研究水质化学氧气需求检测使用激光诱导光图像处理
Ying Guo1, Zhaoshuo Tian1, Zongjie Bi1
1Institute of Marine Optoelectronic Equipment, Harbin Institute of Technology at Weihai, Weihai 264209, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|March 17, 2025
概括
一种新的激光诱导光 (LIF) 图像处理方法可以准确地检测水中的低度化学氧气需求 (COD). 这种非接触式系统为实时水质监测提供了高灵敏度.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 分析化学 分析化学
- 光学工程是指光学工程.
背景情况:
- 化学氧气需求 (COD) 是有机水污染的一个关键指标.
- 精确测量低度的COD对于有效的水质管理至关重要.
- 现有的方法在灵敏度或实时应用方面可能存在局限性.
研究的目的:
- 开发和验证一种创新的激光诱导光 (LIF) 图像处理技术,用于在水环境中检测低度的COD.
- 设计和构建基于LIF图像处理的小型非接触式COD检测系统.
- 在灵敏度,稳定性和准确性方面评估系统的性能.
主要方法:
- 利用紫外线激光激发,在水样中的有机化合物中诱导光.
- 使用CMOS图像传感器捕获光图像数据.
- 应用图像处理技术,包括颜色通道隔离和RGB特征分析,以导出COD值.
- 基于图像特征,使用部分最小平方回归 (PLSR) 开发了一个预测模型.
主要成果:
- 成功开发了一个用于COD检测的LIF图像处理系统,包括CMOS传感器,STM32微处理器,激光和显示器.
- 从不同度的酸盐和葡萄糖混合溶液中获得光图像.
- 在0-12 mg/L范围内,COD度的检测相对误差低于10%.
- 证明了系统能够将RGB颜色特征与COD度相关联的能力.
结论:
- 开发的LIF图像处理系统为测量低度COD提供了高度敏感,稳定和非接触的方法.
- 该系统适用于快速的,实时的在线水质监测.
- 这种创新方法为环境水污染评估提供了一个有希望的替代方案.
