深部含水層pH值原位在線監(jiān)測(cè)儀的研制.pdf

1、近年來，我國水資源污染與短缺問題日趨嚴(yán)重，各行各業(yè)均受到不同程度的影響，尤其深部水層受到污染，長期內(nèi)難以消除。如果生活用水和灌溉農(nóng)業(yè)用水受到污染，將會(huì)嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量和身體健康。pH值檢測(cè)是水質(zhì)檢測(cè)與分析的重要指標(biāo)，其在水文地質(zhì)調(diào)查、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)方面扮演著重要角色。
　　本課題是中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心pH值檢測(cè)項(xiàng)目中的一部分。課題研究的目的是獲取二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)存工程中封存在地層中的二氧化碳分布運(yùn)移情況，實(shí)時(shí)

2、監(jiān)測(cè)深部含水層pH值的變化，預(yù)報(bào)二氧化碳泄露進(jìn)入深部咸水層溶解后導(dǎo)致水環(huán)境酸性增強(qiáng)引發(fā)的水質(zhì)變化，避免對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。
　　論文分析了深部含水層pH值檢測(cè)的影響因素，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水層壓力和水流速對(duì)壓力平衡型pH電極采集精度的影響可以忽略，而電極使用時(shí)間和溫度的影響是主要因素。監(jiān)測(cè)儀以低功耗MSP430F5438微處理器為核心，輔以電源電路、CAN總線通信電路、DS18B20溫度采集電路以及雙回路同步采樣pH值測(cè)量電路等外圍電路構(gòu)

3、成，滿足了在野外環(huán)境下深水層原位檢測(cè)裝置體積小、高精度、低功耗、遠(yuǎn)距離通信、抗干擾等性能要求。軟件方面采用3σ拉依達(dá)準(zhǔn)則和中位值均值濾波算法，解決了監(jiān)測(cè)儀測(cè)量電路受外界環(huán)境的影響發(fā)生的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，研究了干擾離子對(duì)pH值測(cè)量產(chǎn)生的影響，確定了pH電極發(fā)生酸誤和堿誤的臨界值，得到了時(shí)間、溫度、酸堿度與電位漂移的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。利用MATLAB仿真軟件，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了時(shí)間、溫度影響pH電極電位漂移的補(bǔ)償模型。建立了基于儀器