奥谱天成 ATHB300 多参数水质分析方案 可以检测总氮

总氮，简称为TN，水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一。总氮的定义是水中各种形态无机和有机氮的总量。包括NO₃^-、NO₂^-和NH₄⁺等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染的程度。

1. 方案说明

基于分子吸收光谱分析（或分光光度法）的现代水质监测技术主要有在线水质监测和原位水质监测两类。

1）在线水质监测具有采样环节，通过吸收光谱分析对水样中的某种物种的成分及其含量进行定量分析，也可以对水质某些物理特征（如色度、浊度等）进行定量或定性分析。其中对待检水样一般要进过在线前处理，如在线显色、富集、萃取、催化等。

2） 原位水质监测，直接把基于光谱仪的分析仪器固定在监测区域的河流或湖海中，这样流水可以自动进入分析仪器的流通池，然后通过吸收光谱分析实现对水样的原位监测。

2. 仪器的设计要求

朗伯比尔定律是光谱水质监测仪器的理论基础和设计基准，在仪器设计时，需要考虑标准工作曲线、解决偏离朗伯比尔定律的技术与方法以及测量波长的选择。

2.1 标准工作曲线

在实际水质分析中，一般应用标准工作曲线上吸光度值为0.2-0.8范围内的直线部分，均会获得比较精确的测量结果。同时，标准工作曲线的斜率越大，则被测物含量检测的灵敏度越高，测量误差越小。

2.2 产生偏离朗伯比尔定律的主要因素与解决方法

1）非单色光与杂散光引起的偏离，可在宽光谱范围内进行监测。

2）样品化学前处理反应引起的偏离，一定要严格控制化学前处理反应条件，如温度控制、搅拌控制、清洗控制等。

2.3 测量波长的选择

根据被测水质参数样品检测的吸收光谱，选择最大的特征吸收波长作为测定波长，可提高水质检测的灵敏度和准确度。在可见光范围内适宜测量，而在紫外或近紫外波段水样中的其他组分干扰（如有机物）和浊度干扰较大，会影响测量的准确度。

3.检测范围

该实验平台可以检测重金属、氨氮、硝酸盐氨、总氮、氯离子、磷酸盐、总磷、TOC、COD等重要水质参数以及针对光谱仪水质检测存在的问题分析。

4. 测控系统的总体结构

测控系统主要分为四个部分：流路系统，光学系统，在线样品化学前处理系统，控制系统。其中，光学系统以微型光谱仪为核心，主要由光源，聚焦准直、多功能检测室、微型光谱仪组成。光源发出的光经过准直后射入微型多功能样品检测室，透过样品室的光经过透镜的聚焦汇聚于光纤探头，由石英光纤耦合进入微型光谱仪，系统框图如图1所示。该光学系统能实现190-1000nm的连续光谱检测，检测精度高。

图1 光学系统框图

5.解决方案

图1 多参数水质分析仪功能框图

1）在灯源上

a .我们可以选择ATG1020氘卤组合灯或者ATG1030脉冲氙灯，该光源体积小，寿命长（超过2000小时），稳定定高（＜5‰/h），为了满足实验测量中不同样品的需要，可对输出光强进行调节。

b.ATG1030脉冲氙灯,波长为200-900nm，氙灯具有功耗低，体积小，光效大，寿命长（连续闪烁109次），闪烁稳定性>99.99%等优点。

2）对于光纤光谱仪，我们提供了以上四种作为参考，由于ATHB300-3和ATHB300-4在传感器CCD上增加了制冷技术，可使CCD工作在更低的环境温度下，降低了系统的暗噪声，提高信噪比，增加灵敏度，会让测量结果更精确，更稳定。当然，对于每种系列的光谱仪可以根据您具体的实际需求来定制制冷或非制冷。所有的光谱仪均可接收SMA905接口光纤输入或者自由空间输入的待测光，根据设定的积分时间进行测量，将测量结果通过USB2.0（高速）或者UART输出。

图2 多参数水质分析解决方案的原理框图，用户只需要提供12V直流电源，发送命令和读取数据均通过RS485总线接口

   在使用的过程中，客户只需要插入电源和接通RS485，系统就可以工作了。ATHB300只能接受来自RS485的命令，并且将采集到的数据，通过RS485发回。

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注：该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案，不可用于临床诊断或治疗等相关用途