,第十章 自动检测技术,主讲人： 张金涛学号：1519189002,河南师范大学,概 述,厚德博学，止于至善,随着经济的快速发展以及环境形势的日益严峻,环境自动监测行业、市场、应用领域得到了迅猛的扩张。采用自动监测手段,可以实时、动态、科学地掌握环境质量和污染源排放的时空分布实际状况。,厚德博学，止于至善,概 述,环境自动监测技术涵盖了实现整个自动监测过程的技术整体,包括了自动控制技术、传感器技术、模拟与数字信号转换技术、信息编码与传输、数据库管理、信息平台发布等。,厚德博学，止于至善,分 类（一）,厚德博学，止于至善,分 类（二）,美、日、中空气自动监测仪器比较,厚德博学，止于至善,SO2监测仪器,1.紫外脉冲荧光SO2监测仪,图10.3 SO2监测仪荧光计工作原理示意图,厚德博学，止于至善,图10.4 紫外荧光SO2监测仪气路系统示意图,紫外荧光SO2监测仪,厚德博学，止于至善,电导式SO2自动监测仪,图10.5 电导式SO2自动监测仪工作原理示意图,厚德博学，止于至善,氮氧化物监测仪器,图10.7 化学发光NOx监测仪工作原理示意图,厚德博学，止于至善,臭氧监测仪器,单光路型仪器,图10.8 紫外吸收式O3分析仪工作原理示意图,厚德博学，止于至善,图10.9 双光路紫外光度法O3监测仪工作原理示意图,双光路型仪器,厚德博学，止于至善,化学发光法臭氧监测仪器,图10.10 乙烯法O3监测仪工作原理示意图,厚德博学，止于至善,相关红外吸收法CO监测仪,图10.12 相关红外吸收法CO监测仪工作原理示意图,厚德博学，止于至善,总烃监测仪,图10.13 总烃自动测定仪工作原理示意图,厚德博学，止于至善,水污染可自动监测的项目及方法,厚德博学，止于至善,水污染连续自动监测仪器,（一）水温监测仪器,图10.16 水温自动测量原理示意图,厚德博学，止于至善,电导率监测仪器,图10.17 电流法电导率仪工作原理示意图,厚德博学，止于至善,pH监测仪,图10.18 pH连续自动测定原理示意图,厚德博学，止于至善,溶解氧监测仪,图10.19 溶解氧连续自动测定原理示意图,厚德博学，止于至善,浊度监测仪,图10.20 表面散射式浊度自动监测仪工作原理示意图,厚德博学，止于至善,COD监测仪,图10.22 COD自动监测仪测定流程示意图,厚德博学，止于至善,微生物传感器BOD监测仪,图10.23 微生物传感器BOD自动监测仪示意图,厚德博学，止于至善,TOC监测仪,图10.24 单通道TOC自动监测仪工作原理示意图,厚德博学，止于至善,UV（紫外）吸收监测仪,图10.25 UV吸收自动监测仪工作原理示意图,厚德博学，止于至善,厚德博学，止于至善,需要前处理的在线自动监测,厚德博学，止于至善,工作原理 : 把生成有色化合物过程中人工需要完成的各种化学反应，通过设计成相互串联的化学反应器具，使样品及反应试剂进入此流路中可自动按顺序完成反应（如混合圈代替混合搅拌，透析膜代替过滤，在线加热装置代替手工加热等），最终形成的有色化合物进入比色计进行比色，通过电脑软件自动计算出来。,CFA,厚德博学，止于至善,FIA,流动注射技术的原理是用非空气间隔断流体系，向在细管内连续流动的液流中注射一定体积的液体试样，被测组分经化学反应后尚未达到化学和物理的平衡就被快速导入检测器进行检测、定量。它是通过尽量缩短从样品注入载流到进入检测器的时间来使扩散和带过最小化。,厚德博学，止于至善,FIA的优缺点,优点：仪器结构比较简单（如预处理模块体积小），成本较低，出峰时间短，测定效率高，比较适用于快速测定。 缺点：样品在载流中的逐渐分散可能导致灵敏度下降，管径太细易于堵塞，反应过程中产生的气泡会带来误差，反应时间短，不太适合一些慢反应和需要较高温度的反应，同时对操作要求非常高。,厚德博学，止于至善,SFA,片断流动分析的主要技术是在管路中加入空气 气泡来降低扩散和带过的影响，但是由于气泡与管 壁之间还存在着空隙，还会有一层液膜，管壁本身也 会粘住一定的液体，所以还存在扩散与带过的影响。 因此需要在管路中添加一定量的润滑剂能够使气泡 与管壁贴住，不留空隙。同时控制一定的流速，选 择合适的管径，通过这些措施使扩散和带过最小化。,厚德博学，止于至善,SFA的优点,1、空气气泡的先进性和反应及比色过程中的稳定性。空气气泡能够降低扩散与内部带过，保证片断内部可以充分混合，可以实现完全反应。同时肉眼可以直接观察到流动形态是否正确，管路系统中的细微变化能够得到缓冲，如化学反应过程中产生的小气泡不会影响测定结果。,厚德博学，止于至善,2、检测时反应流中物质浓度的稳定性，它不会随时间变化而改变，稳态是片断流动分析（SFA）达到高稳定性和灵敏性的重要因素。系统中的条件是可能变化的，如样品和试剂流速、温度、试剂浓度等，但是当样品和标准品都在同等条件下在稳态进行检测时，这些变化不会影响到准确性。,遥感监测技术,图10.28 土壤、植物和水体对电磁波的反射能力示意图,厚德博学，止于至善,红外扫描技术,图10.29 热红外扫描系统工作过程示意图,厚德博学，止于至善,相关光谱遥测技术,图10.30 相关光谱法原理示意图,图10.31 相关光谱遥测仪组件示意图,厚德博学，止于至善,激光雷达遥测技术,图10.32 拉曼激光雷达系统示意图,厚德博学，止于至善,厚德博学，止于至善,