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新型水浊度双管对比检测装置

发布时间:2022-02-19 08:40:16 浏览数:


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水是人类生命的源泉。近年来,河流、湖泊遭受污染的事件常见诸报端,我们青少年应对保护水环境多作贡献。于是我想,我们美丽的杭州城区的河流、湖泊的水质怎么样?能否利用我们所学的知识,对水况和水质情况进行检测呢?通过查阅资料后,我们发现在水质检测过程中,最为重要的数据就是水浊度,于是决定这次的调查和探究就围绕水浊度而展开。

通过网络搜索,结合平时对水浊度的观察,我们发现水质好的河流、湖泊通常都清澈见底,相反水质差的,就浑浊,往往会发黄、发黑或呈现其它颜色。于是,我们想采用光透射法来测定水浊度。

光透射法是将光源发出的平行光束射入浊液水样,水样中的浊度物质及悬浮颗粒对光的吸收,会使透射光的强度发生衰减,入射光被减弱的程度与浊度存在一定的函数关系。

带着这个想法,在老师的指导下,我们查阅了相关资料,参观了自来水厂、杭州市环境监测中心站的实验室。但是,对于这一系列电子电路、光学基础和光电传感器应用知识的欠缺,以及设计制作能力的不够,一度成为我们的绊脚石。电子电路看不懂,我们就请教老师,还带着问题重新学习了相关电子电路、焊接工艺、A/D转换、光电转换传感器等技术。在仪器终于制造出来后,又遭遇一次重大挫折——不能显示效果,但我们仍不气馁,又经过反复检查和调试,终于获得初步成功。

回顾近一年时间的探索、发明过程,我们感到虽有艰辛,但更多的是成长的喜悦,而最终的成果是:利用PVC管、光传感器、A/D技术转换器、电平显示模块和电线等材料,设计、制作出了新型水浊度双管对比检测装置。装置制造完成后,我们又对照国家标准化的浊度液来确定水浊度标准量值,对仪器进行标定,以及利用实验室配制好的浊度液进行对比调制标准值。

检测步骤:①取被检测水,从入水口1倒入;②取对比水,从入水口2倒入;③打开浑浊度显示区域电源。

检测方法:①可以直观观察到被检测水经过通光道后,在观测镜里面的量度差异。②可以通过显示区域的数据观测水浊度的差异。

在用自己的装置检测过水质后,我们又去了杭州市环境监测中心站的实验室,在那里采用符合国家标准的进口浊度计对上述9个点的标样水进行检测。通过比对后发现,我们自制的水浊度检测仪与环境监测中心所用的进口浊度计检测的结果几乎一致:西湖水的浊度最低,表象上看最为清澈,运河水浊度较高,表象上看最为浑浊,而钱塘江水居中。

我们自制的检测仪设计新颖,具有创新性,性价比高,并且有许多创新点:

低碳价廉。目前市面上的水浊度检测仪价格昂贵(一般都在一万元以上),不适合家庭或学生购买应用,我们的这台检测装置主要由PVC管、核心光传感器、电线等材料组成,总成本控制在300元左右。

直观对比。市面上的仪器不能够让人们直接感观水体浊度,只能通过显示屏观测具体数据,也无法同时形成与标准水样的对比,而我们的这台检测装置,采用双光路的设计,弥补了现有的单一光路测量的不足,可以实现不同水质及待测水质于标样水的同时检测观测,也可以同时应用于实地水质的对比观测,而且所测量的数值采用了先进的数码(A/D)转换技术进行显示,实现感观和数字有机结合。所测数据与国家检测标准相近,特别适用于家庭采样对比测量。

简单合理,易于推广。我们的这台检测装置不但适用于中小学的科学教育、研究性学习和综合实践活动,而且还适用于环境科普教育,是一种很好的科普教具,易于生产和推广。与已有产品相比,它具有更实用、更广泛的市场需求和应用前景。

利用学习的光学知识,自己动手设计,在实践过程中不断改进和调整,在研究性学习的实践活动中,我让自己的创新能力得以提升。此项发明还在2013年4月申请了专利,并获得了第28届杭州市青少年科技创新大赛一等奖。

这次的科技发明实践活动,不仅帮助我们进一步关注自然、了解自然,而且也锻炼了我们的综合能力,培养了我们的创新精神和实践能力。通过这次活动,我们深刻领悟,在成功的道路上,挫折只是一种考验,而战胜考验,关键是自信与坚持,因为“天下无难事,只怕有心人”。

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