营养离子浓度检测方法研究论文

我会，实验性论文，

. 无物存在2. 即使有物存在，也不可知3. 即使有物存在而又可知，也不可能把它告诉别人遗传学论文（这是我当年选修课的论文，得分不高，只有84，看看将就着用吧）论文概要：介绍遗传，变异，生物物种多样性的概念及它们之间的关系，还有人类对生物资源的创造和利用状况。并且，在论述中强调了对这些生物资源的利用要合理适当，要保护自然界生物多样性。首先，让我们来看看遗传，变异及生物多样性的概念及其所包含的一些内容：1．遗传：是指生物亲代与子代之间、子代个体之间相似的现象，一般是指亲代的性状又在下一代表现的现象。但在遗传学上，是指遗传物质从上代传给后代的现象。2．变异：生物有机体的属性之一，它表现为亲代与子代之间的差别。变异有两类，即可遗传的变异与不遗传的变异。现代遗传学表明，不遗传的变异与进化无关，与进化有关的是可遗传的变异，后一变异是由于遗传物质的改变所致，其方式有突变与重组。突变可分为基因突变与染色体畸变。基因突变是指染色体某一位点上发生的改变，又称点突变。发生在生殖细胞中的基因突变所产生的子代将出现遗传性改变。发生在体细胞的基因突变，只在体细胞上发生效应，而在有性生殖的有机体中不会造成遗传后果。染色体畸变包括染色体数目的变化和染色体结构的改变，前者的后果是形成多倍体，后者有缺失、重复、倒立和易位等方式。突变在自然状态下可以产生，也可以人为地实现。前者称为自发突变，后者称为诱发突变。但是自发突变通常频率很低，诱发突变是指用诱变剂（X射线，γ射线、中子流及其他高能射线，5-嗅尿嘧啶、2-氨基嘌呤、亚硝酸等化学物质，以及超高温、超低温等）所产生的人工突变。3．生物多样性：指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物) 有规律地结合所构成稳定的生态综合体。这种多样性包括动物、植物、微生物的物种多样性，物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样性。其中，物种的多样性是生物多样性的关键，它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系，又体现了生物资源的丰富性。另外，遗传（基因）多样性是指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式，可分为区域物种多样性和群落物种（生态）多样性。生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性。（1）知道了遗传，变异及自然界生物物种多样性的概念，下面让我们来看看它们之间的关系：首先来看遗传与变异的关系：遗传与变异是矛盾的但又对立统一的关系。由于遗传而确保了生物的稳定性和世代延续性，是相对“不变”的；而变异是绝对的“变”，它使生物原有的特性发生改变，从而产生出新的生物性状或类型，为生物的进化与发展提供动力。没有变异，遗传只能是简单的重复，生物就无法进化。因此，在维持物种的稳定性上，遗传与变异是对立的。然而，没有遗传，变异就不能积累，新的变异就失去了意义，生物同样也不能进化。所以，在进化方面，遗传和变异又是统一的。理清了遗传与变异的关系，现在再来看遗传和变异与自然界生物物种多样性的关系：遗传与变异是自然界生物多样性的基础，是遗传和变异为生物的发展、进化提供了原材料。具体来说，遗传是生物稳定性的基础，变异是生物多样性的前提，两者是对立统一的关系。在遗传和变异的共同作用下，自然界生物存在着多样性，同时各种生物又具有其自身的特点，能够与其它生物种类加以区分。总之，没有变异，自然界就不会多姿多彩，就不会有自然界的多样性；没有遗传，自然界就会处于无序状态，也不会有自然界的多样性。（2）现在，我们已经知道了遗传和变异与自然界生物物种多样性的关系，那么生物多样性有什么价值，人类又是怎样利用的呢？让我们来看看下面的资料：一．1993年，联合国环境署组织专家编写的《生物多样性国情研究指南》中，将生物多样性价值划分为5种类型：1．具显著实物形式的直接价值；2．无显著实物形式的直接价值；3．间接价值；4．选择价值；5．消极价值。（3）二．表一：中国生物多样性国情研究报告的价值分类系统主要价值类型直接使用价值间接价值选择价值或潜在价值存在价值或内在价值产品及加工品直接使用价值服务价值对人们提供效益的典型用途林业，农业，畜牧业，渔业，医药业，工业，餐饮业，消费性利用价值旅游观光价值，科学文化价值，畜力使役价值有机物生产，维持大气平衡，物质平衡，水土保持，净化环境潜在使用价值，潜在保留价值确保自己或别人将来能利用某种资源或某种效益从资料中可以看出：生物多样性是全人类共有的宝贵财富。生物多样性为人类的生存与发展提供了丰富的食物、药物、燃料等生活必需品以及大量的工业原料。生物多样性维护了自然界的生态平衡，并为人类的生存提供了良好的环境条件。生物多样性是生态系统不可缺少的组成部分，人们依靠生态系统净化空气、水，并充腴土壤。此外，科学实验证明，生态系统中物种越丰富，它的创造力就越大。自然界的所有生物都是互相依存，互相制约的。每一种物种的绝迹，都预示着很多物种即将面临死亡。生物多样性还具有重要的科学研究价值。每一个物种都具有独特的作用，例如利用野生稻与农田里的水稻杂交，培育出的水稻新品种可以大面积提高稻谷的产量。在一些人类没有研究过的植物中，可能含有对抗人类疾病的成分。这些野生动植物如果绝迹，是人类的重大损失。另外，生物物种资源是国民经济持续发展的基础，是人类生存和社会可持续发展的战略性资源，也是农业发展的基石。每个生物物种都包含丰富的优良基因，基因资源的挖掘可以给国家带来财富，给人类带来文明。一个基因甚至可以影响一个国家的经济，乃至一个民族的兴衰。矮秆基因的发现导致了全世界粮食生产的“绿色革命”；水稻雄性不育基因的利用，创造了中国杂交稻的奇迹；优质羊毛基因的育种应用直接繁荣了澳大利亚的畜牧业生产。过去数十年来，全世界植物新品种不断推新，粮食亩产快速提高，正是得益于生物物种及其遗传多样性的贡献。生物物种资源的拥有和开发利用程度已成为衡量一个国家综合国力和可持续发展能力的重要指标之一。（4）因此，我们可以毫不夸张的说：生物多样性是人类赖以生存和社会可持续发展的物质基础，对于人类的生活起着极其重要的作用！因为生物多样性如此重要，而生物多样性保护不仅能对当代产生最大的持续利益，而且还能造福子孙后代。因此，开展生物多样性的研究，保护和可持续利用成为各国政府及社会各界有识之士共同关注的主要问题。下面就让我们来谈谈这个问题：保护生物多样性的措施主要有三条：(1)建立自然保护区。建立自然公园和自然保护区已成为世界各国保护自然生态和野生动植物免于灭绝并得以繁衍的主要手段。我国的神农架、卧龙等自然保护区，对金丝猴、熊猫等珍稀、濒危物种的保护和繁殖起到了重要的作用。(2)建立珍稀动物养殖场。由于栖息繁殖条件遭到破坏，有些野生动物的自然种群，将来势必会灭绝。为此，从现在起就必须着手建立某些珍稀动物的养殖场，进行保护和繁殖，或划定区域实行天然放养。如泰国对鲜鱼的养殖。(3)建立全球性的基因库。如为了保护作物的栽培种及其它可能会灭绝的野生亲缘种，建立全球性的基因库网。现在大多数基因库贮藏着谷类、薯类和豆类等主要农作物的种子。（5）在保护生物多样性的基础上，人类可以通过一些方法（比如说诱变，基因合成，转基因等）创造出更多人类生活所需的物种，从而满足人类各种各样的需求。另外还有一些方法可产生新物种，如利用激素处理，植物的组织培养技术，但它们要么无法产生新的品种，要么把产生的变异遗传下去，这样在一定程度上影响了效率。19世纪初，孟德尔的遗传定律被重新提出；20年代，美国人将杂交原理运用到玉米育种上，取得了显著效果；40年代，育种的手段中又增加了杂交转导，转化的技术；50年代，美国人发现了DNA分子的双螺旋结构模型，分子生物学开始发展；70年代，中国将杂交原理应用于水稻增产，获得了巨大的成功；现在，只要我们作好当下的生物资源的保护工作，当我们展望未来时，我们有理由相信：到那时，生物资源的研究和利用将带给人类更多的财富！回答者：买豆腐干的我 | 四级 | 2010-11-27 11:57 鱼会说话吗？您相信鱼会说话吗？这是一个耐人寻味的事，我想知道鱼是否会说话？我家买了两条小金鱼，一条是全黑的，黑的叫乐乐，因为它很快乐。一条红白相间的名字叫欣欣，因为它懂得欣赏，很好玩吧！他俩生活在鱼缸里，这个鱼缸可“非比寻常”。里面有山、花、树、贝壳、彩色石头……。很美吧！让我们一起来观察它！ 9月23日凌晨五点左右，我正要去喂食，我看见这么一个现象，我把鱼食撒到鱼缸里，乐乐吃了一点就不吃了。 9月23 日傍晚5 点15分，我看见鱼缸里的贝壳反过来了，小欣欣看见了，好像以为它——这个小贝壳要死了，连忙游过去，用它的头去抵，抵了近三、四分钟，它就不抵了，它游到乐乐旁边，用自己的尾巴扫了扫乐乐，然后互相碰了一下头，乐乐和欣欣一起游过去，把那块贝壳一起弄回原样了，这一点证明了“团结力量大”。通过两次的观察，让我知道了人类有人类的表达方式和交流语言，动物也有自己王国的表达方式和交流，这也告诉了我们，如果你不团结，那么你将一无所有，朋友之间的友谊真伟大。同时，我们也要多观察，多发现，但是不能因为你在动物身上作试验，就伤害小动物，因为动物是人类的朋友。

随着人们绿化意识的增强和绿化观念的更新，传统花卉种植方式因存在诸多弊端，已不符合人们审美情趣的要求。例如，鲜切花缺少了一个从种植到开花结果的实践过程，且保鲜时间短；一般盆花常用土壤栽培，养护必须凭经验，不易管理，易患病虫害，与现代居室环境不和谐。花卉立柱式无土栽培!以下简称花卉立柱)是把工艺化塑料盆钵垒叠成一定高度，在其上栽植花卉，并用营养液自动循环浇灌来满足花卉生长对水、气、肥的需求而进行的栽培方式，集立体栽培、无土栽培、设施栽培于一身，具有技术新、工艺化、节水环保、绿化容量大、美观和易管理等优点，能最大程度满足人们种花养花的情趣。花卉立柱在城市公园、街道、庭院、居室、屋顶、阳台的美化绿化以及都市农业中具有广阔的应用前景。花卉立柱是插花、盆景以外的一种新型花卉生产模式和艺术形式，有望成为一种时尚的产业。 1 花卉立柱系统结构根据应用场所和循环系统可将花卉立柱分为常规型和家庭型2类。常规型花卉立柱系统通常采用水培法，进行较大面积的群体栽培主要应用于都市农业，城市公园街道，庭院屋顶绿化等。立柱装置基本结构每667m2安装立柱600根，每根立柱由底座、中心轴和柱体构成。柱体的外壳是由白色工程塑料(ABS)浇注成的盆钵，一根立柱垒叠10～12个盆钵，高160～200cm，直径15cm，每个盆钵上设有5个栽培孔，花卉苗木即生长在栽培孔上。立柱成行状排列，柱体套在中心轴并立于下端的底盘上，便于旋转，也能随中心轴自由搬动。通过旋转使花卉苗木受光均匀。营养液循环系统由贮液池、输液管道、滴淋头和回流沟组成。盆钵上的花卉苗木生长所需的养分，是由潜水泵把贮液池中的营养液送上输液管道，然后通过立柱顶端的滴淋头注入盆钵内的，当上一个盆钵内的营养液超过一一定水位后，即自动向下一个盆钵注入，直至营养液溢出栽培槽的出口，最后通过回流沟流至贮液池中。营养液可定时自动浇灌，循环利用。家庭型花卉立柱系统有水培、基质培、混合培3种栽培方式。室内花卉单体栽培主要应用于居室、办公室、阳台绿化等。立柱装置基本结构每套装置由底盆、中心柱、盆钵、微型泵和定时器构成。家庭型立柱一般垒叠3～6个盆钵，高50～100cm底盆采用圆柱体，体积约为6L用于贮藏和回收营养液。营养液自动循环系统家庭型立柱底盆中的营养液由微型泵泵入，然后通过软管、淋头、盆钵，再回收到底盆，重复利用，通过24h程控定时器实现自动循环浇灌。 2 栽培技术要点品种选择常规型花卉立柱主要考虑其观赏性，品种选择以草本花卉为主，适栽品种有孔雀草、长春花、洋凤仙、万寿菊、百日草、千日红、杂交石竹、凤尾鸡冠花、三色荃、四季海棠、雁来红、彩叶草、观赏番茄、金盏菊、翠菊、矮牵牛、一串红、矮向日葵、吊竹梅等；家庭型花卉立柱考虑室内环境条件的特殊性，品种选择以耐荫观叶植物为主，适栽品种有万年青、合果芋、绿萝、常春藤、龟背竹、文竹、银皇后、绿宝石、小斑马、百合竹、袖珍椰子、富贵竹、朱蕉、鹅掌木、肾藏、白掌、虎尾兰、吊兰、君子兰、一叶兰、条纹竹芋、孔雀竹芋等。无土育苗技术草花无土育苗一般采用种子播种繁殖，也有通过扦插繁殖的，如万寿菊、孔雀草、四季海棠、长春花等。种子繁殖以穴盘无土育苗效果最好，出苗整齐而茁壮。相对于常规露地无土育苗来说，受地下害虫为害轻，育苗移栽时伤根少，缓苗期短。育苗基质为珍珠岩、泥炭与蘑菇废料的复合基质(体积比1:1:1)。育苗容器采用宁夏圣宝工贸有限公司生产的圣宝重型128育苗穴盘(8×16穴，穴大小3cm×3cm)。草花种子播种前用40%福尔马林100倍液浸泡15min进行消毒，不易发芽的草花品种用温水浸种和催芽。播种发芽后，当草花幼苗长至2叶(对)期后，每天喷浇稀营养液1次。当幼苗达到一定苗龄形态指标要及时移栽，一般移栽期为4～5叶(对)期。耐荫观叶植物无土育苗通常采用分株或扦插繁殖，有许多观叶植物2种方法均可繁殖。分株繁殖较简单，当母株分化出的子株已长有根系，就可分离母株进行单独培育。方法是将母株挖起，去除基质，清除老根和烂根，然后找出根系自然分歧处，用手册开或用刀切开，要求分离出来的子株带有细根、枝条(叶片)和芽。扦插繁殖基质为珍珠岩。扦插用的插条剪成8～12cm长，去除插条基部的叶片，下部剪口要平滑，呈45°斜面，用50×10-6的吲哚乙酸浸渍剪口12h，促进发根。插后做好保湿工作，防止插条失水萎蔫。当根长出2～3cm即可移栽，移栽时尽量减少伤根。养液管理营养液pH值测定与调整笔者用的营养配方肥料由杭州龙山化工厂生产提供。花卉用营养液的pH值适宜范围为～，一般稳定在左右为最好。在营养液配制和使用过程中，可用手持式汉拿酸碱度测试笔定期进行pH值的测定。测试后，若发现营养液的pH偏高，用硫酸、磷酸或硝酸调整；若pH偏低，则用NaOH调整。营养液EC值测定与调整花卉用营养液的适宜离子浓度(以EC值表示)，因花卉不同生育期、不同栽培季节而有所差异，一般苗期略低，生育盛期略高；冬季略高，夏季略低。幼苗期适宜的EC值为～，开花期或成苗期(耐荫植物)适宜的EC值为～。一般可用DDS-11A型电导率仪定期测定营养液的EC值，若发现EC值过高加水稀释，过低则通过加配方肥料进行调整。营养液含氧量的补充通过每天多次的营养液循环浇灌来补充营养液中的含氧量，从而满足花卉根系生长对氧气的需求。供液时间与次数采取间歇定时供液的办法，通过定时器进行控制，一般每天供液2～4次，每次15～20min。供液在白天进行，夜间不供液；晴天供液次数多些，阴雨天少些；气温高光线强时供液次数多些，温度低光线弱时供液少些。营养液的更换家庭型花卉立柱底盆容积小，每盆营养液使用期为1～2个月，即夏天1个月更换1次，冬天2个月更换1次。常规型花卉立柱因贮液池容积大，营养液使用期可延长至4～6个月。若发生污染，应及时更换。病虫害防治据笔者观察，家庭型花卉立柱在室内摆放期间，一般很少有病虫害发生。花卉立柱大棚生产期间，各种病虫害均会发生。主要病虫害有:灰霉病、霜霉病、炭疽病、白粉病、叶斑病、叶螨、蚜虫、青虫、夜蛾等。应采取“以防为主，综合防治”的策略综合防治:(1)及时摘除枯枝败叶，清理病虫株；(2)物理防治，用-诱虫胶板诱杀害虫；(3)用一熏灵、利得烟熏剂等熏烟；(4)药剂防治禁用剧毒农药，选用低、中残毒农药，并做到对症下药；杀虫杀螨剂有7051杀虫素、万灵、一遍净、抑太保、吡虫啉等，杀菌剂有达科宁、多菌灵、大生、雷多米尔、杀毒矾等。 3 应用前景探讨通过不同品种、不同花色的搭配、不同高度花柱的组合，可设计出富有不同艺术情趣的花卉立柱组合模式，表达不同的文化内涵。在园林绿化上的应用花卉立柱组合景观可为城市公园增辉，也可作为移动花坛应用，在绿化死角具有与盆花相似的应用效果。在都市农业中的应用花卉立柱组合可提升都市农业品位，增添现代园艺科技气息。在街道绿化上的应用花卉立柱成行竖立于街道两旁，能明显增加街道的节日文化气氛，给人耳目一新的感觉。屋顶花园花卉立柱节水环保，不积水，避免了屋顶土壤栽培的积水易渗漏等缺点。在室内绿化中的应用家庭型花卉立柱，绿化容量大，美观易管理，是家庭居室、办公室美化绿化的理想选择。

微量元素与人体健康

铜离子测定方法及检测论文

硫酸铜遇水变蓝还有,铜离子跟硫酸根沉淀

可以利用化学试剂进行检验

1、在溶液中加入碱：在溶液中铜离子带正电、氢氧根带负电,两者结合形成的产物氢氧化铜是一种难溶于水、颜色为深蓝色的一种沉淀。溶液中的氢氧根负离子、铜离子达到了一定的溶度，两者之间会发生化学反应。

（Cu2+）+2（OH-）=Cu(OH)2 ↓(沉淀)

2、在溶液中加入苏打水(碳酸钠)

铜离子与碳酸根结合也会生成难溶于水的沉淀

3、利用氧化还原反应

加入比铜更活泼的金属单质，例如：铁、锌、钙等,会生成红色的单质铜

扩展资料：

向氯化铜溶液中加水，则溶液中氯离子浓度变小，水合铜离子相对增多，溶液主要呈现水合铜离子的颜色（蓝色）。所以我们见到的氯化铜稀溶液一般呈蓝色。

同样道理，在硝酸跟铜的反应中，稀硝酸与铜反应所得的溶液呈蓝色，而浓硝酸与铜反应所得溶液呈绿色。这是因为，浓硝酸与铜反应时，产生大量的二氧化氮气体，二氧化氮溶解在溶液中呈黄色，二氧化氮的黄色跟水合铜离子的蓝色混合就出现了我们看到的绿色。

铜离子可以通过还原反应生成铜,铜可以通过氧化反应生成铜离子,铜盐溶于水或熔融也可以得到铜离子,铜离子可以与氢氧根离子生成不溶于水的Cu(OH)2蓝色沉淀,这也是检验铜离子的方法之一。铜离子存在于碱性溶液中就会生成沉淀。

参考资料来源：百度百科-铜离子

加入亚铁氰化钾产生红棕色的六氰合铁酸铜沉淀，可以检验铜离子

1.你可以直接可溶性加碱，会产生蓝色沉淀氢氧化铜。

2.可以选择加入可溶性碳酸盐，也会产生蓝色沉淀碳酸铜。

3.考虑到铜单质的特殊性质，可以在铜离子中加入铁或锌单质，会有紫红色固体析出。

铜离子：

铜离子是由铜原子失去最外层的两个电子得到的,显正2价,书写为Cu2+,显蓝色通常，铜离子Cu2+在水溶液中实际上是以水合离子[Cu(H2O)4]2+的形式存在的，水合铜离子呈蓝色，所以我们常见的铜盐溶液大多呈蓝色。

而在氯化铜的溶液中，不仅有水合铜离子[Cu(H2O)4]2+，还有氯离子Cl-与铜离子结合形成的四氯合铜络离子[CuCl4]2-，该离子的颜色为黄色。当在饱和氯化铜溶液中加入氯化钠或者其它氯化物和通入氯化氢时，溶液的绿色会进一步“ 黄化”，使溶液呈鲜艳的黄绿色，而粘附在白色瓷壁上的溶液则呈现黄色，这是涉及到物理的张力等改变了四氯合铜离子的平衡常数，使其正向移动，而在溶液中，大量的水使四氯合铜离子的转化呈可逆，因而无法使其呈现黄色。根据光学原理我们知道，蓝色和黄色的混合色为绿色，这就是为什么我们常见的一般浓度的氯化铜溶液呈绿色的原因。

甲烷浓度检测论文

浅议遥感技术在环境污染监测中的应用论文

1概述

随着我国经济的高速发展,环境污染和生态破坏日益严重,突发性环境污染事故也时有发生。环境监测作为环境管理和污染控制的主要手段之一,正在发挥不可替代的作用。但是,由于我国面积辽阔,地面环境监测网点分散,仅依靠现有的监测台站和传统监测技术方法不能满足连续、动态、宏观、快速监测环境污染的要求,也满足不了及时、准确地做出环境质量报告和污染预报的要求。因此,日益恶化的环境迫切需要实时、快速、宏观、准确的监测技术,以便更加全面准确地反映环境污染对生态系统和人体健康的影响。近年来国内外大量实践表明,遥感技术是获取环境信息的强有力手段,是实现这一目的的极其有效的技术。运用遥感技术监测环境污染及生态环境状况,正确评价环境质量,寻求改善生态环境的途径和措施,具有重要的意义。

遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低,且便于进行长期的动态监测等优势,还能发现用常规方法往往难以揭示的污染源及其扩散的状态,因此遥感技术正广泛地应用于监测水污染、大气污染等环境问题。它不仅可以快速、实时、动态、省时省力地监测大范围的环境变化和环境污染,具有其它常规方法不可替代的优越性;也可实时、快速跟踪和监测突发环境污染事件的发生、发展,并及时制定处理措施,减少污染造成的损失。因此,发展我国的环境污染遥感监测技术,建立重大环境事故的预报、预警和应急响应系统,对保护我国环境及发展经济都具有重要作用,能产生巨大的社会、经济和环境效益。

2环境污染遥感监测技术

遥感技术是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性,远距离不直接接触物体而识别、测量并分析目标物性质的技术。根据所利用的波段,遥感监测技术主要分为可见光、反射红外遥感技术,热红外遥感技术,微波遥感技术三种类型。当前,遥感的应用已深入到农业、林业、渔业、地理、地质、海洋、水文、气象、环境监测、地球资源勘探、城乡规划、土地管理、和军事侦察等诸多领域,从室内的工业测量到大范围的陆地、海洋、大气信息的采集以至全球范围的环境变化的监测。

遥感技术在环境污染监测中的应用发展很快,现在已可测出水体的叶绿素含量、泥沙含量、水温、水色;可测定大气气温、湿度、CO、NOx、CO2、O3、ClOx、CH4等主要污染物的浓度分布;可测定固体废弃物的堆放量、分布及其影响范围等,还可对环境污染事故进行遥感跟踪调查,预报事故发生点、污染面积、扩散程度及方向,估算污染造成的损失并提出相应的对策。近几年来,随着全球环境问题日益突出,具有全球覆盖、快速、多光谱、大信息量的遥感技术已成为全球环境变化监测中一种主要的技术手段。国际上相继提出了一系列的全球环境遥感监测计划,其中主要有美国宇航局(NASA)的对地观测计划(EOS)、欧空局的对地观测计划和日本的对地观测计划等。这些计划将极大地推动环境遥感技术的实用化和遥感技术的发展。

3遥感在环境监测中的应用

水环境污染遥感监测

对水体的遥感监测是以污染水与清洁水的反射光谱特征研究为基础的。总的看来,清洁水体反射率比较低,水体对光有较强的吸收性能,而较强的分子散射性仅存在于光谱区较短的谱段上。故在一般遥感影像上,水体表现为暗色色调,在红外谱段上尤其明显。为了进行水质监测,可以采用以水体光谱特性和水色为指标的遥感技术。

遥感监测视野开阔,对大面积范围里发生的水体扩散过程容易通览全貌,观察出污染物的排放源、扩散方向、影响范围及与清洁水混合稀释的特点。从而查明污染物的来龙去脉,为科学地布设地面水样监测提供依据。在江河湖海各种水体中,污染物种类繁多。为了便于遥感方法研究各种水污染,习惯上将其分为泥沙污染、石油污染、废水污染、热污染和水体富营养化等几种类型。

大气污染遥感监测

大气遥感是利用遥感器监测大气结构、状态及变化。大气遥感器除了测量气温、水蒸汽、大气中的微量成分气体、气溶胶等的三维分布以外,还用来进行风的测量及地球辐射收支的测量等。

影响大气环境质量的主要因素是气溶胶含量和各种有害气体。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别。水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱,所以,实际上是通过测量大气的散射、吸收及辐射的光谱而从其结果中推算出来的。通过对穿过大气层的太阳(月亮、星星)的直射光,来自大气和云的散射光,来自地表的反射光,以及来自大气和地表的热辐射进行吸收光谱分析或发射光谱分析,从而测量它们的光谱特性来求出大气气体分子的密度。测量中所利用的电磁波的光谱范围很宽,从紫外、可见、红外等光学领域一直扩展到微波、毫米波等无线电波的领域。大气遥感器分为主动式和被动式,主动方式中有代表性的遥感器是激光雷达,被动式遥感器有微波辐射计、热红外扫描仪等。

4国内发展现状

我国环境污染遥感监测技术发展和应用的主要问题有:①环境污染遥感监测系统和技术方法基本上处于起步阶段。虽然我国的遥感理论、技术和应用发展很快,但与国外相比差距甚大,在环境污染监测中的应用基本还没有开展起来,目前在全国范围内基本上没有建立起环境遥感的监测体系与系统。②对于环境监测而言,传感器的技术性能要求较高,不仅要求传感器能提供高分辨率的探测,而且要求具有全天候、全天时、大范围、多谱段和灵敏度高的特点,这样才能满足环境污染动态、实时、多样的监测需求。当前所用的高分辨率传感器基本上依靠进口,在地面和飞机上测量化学成分的遥感技术还处于实验室的摸索阶段,而在环境污染监测中的应用基本空白。③遥感信息源缺乏。目前我国尚未发射自己的环境污染监测遥感卫星,遥感信息源主要来自于国外的相关卫星资料。同时国际上用于环境监测的遥感商业卫星寥寥无几,从而客观上制约了我国环境遥感监测技术和应用水平的发展。④新型遥感技术在环境污染监测上应用的理论和方法有待探索和发展,缺少环境污染遥感监测体系与系统。

5结论与展望

目前,遥感技术正从单一遥感资料的分析,向多时相、多数据源(包括非遥感资料数据)的信息复合与综合分析过渡;从资源环境静态分布研究,向动态过程监测过渡;从动态监测,向预测、预报过渡;从定性调查、系列制图,向计算机辅助的.数字处理、定量自动制图过渡;从对各种事物的表面性的描述,向内在规律分析、定量化分析过渡。就环境污染遥感监测技术而言,有待于在以下几方面加强研究:

(1)利用环境污染遥感监测技术,建立突发性环境污染事故的实时监测和预警系统。通过集成多种遥感传感器,并结合地面环境监测网站的监测数据,进行多环境参数的自动监测,并实时监测各种指标的时空变化趋势,以便在某些指标刚刚接近警戒线时预报可能出现的危机,确定环境污染事故所在的空间位置,并提供其空间影响范围的模拟和模型方法,为突发性事故管理决策提供信息,实现连续、自动监测和总量控制。如利用环境污染遥感监测技术,通过建立城市大气环境质量预测预报系统,可以对城市大气环境质量状况进行预报,并对可能发生的大气污染事件提出预警。

(2)高性能传感器的研制。重点发展能够选择监测某种或某类优先污染物(如氯苯和硝基苯等)浓度的遥感器。

(3)研制环境污染物的定量遥感监测技术。如利用水面反射光谱测量与水质参数进行回归分析,建立某一谱段上光谱反射率与某些水质参数的函数关系式。一般来说,水质参数中的透明度、固体悬浮物浓度、叶绿素含量和水面混浊度与光谱反射率或卫星影像的密度值之间往往存在比较明显的对应关系。

(4)将环境污染遥感监测技术与GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)、ES(专家系统)技术集成。利用环境污染遥感监测集成系统,可以大大提高环境监测的科学性、合理性及智能化程度,从而大大扩展环境监测的应用范围。集成技术应用于环境污染遥感监测中的优越性具体体现如下:遥感监测技术为集成系统提供正确、迅速、宏观的环境污染监测数据,GIS可利用其强大的空间信息管理功能,建立各类有毒、有害、易燃、易爆物质的理化特性数据库,有关自然、经济、社会、生态环境数据库和图形库及模型库,同时可结合地面监测数据,经由GPS提供的精确位置信息,在ES技术支持下对监测数据进行有效的管理、分析和计算并将综合数据以直观、形象的图形化方式输出或显示出来,从而使环境管理者迅速了解和掌握各类突发事故的多发地带、发生频率、潜在事故发生源的时空分布、事故发生后污染物的影响范围及时空变化,更好地实现事故的预防、应急处置和灾后恢复。

当前,我国环境污染遥感监测技术应依托我国的对地观测技术和对地观测系统的发展计划,同时充分利用国际上资源环境卫星系统,开展广泛的国际合作和交流,大力发展我国的环境污染遥感监测技术,并充分利用现有的环境监测网点和常规监测方法,采用遥感技术与地面监测相结合的方法,建立我国的环境污染遥感监测系统。

谈化学实验教学中的安全问题论文

化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成化学概念，获得化学知识和实验技能，培养观察和实验能力，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。下面是我整理的谈化学实验教学中的安全问题论文，欢迎大家阅览。

摘要：

化学实验是化学教学中的重要环节之一，为了更好地发挥实验应有的作用，实验的安全问题是首要问题。

关键词：

化学实验教学安全问题

化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成化学概念，获得化学知识和实验技能，培养观察和实验能力，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。充分认识实验教学在化学教学中的地位和作用，切实采取措施加强实验教学，是提高化学教学质量的重要环节。但是化学实验具有一定的危险性，这并不是一句耸人听闻之言，笔者从事化学教学多年，耳闻目睹了不少化学实验的危险情景，本文拟就化学实验教学中的安全问题谈谈个人的一些粗浅认识，以引起广大师生的注意，避免类似事故的发生。

安全实验的关键是要按照操作规定进行实验，危险也能变为安全。反之，安全也变得不安全。但也不要害怕，也不必满腹恐惧不敢动手实验；要熟悉操作规定，了解反应规律，不懂要问，不可蛮干。否则，在实验过程中一旦发生事故，危及师生的安全，甚至严重致残造成终生不幸，且会影响学生学习化学的兴趣，事关重大，务必高度警惕。实验中请注意下列情况下常常会发生实验事故。

1违反操作规定

违反操作规定而引起的事故最普遍，现罗列常见的错误操作如下：

第一，点燃可燃性气体前必须先检查气体的纯度，否则可能引起爆炸。例如点燃氢气必须先检验纯度。可是，如果你在用锌和盐酸反应制取氢气的演示实验过程中，当锌粒反应完后，打开反应器的塞又装上锌粒，塞上塞就点燃，就会引起仪器爆炸。为什么会发生爆炸事故呢？这是因为你违背了点燃氢气前必须检验纯度的操作规定。

实验过程中打开塞装锌粒跟实验开始时装锌粒相同，反应器里进入了空气，氢气和氧气混合达到氢气的爆炸极限时点燃都会发生爆炸。

第二，在加热液体制取气体时，应加入碎瓷片或沸石以防液体爆沸。例如在制乙烯时在大试管里倒入酒精和浓硫酸，加热时，就会发生液体喷出可能造成伤害事故。为防止这样的事故发生，就必须按实验要求操作。第三，加热制取气体并用排水法收集实验完毕时，应先把导管从水里撤出，再撤酒精灯，如果先撤去了酒精灯，还没来得及取导管，冷水就会沿导管流入气体发生装置以致引起反应器炸裂，这是因为你违背了实验操作而引起的。

第四，制气装置要防止导管堵塞，否则将导致装置内压强增大，液体喷出伤人。

第五，实验中要防止烫伤。例如不能用手握试管加热，蒸发皿和试管加热后要用坩埚钳取放（放在蒸发皿上）。

第六，实验中要注意防止火灾事故发生。易然物要妥善保存，用剩的钠或白磷要立即防回煤油或水中；酒精灯内的酒精量不能多于容积的三分之二；不能用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯；不能用嘴吹灭酒精灯，万一发生火灾，应选择合适的灭火剂扑火。如少量酒精着火可用湿抹布盖灭，活泼金属着火可用沙土埋灭。

第七，实验中要强调加强学生的环保意识，由于我国公民环境意识较差，这和日趋严重的环境问题不相适应，要提高公民的环保意识，使环境保护成为每个公民的自觉行动，首先就要从学生作起，从课堂做起。例如所有实验废弃物应集中处理或加以回收，不能随意丢弃或倾倒，能相互反应生成有毒气体的废液（如硫化钠溶液和废酸）不能倒入同一废液缸中；涉及有毒气体的实验要做到装置气密性良好并有尾气处理装置，（如实验室制取氯气时，多余的氯气可用氢氧化钠溶液吸收），否则既造成有些药品的`浪费又伤害健康。

2、用药过量发生事故

一些实验虽然剧烈，但试剂量小并无危险，用药量稍大便会发生危险。如钠与水反应时，反应很剧烈，但药量少时并无危险。在做分组实验让学生观察钠与水反应的现象时，投入的钠量一定要适量，不得随意用药，否则就会发生意外事故。

又如：用小苏打和浓硫酸反应做二氧化碳的灭火实验。如果小苏打和浓硫酸用量大，产生气压过大，会冲开胶塞，喷出酸液。像这样，也曾发生过烧坏衣服，腐蚀操作者的手的事故。再如：配制银氨溶液时，应将氨水逐滴滴入盛有硝酸银溶液的试管中，直道最初产生的沉淀恰好溶解为止，如果加入过量的氨水，且不随配随用，久置后再用，溶液中生成了容易爆炸的物质，用时就会引发爆炸事故。此实验要防止加入过量氨水，银氨溶液必须随配随用，不能久置。

3、药品混入杂质

在用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气时，错把木炭粉当作二氧化锰加入试管与氯酸钾混合，使得药品中混入了可燃性杂质，造成了爆炸事故。因此用药时要认真辨清药品，不得马虎从事。又如：做甲烷的演示实验时，有人没有把空气排净就点燃甲烷气体，产生爆炸事故。此实验应先做甲烷的性质实验，再点燃甲烷气体，以防空气的混入，保证甲烷的纯度，避免爆炸事故的发生。

4、使用失落标签未经鉴定的试剂发生事故

如，在配制溶液时错把硫酸当盐酸使用，造成伤害事故。凡失落标签的试剂一定要检验确定后再使用，以避免伤害事故的发生。

5、实验室空气不流通

在演示氯气、硫化氢、二氧化氮、一氧化碳等有毒气体时，或学生实验可燃性气体（如制氢气、乙烯、乙炔等）时，如果实验室空气不流通，有毒、易燃气体逸散到空气中越积越多，达到一定浓度，会引起师生中毒或其他意外事故。因此实验室应安置通风橱、换气扇等通风设施，必须做到实验室空气流通。

6、学生实验习惯不良引起事故

学生在进入实验室前尽管教师千叮咛，万嘱托，但仍有个别学生出于好奇或者为了一味追求趣味而乱动手摆弄。如将钠偷偷装进自己的口袋导致衣服烧坏甚至烧伤皮肤；做镁条在空气中燃烧的实验时，镁条太长，观察现象的方法不当刺伤了眼睛等现象时有发生。所以在实验中要严格控制反应物的用量，只要能得到正确的有明显的结果，学生能观察到其物质的存在，了解和掌物它的性质就可以了。为安全地进行化学实验教学，实验时一定要做到以下几点：

（1） —切实验一定要按照操作规定进行。

（2） —切实验一定要在预备室准备好，做到实验无误，方可拿到教室或实验室做。

（3）做有毒、可燃性物质实验时，一定要打开门窗，使空气流通或在通风橱中进行。

（4）有可燃性气体参加的实验，在点燃或加热前切勿混入空气或氧化剂。

（5）取用药品时应严格按照实验要求取用，尽量使用微量，只要达到实验效果明显即可；不要取用未经鉴定无标签的试剂，有些常温下易变质的药品要随配随用，不可久置。

（6）没做过的实验要向能者请教或查清资料再做，不要冒然实验。

（7）步骤多的实验，操作顺序要记熟，不可看一步做一步。

（8）实验室要有一定的安全设施。

（9）熟悉实验室事故的急救方法和处理措施。

总之，只要我们了解各种化学实验事故发生的引发原因，遵循操作规程，认真仔细地进行操作，就可避免各种事故的发生，做到安全实验。只有这样才能充分发挥化学实验在化学教学中的重要作用，既传授知识同时又培养了学生的各种能力及严谨的科学态度。

甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时远离，可致窒息死亡。皮肤接触液化的甲烷，可致冻伤。

甲烷毒性：急性中毒，甲烷毒性甚低，接触高浓度甲烷时引起的“甲烷中毒”，实际上是因空气氧含量相对降低造成的缺氧窒息。允许气体安全地扩散到大气中或当作燃料使用。有单纯性窒息作用，在高浓度时因缺氧窒息而引起中毒。空气中达到25～30%出现头昏、呼吸加速、运动失调。

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扩展资料

美国斯坦福大学一项新研究称，将温室气体甲烷转化为二氧化碳（CO2），可作为达成该目标的有效补充手段。研究人员20日在《自然·可持续性》杂志上发表论文指出，将一种温室气体转化为另一种温室气体，这种方案看似违反常理，但却很有效，且有利可图。

甲烷是一种比CO2更活跃的温室气体，其对气候变暖的影响高出CO2许多倍。人类活动是大气甲烷浓度升高的主要原因。2018年，大气中甲烷的浓度达到了工业化前水平的倍，其中约60%是由人类活动产生的，这些排放很难消除。

参考资料来源：/"target="_blank"title="人民网-甲烷转化为CO2或有利于控制气候变化">人民网-甲烷转化为CO2或有利于控制气候变化

参考资料来源：/"target="_blank"title="百度百科-甲烷">百度百科-甲烷

质量当量:1tCH4的GWP值为21tCO2e其中：GWP为增温潜力值，表示对温室效应的贡献大小。补充：根据IPCC的国家温室气体清单指南2006，全球增温潜势计作一吨温室气体在一段时间（如100年）内对一吨二氧化碳的辐射强迫。因此均采用 1tCH4 = 21tCO2e 根据IPCC第2次科学评估报告,等质量甲烷的增温潜力值(GWP)是二氧化碳的21倍(100年).而等物质的量的CH4和CO2的质量比是:16:44所以等物质的量的甲烷和二氧化碳的增温潜势(即你所说的温室效应大小)的比值是:16*21:44因此前者(CH4)大.

酒精浓度检测仪论文

酒精比重计测量甲醇含量一般要求不高的情况下，按温度20度计算（20度时酒精比重计测出的比重就是甲醇的浓度，）温度每高三度浓度就减去1%，相反每低三度时就加1%。以此类推。酒精浓度测试仪有一种专门通过测量密度的波美计，直接测得波美度在查表换算成酒精浓度测量酒精酒度通常用酒精表，酒精表又称酒精比重计。酒精表是根据酒精浓度不同，比重不同，浮体沉入酒液中排开酒液的体积不同的原理而制造的。当酒精计放入酒液中时，酒的浓度越高，酒精计下沉也越多，比重也越小；反之，酒的浓度越低，酒精计下沉也越少，比重也越大。测量浓度时，将部分酒精倒入量筒中，注意不要倒得过满，再把温度表和酒精表放入量筒里不要贴筒壁，稍等片刻，目光平视看准温度与酒度，通过《酒度、温度换算表》，然后查出标准(20℃的酒度)。使用酒精计测量酒度时，应注意：由于表面张力的原因，酒精表面与酒精计长轴的接触处会出现弯月面。因此，我们在读数时，应以水平面为准。部分产品酒精度不合格。酒精度又叫酒度，是白酒的一个重要理化指标，是指在20℃时，100毫升白酒中含有乙醇（酒精）的毫升数，即体积（容量）的百分数，企业在标签上应向消费者加以明示。

c题 2004年全国大学生数学建模竞赛C题"饮酒驾车"问题的后续研究过程和体会数学建模竞赛的深化与拓广罗万成重庆文理学院数计系 Tel: Email: 组织研究过程研究已有成果进一步研究设想研究后的体会组织后续研究项目的过程赛后充分的思考:严禁酒后驾车现有动力系统模型基本解决驾驶员饮酒量与停驾时间量化分析的交通难题,对驾驶员掌握驾驶时机有意义; 关注相关信息:模型的实际应用是当今社会非常急需,酒后驾车者被视为公路第一杀手 ; 研究切入点:提出了"酒精浓度衰退曲线的应用研究"这一课题; 争取学校支持:借第九届全国大学生"挑战杯"竞赛的契机,向学校有关领导作了积极的介绍. 问题提出组织后续研究项目的过程成立课题组:去年11月中旬拟出了调查研究的工作方案 ; 社会调查 :设计了"关于安全饮酒知多少的问卷调查表",于去年12月对我校校区所在的永川市发放了150问卷份; 文献查新 :检索了国内近10年和国外近5年的相关文献,并委托教育部科技查新工作站进行查新; 应用子课题:驾驶员饮酒量与停驾时间量化分析,驾驶员理论培训,肇事时血液中酒精浓度的反推算,车保赔偿 . 调查研究组织后续研究项目的过程研究方法思路实测数据相关参数修正模型拟合实际应用完善模型组织后续研究项目的过程确定模型参数:模型中的参数通过血液中酒精浓度(blood alcohol concentration,BAC)的实测数据拟合获得,得到的参数是否准确,决定模型是否具有强健性和可应用性,需准确获得个体BAC的衰减数据 ; 第一次测试 :3月中旬,AT200便携式酒精检测仪,检测了20名健康男性志愿者; 第二次测试 :5月中旬,重庆市公安局刑警总队科技处用岛津GC-16A气相色谱仪,检测了30名健康志愿者,做了近900个BAC样测试 . BAC测试组织后续研究项目的过程主要研究工作完成后,我们将研究初步结果送到前面提及的相关单位专家手中,听取他们的意见.他们是本项目涉及到的实际应用领域的执行者和评判者.确切地说,他们的意见对我们进一步如何完善模型是非常有积极意义的.根据他们对该研究初步结果提出的宝贵意见,我们综合分析后,找到进一步深化,提高,拓广研究的途径. 应用反馈组织后续研究项目的过程根据专家意见,我们对在交通执法中的一大难题,肇事时体内酒精浓度的反推算问题方面再作了一些深入的研究.此外,由于呼吸式酒精测试仪的局限性和误差,我们大胆提出应用于机动车辆的手持感应酒精测试仪的研制设想,并提出将该模型方法用于其它手工操作的机械业,以及在医学,农学,养殖业等其他领域的相关研究设想,进一步完善模型的相关内容. 完善模型后续研究研究已有成果课题组在赛后继续研究中不断努力,力挫艰难困苦,并得到校内外力量的友好帮助和支持,项目研究任务基本完成,目前已得到了社会和科技界的一些认同. ●赵一鸣副主任法医师,重庆市公安局刑警总队技术处副处长,重庆市法医学会秘书长,二级法医官. 实验严谨,结论有明显的对比性.对于酒精在人体内的代谢浓度,有较完整数据. 针对课题组织了有代表性的调查问卷.对于酒后驾驶的安全性,保险对酒后肇事的赔付等有着指导作用. 对于法医学中所用的血中乙醇浓度反推生前饮酒量有意义. 尤其对于学数学的大学生能够在应用领域做出这种课题,更为难能可贵 . ●邱有宽重庆市公安局交通管理局,交通警察总队事故处副处长,交通事故伤残评定中心负责人. 在"严禁酒后驾车","酒后驾车肇事不予赔偿"的规定和现实之间寻求一种合情合理又合法的新途径,提出了"安全饮酒"的新概念. "酒后安全驾车时刻表",对于有效地预防和避免交通事故的发生有着一定的积极意义. 研究提供了更科学,数字化地判断驾驶员是否应该驾车的依据,有利于解决驾驶员饮酒量与停驾时间量化分析的交通执法难题. 作品《酒精浓度衰退曲线的应用研究》获得"第九界全国大学生挑战杯"重庆赛区特等奖进一步研究设想通过研究后的思考,认为结论对社会实践有较好的意义,对交通司法有一定的帮助; 但模型研究中存在一个重要的假设,即酒精在各人体中的吸收,消除速率基本相同,该假设在小概率事件; 人对酒精的吸收与代谢的各项个体差异显著,尤其是乙醇脱氢酶的个体差异非常显著; 提出以下研究设想. 对吗进一步研究设想动力系统模型中考虑乙醇脱氢酶因素; 探讨驾驶员反应曲线与安全驾车的关系. 研究后的体会在赛区和全国组委会的关心和指导下,我们对该后续研究项目经过9个多月的探究,于今年6月底初步结题.通过这次实践,我们认为虽然工作难度大,但研究具有较好的意义和价值,同时也体会到在研究中需把握住一些关键环节,这是研究工作顺利开展的保障. 研究后的体会论文不可避免地存在着一些不妥或不完善之处,严重制约着其成果的应用和推广(推销). 将获得一些解决实际问题的重要方法和理论依据: 1)数学科学技术的转化,直接投身国家相关建设科技和社会服务; 2)激励学生以后对数学和数学建模的学习; 3)通过加工,然后融入数学模型或其它数学主干课程中去,有利于当代大学生的数学素质的提高,有利于大学数学教学改革的进一步拓展. 研究意义研究后的体会选题恰当,学校支持,社会和科技界认同是研究工作实施途径中的三个关键环节,其中科技界和社会的理解,认同和支持尤其重要,只有他们的友好帮助,我们的研究才能得以顺利进行. 关键环节致谢:叶其孝教授,姜启源教授去年研制了"饮酒驾车"问题,应该说我们的工作是建立在两位专家创造性劳动基础之上的.同时本项目在研究过程中得到叶其孝教授,姜启源教授,任善强教授的关心,鼓励,支持和指导,在此一并致谢!

在食品工业、酿酒行业、石化和工矿企业、环境检测、公安交通管理、社会公用事业等一些国民经济生产和人们工作生活的领域和场合中，常常需要检测特定环境中酒精气体的浓度，以确保工厂企业环境安全和人民生命财产安全[1-4]。如监控酒精生产车间和石化厂的酒精浓度，可以避免工厂起火和爆炸事故的发生；监测工矿企业场地的酒精浓度，能避免工作人员出现酒精中毒等恶性事故；检测司机体内酒精含量，可以防止驾驶人员酒后驾车，减少恶性交通事故的发生。因此，研制酒精气体浓度检测仪具有十分广阔的现实和潜在的市场需求，并具有十分重要的意义。传统的酒精气体检测仪因传感器性能、电路设计、数据处理算法等原因，存在着气体选择性不高、抗干扰性能差、智能化程度低、仪器操作复杂、无法实时保存和调看数据等突出问题[3-4]。鉴于此，笔者设计和研制了一种无线智能酒精浓度探测仪，弥补了传统酒精检测仪器的缺点和不足。

1 系统总体方案

该酒精浓度探测仪由发送端和接收端两部分组成，其原理框图分别如图1和图2所示。发送端主要包括酒精浓度传感器与A/D转换电路、STC90C52RC单片机、浓度阈值设置与声音报警电路、语音播报电路、LCD显示电路和无线收发电路六部分；接收端由无线收发电路、STC90C52RC单片机、数据接口通信电路和上位计算机组成。

2 系统硬件电路设计

传感器电路与A/D转换电路

TGS2620为日本费加罗(FIGARO)公司生产的一款可以探测气体中酒精浓度的半导体气体传感器，具有灵敏度高、功耗低、寿命长、成本低等特点[5-6]。其电路连接如图3所示，其中，RH为加热器电阻，室温下时为83±8 Ω；RS为传感器电阻，其阻值和还原性气体浓度之间的数学关系为：

通过检测VRL就可以确定出待测气体浓度C。

电路中运放OP07接成电压跟随器形式，对传感器和后级电路进行隔离，减小电源波动和外界因素对采样数据的影响。ICL7660是MAXIM公司生产的小功率极性反转电源转换器，作用是将+5 V电源变换成-5 V电源为OP07供电。其中，CC2采用漏电小、介质损耗低的10 μF钽电容，以提高电源转换效率。TLC1549是TI公司生产的10位分辨率逐次逼近型ADC芯片，具有自动采样和保持、可按比例量程校准转换范围、抗噪声干扰功能，在满刻度时总误差最大仅为±1 LSB。

LCD显示、阈值设置与声音报警电路

16×2个字符液晶显示模块DM-162显示报警阈值和酒精浓度值。为了减少单片机I/O口的使用数量和简化电路结构，采用间接控制(4位数据总线)方式，接口电路如图4上部分所示。初始化时，需写入28H指令码将8位总线转为4位数据接口方式。管脚BLA、BLK和VL分别是液晶背光源正极、负极和显示对比度调整端，RS、E分别是寄存器选择端、读/写信号线和使能端。

酒精浓度阈值设置和声音报警电路如图4下部分所示。当设置键S1按下时，进入阈值设置(初始阈值为500 ppm)界面，再按下键S2或S3，对阈值作增加或减小操作，步长为20 ppm。阈值设置好后写入STC90C52RC单片机片内5 KB EEPROM的第一扇区2000H和2001H地址中，使系统重启不必重新设置。若酒精浓度值大于阈值，将口线置为低电平，三极管8550驱动蜂鸣器发声音报警。

语音播报电路

采用华邦(Winbond)公司的ISD2560语音录放集成芯片作酒精浓度值播放，电路如图5所示。话筒采用差分形式接入到片内前置放大器的MIC端和MIC REF端，以抵消噪声和提高输入共模抑制比。扬声器接成双端输出形式，输出功率为单端用法时功率的4倍。单片机的P2口、和口线分别与地址线A0~A9相连，用来设定ISD2560片内480 KB EEPROM(地址为0H~257H)中存储语音段的起始地址，录音和放音功能均从该起始地址开始，录音过程中信息段地址自动增加。本系统在ISD2560中需录入语音信息有：“当前酒精浓度值为”、“零”、“一”、“二”、“三”、“四”、“五”、“六”、“七”、“八”、“九”、“十”、“百”、“千”、“点”、“ppm(浓度单位)”。由于ISD2560的语音录放时间为60 s，按每秒3个汉字计算，则可录放180个汉字，因此满足播报要求。此外，通过、和口线可以配置ISD2560的操作模式[7-8](地址为300H~3FFH)。口线分别用来控制语音芯片的片选、芯片的开关、录音/放音模式选择。口用来判断芯片的存储空间是否已经填满或者信息存储是否溢出。由于录音时在每个信息段结尾处自动插入标志，当放音遇到该标志时产生宽约为 ms的负脉冲。用口检测到此脉冲的上升沿后才播放另一段录音，避免语音播放不连续。

无线收发电路

系统采用NORDIC公司生产的工作于 5 GHz的ISM频段的单片无线收发器芯片nRF24L01完成无线数据的收发工作，nRF24L01的最高传输速率为2 Mb/s，电路如图6所示。稳压芯片 V将5 V输入电压转换成 V给nRF24L01供电。nRF24L01与单片机接口为四线SPI方式，CSN、SCK、MOSI、MISO管脚分别是SPI的片选使能线、时钟线、数据输入线、数据输出线。IRQ为中断信号线(低电平有效)，接至单片机的外部中断管脚，单片机主要是通过该接口线与nRF24L01进行通信并判断数据接收和数据发送是否完成。CE为芯片的RX/TX模式选择线。IREF为参考电流输入端，通过22 kΩ电阻接地。管脚ANT1和ANT2给天线提供平衡的RF输出，通过后接的简单射频网络匹配电路获得单端50 Ω的阻抗输出。网络匹配电路在发送模式时阻止谐波，在接收模式时克制本地振荡漏出。VDD_PA管脚输出 V电压，给片内功率放大器提供电源。

数据接口通信电路

接收端的计算机与单片机间的通信由串行USB接口集成电路CH340T完成，如图7所示。CH340T支持或者通信，具有仿真接口，并且可以升级外围串口设备，支持常用的MODEM联络信号，支持IRDA规范的SIR红外通信，提供RS23RS48RS422接口等功能。CH340T内置有独立的收发缓冲区，支持通信波特率50 b/s～2 Mb/s的单工、半双工、全双工等异步串行通信。图7中，在CH340T芯片的发送脚TXD上反接一个二极管1N4001，防止该引脚将电流倒灌到单片机；在接收引脚RXD上加一个300 Ω的限流电阻来防止单片机对CH340T倒灌电流；从而避免电流倒灌导致不需要供电工作的另一方芯片继续工作。

3 系统软件设计

下位机软件设计

下位机的程序开发和调试是在Keil μVision4集成开发环境下进行的，包括发送端和接收端的软件设计。

发送端软件设计

发送端软件流程如图8所示。单片机上电后进行系统初始化，完成单片机内部系统变量的初始化以及TLC154DM-16ISD2560和nRF24L01等外部设备的初始设置；然后延时大约5 min，预热传感器TGS2620，保证传感器工作正常；程序初始化结束后，系统进入监控状态。若报警阈值设置键按下，进入报警限设置模式；若录音键按下，进入录音模式；然后启动A/D转换获取采样数据，作滤波处理、标度变换和系统误差校正后得到被测酒精浓度值。该值与报警阈值比较，若结果是“大于”或“等于”，启动蜂鸣器发声程序，作声音报警，提示酒精浓度超标；接着该值在DM-162液晶模块上实时显示；最后判断放音键是否按下。若按下则根据酒精浓度值查找ISD2560中对应语音信息的存储地址开始放音；放音结束后，该值由nRF24L01发送程序发送到接收端；待发送完成后，采集、显示和发送新一轮的酒精浓度数据。

发送端软件应用了防脉冲干扰平均滤波法[9]对A/D采样数据作预处理。其原理是：连续采样K次，然后对这K个采样数据进行比较，去除其中的最大值和最小值，计算剩下的K-2个数据的算术平均值作为采样有效值。该方法融合了中位值滤波法和算术平均滤波法的优点，既可去掉脉动性质的干扰，又可消除偶然出现的脉冲性干扰引起的采样值偏差。为加快计算速度，设计数字滤波器时K=10。

为了提高系统的实时性，软件中采用分段线性插值法[10-11]作标度变换。过程如下：(1)按传感器TGS2620的标定曲线，将该曲线进行非等距分段(曲率变化大(小)时，样点距离取小(大))，选取各分段点坐标(VRLi，Ci)(i=0，1，…，M)，其中：VRLi和Ci分别为不同样点时传感器输出电压值和对应浓度值；(2)计算相邻样点间的拟合直线斜率ki=(Ci+1-Ci)/(VRLi+1-VRLi)(i=0，1，…，M-1)；(3)将M组坐标数据(VRLi，Ci)和对应斜率ki存储于单片机片内EEPROM的第二扇区(地址为2200H~23FFH)中；(4)每采集到一个电压值VRL即查询EEPROM表，找出VRL所在区间(VRLi，Ci)~(VRLi+1，Ci+1)，取出该区间(VRLi，Ci)和ki数据，用线性插值公式C=Ci+ki(VRL-VRLi)计算出当前酒精浓度值C。

将采集到的N个样本数据(xi，yi)代入式(5)中即得到系数a、b的值，并存入单片机的内存单元中。系统测量时，将标度变换后的酒精浓度测量值x代入误差校正方程y=ax+b中，即可得到校正后的酒精浓度值y，从而达到消除系统误差的目的。

接收端软件设计

接收端单片机的软件流程如图9所示。接收端开机上电后，程序初始化设置nRF24L01和串口，然后进入监控场景。当nRF24L01接收到一帧完整的酒精浓度数据后，立即通过串口发送到上位机。接收端单片机与PC之间数据交互采用异步通信模式。独立波特率，串口协议设置为：波特率9 600 b/s，8 bit数据位，1 bit停止位，无校验位。

上位机软件设计

上位机用户界面采用通用的基于对象的程序设计语言Microsoft Visual Basic 开发，实现酒精浓度数据的接收、显示和保存。软件用到了串行通信控件MSComm。MSComm控件是Microsoft公司提供的Windows下串行通信编程的ActiveX控件，通过对此控件的属性和事件进行相应的编程操作，即可轻松地实现串行通信。串口通信协议与接收端完全相同。上位机软件的程序流程如图10所示。

4 系统测试

为了检验本系统的测量性能，采用无水乙醇和纯净水按照一定体积比配制标准的酒精溶液作为被测量对象，测试结果如表1所示。其中：单位ppm=μg/mL表示1 mL酒精溶液中含酒精的质量。由测量结果可以看出，测试数据覆盖传感器的量程，测试最大相对误差小于±2%，优于同类设计产品[3-5]。

为了获得本仪器发送端与接收端的最大无错误率的通信距离，在室外进行了nRF24L01随距离的错误率(临界区间)测试实验，结果如表2所示。其中，每米的错误率是10次试验后计算得到的平均值。可见，nRF24L01的传输距离可达到100 m，略高于RFID、ZIGBEE和蓝牙等无线通信技术[12]。

5 主要技术指标

本仪器主要技术指标如下：(1)测量范围：50~5 000 ppm；(2)灵敏度(传感器电阻变化率)：；(3)测量精度：≤±2%；(4)传输距离：≤100 m；(5)工作电源：DC+5 V；(6)工作环境温度：-40 ℃~+70 ℃；(7)工作环境相对湿度：0~85％RH。

6 结束语

本文设计研制了一种基于STC90C52RC单片机、TGS2620酒精传感器和nRF24L01无线通信芯片的酒精浓度探测仪。该仪器现已投入到成都市某小型酿酒厂酒池的实际生产中。现场工作情况表明：系统运行正常，工作可靠；系统具有气体选择性和灵敏度高、稳定性好、智能化程度高、通信距离远、功耗低、抗工业干扰能力强、性价比优异等优点。该仪器可以应用于食品加工行业、工矿企业、石油和化学工业、环境检测与保护、社会公用事业、高空作业人员、公安交通管理（如酒后驾车、交通警察执法）等需要现场检测或无线遥测酒精气体浓度的场合中，市场应用前景广阔、推广价值较高。

参考文献

[1] 李海涛.基于QNX的远程车载酒驾智能监控系统[J].电子技术应用，2014，40(8)：136-139.

[2] 宋晓宇，高国伟，李世川，等.基于单片机控制的酒精浓度检测系统的设计[J].传感器世界，2017，23(8)：18-23.

[3] 俞露芦，陶大锦.基于单片机的酒精浓度检测仪的设计[J].微型机与应用，2014，33(22)：34-36.

[4] 葛毓.基于GPRS/GPS的车载酒精检测和控制电路的设计[D].南昌：南昌大学，2010.

[5] Zhang Zhe，Tong Jin，Chen Donghui，et al. Electronic nose with an air sensor matrix for detecting beef freshness[J].Journal of Bionic Engineering，2008，5(1)：67-73.

[6] FIGARO Information for TGS sensors[EB/OL].(2008-04-23)[2019-07-03].(1104).pdf.

[7] 程可嘉，王振松，刘晓云.ISD2560在门禁系统语音播报中的应用[J].自动化技术与应用，2009，28(5)：75-77.

[8] 胡珍玉.智能语音提示器系统设计[J].应用能源技术，2012，15(12)：34-38.

[9] 张秀再，陈彭鑫，张光宇，等.河流水质实时监测系统[J].电子技术应用，2015，41(2)：82-85.

[10] 梁晓雷.基于单片机的分段线性插值算法实现[J].电脑知识与技术，2012，8(21)：5236-5243.

[11] 韩潇，曾立，占丰，等.基于分段多项式近似的DDFS研究及FPGA实现[J].电子技术应用，2018，44(3)：22-30.

[12] 佚名.各种主流无线通信技术[EB/OL].(2018-05-11)[2019-07-03]..

胡仕兵，陈子为

(成都信息工程大学电子工程学院，四川成都610225)

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