硝酸盐是氮元素在海洋中的主要存在形式之一,也是海水中三大营养成分之一,为海洋生态系统提供着能量。近年来,由于人类生活污水、农业废水的大量排放,近海海域的富营养化愈来愈严重,导致赤潮的爆发。而硝酸盐的含量与赤潮的爆发息息相关,研究水体中硝酸盐的含量与赤潮爆发之间的关系可以为研究赤潮的爆发机理奠定基础。因此,研究可以实现长期原位监测海水中硝酸盐含量的技术手段,对赤潮的预警和海洋生态系统研究具有重大意义。目前,对于硝酸盐含量的精准测量主要依靠现场取样实验室测量法,这样的处理费时费力,且成本较高。因此,研制开发可以长期原位测量的硝酸盐原位传感器有助于早日实现精准测量海水硝酸盐含量。市面上现有的一些商业化硝酸盐原位传感器主要包括了基于湿化学法的传感器和基于紫外光谱法的传感器。基于湿化学法的传感器需要消耗化学试剂,容易对海水造成污染,且化学试剂会变质,导致无法实现长期原位。近年发展的基于紫外吸收光谱法的硝酸盐测量方法结合光谱分析算法,为硝酸盐原位传感器的研制提供了技术可行性。但目前商用化的基于深紫外吸收光谱法的硝酸盐原位传感器都是使用宽谱光作为光源,这可能会对海水中未知有机物产生激发,导致荧光,增加背景噪声,降低测量的灵敏度,影响测量结果的准确性;同时,朗伯-比尔定律中要求单色平行光入射,宽带光源的入射会造成测量偏差。因此,针对现有技术存在的不足,本文提出、设计并研制了基于深紫外波长可调光源的硝酸盐测量装置及建立了最优预测模型,通过和基于宽光谱光源的硝酸盐测量装置的测量结果进行对比分析,对本文提出的新型测量技术进行了验证。本文主要的创新和贡献有以下几个方面:(1)通过论证宽谱测量存在的不足,提出并设计了基于深紫外波长可调光源的硝酸盐测量技术,主要包括基于深紫外窄带滤光片设计了波长可调谐光源模块,并对该模块的性能进行了研究。使用自主创新设计的深紫外窄带可调谐光源制作了硝酸盐测量装置,可以最大程度地避免在吸光度测量中出现来自硝酸盐吸收光谱外的其他物质成分的荧光激发所引入的背景噪声,可以提高硝酸盐测量的精确度和分辨率。(2)本文在已有的偏最小二乘法上进行了改良,使用核函数对数据集进行映射,并建立光谱反演模型。设计了 100组模拟海水样品,分别使用建立的偏最小二乘(PLS)和核偏最小二乘法(KPLS)对宽光谱测量的100组海水数据进行建模,KPLS回归拟合的拟合优度接近于1,预测拟合优度为0.88,通过对比测量结果选择KPLS为最优的测量模型。对使用自主研制的硝酸盐测量装置测得的窄带数据,在同一波长进行线性拟合,通过和宽谱数据进行对比,验证了窄带硝酸盐测量装置的准确性和可行性。