[實用新型]污水光譜分析儀

有效

• 申請號: 201520380601.X
• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN204902875U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 王清正
• 申請（專利權）人: 郝煒
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01N35/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術領域

本發明屬于節能環保技術領域，具體涉及一種污水光譜分析儀。

背景技術

鑒于環境保護需求的增加和水質污染的日益嚴重，國家規定了多個水質污染物含量的標準。廣泛應用的水質參數主要有兩類：一類是直接反映水中的具體成分，如金屬離子的濃度等；

另一類稱為替代參數，如COD、BOD、TOC等。替代參數能簡便迅速地反映水的物理、化學及微生物的特征。國內外有不少科研機構和專業廠商都在研究如何能在線地測定這些水質替代參數。目前，在線自動分析儀的主要技術，第1種是化學滴定法，第2種是電化學測量法，第3種是可見和紫外分光光度法。

第1種方法的原理是通過化學滴定來確定水質參數的含量。其缺點是測量時間過長、操作維護復雜，運行成本高，同時還會產生二次污染。

第2種方法的原理是利用水中有機物在工作電極表面被氧化的同時，工作電極上將有電流變化，當工作電極的電位衡定時，電流的變化與水中的水質參數成線性關系。通過計算電流的變化便可測出水質參數。其主要特點是測量速度快，儀器結構簡單，沒有二次污染。缺點是通過不同電化學法產生的電極電流變化只和一種替代參數有線性關系，和其他水質參數則存在非線性的關系。因此一般以電化學法為原理的在線分析儀只能測量一種水質參數。

第3種方法是建立在吸收定律之上的一種利用被測物質的分子或離子對特征電磁輻射的吸收程度進行定量分析的方法。實驗證明，紫外吸光度能反映水中有機污染的程度，特別是對水中的一大類芳香族有機物和帶雙鍵有機物尤為靈敏。許多資料亦表明紫外吸光度和一些主要水質替代參數具有一定的相關性，因此，通過分析紫外吸光度來獲得水質參數具有極為重要的理論與實際意義。

影響水質的參數有：水中懸浮物、藻類、化學物質、溶解性有機物、熱釋放物、病原體和油類物質等。隨著遙感技術的革新和對物質光譜特征研究的深入，可以監測的水質參數種類也在逐漸增加，除了熱污染和溢油污染等突發性水污染事故的監測外，用遙感監測的水質數據大致可以分為以下四大類：渾濁度、浮游植物、溶解性有機物、化學性水質指標。

水質遙感監測常用的光譜數據獲取的工具：成像光譜儀；也稱高光譜成像儀，實質上是將二維圖像和地物光譜測量結合起來的圖譜合一的遙感技術，其光譜分辨率高達納米數量級。高光譜成像的數據是一疊連續多個波段成像獲得的樣品的圖像。

發明內容

本發明提供能夠避免干擾且儀器運行穩定的一種污水光譜分析儀。

本發明的技術方案：一種污水光譜分析儀，包括水循環系統、采樣系統、水質分析儀和顯示系統。

采樣系統安裝在水循環系統中，采樣系統的輸出連接水質分析儀的輸入，水質分析儀的輸出連接顯示系統的輸入。

所述水循環系統包括進水系統和出水系統。

所述進水系統由水泵、電磁閥和管道組成。

所述出水系統由水泵、電磁閥和管道組成。

進水系統能持續不斷地向分析儀提供水樣，進水水泵和電磁閥在分析儀配套的內置軟件的控制下，把污水導入采樣系統。出水系統則將從采樣系統出來的污水排出，并獲取當前污水樣品。

所述采樣系統包括水質理化參數采集系統和光譜數據采集系統；所述水質理化參數采集系統包括傳感器和變送器；傳感器獲得包括pH值、溫度、電導率的水質參數。變送器則將傳感器的水質參數送到工控機中。

所述光譜數據采集系統包括光源、光纖、分光計。光源用于提供穩定的紫外激光，紫外激光經過污水由分光計接收并處理后送入工控機。光纖是光信號的傳輸介質。

水質分析顯示系統對采樣系統獲得的數據進行處理，并顯示最終結果。

水質分析顯示系統包括工控機，A/D卡、繼電器、LCD觸摸屏。工控機可完成大部分計算機的功能，除了內置智能分析軟件外，還提供諸多擴展槽。A/D卡用于數據的采集和通過繼電器對水循環系統中的硬件進行控制。LCD觸摸屏不僅能顯示水質參數，而且可直接對分析儀進行各項操作。

本發明采用的是混合神經網絡模型。

所述混合神經網絡模型由一個多項式模型和一個多層前向神經網絡并聯疊加而成。