[發明專利]水環境監測裝置

在審

• 申請號: 201711433065.5
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN109959609A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 陳潔茹
• 申請（專利權）人: 陳潔茹
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/25;G01N21/59;G01N21/49
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 吳繼道

提供了一種水環境監測裝置，包括：光源，用于生成監測光；透射探測器，透射探測器用于接收透射光分量，并根據接收的透射光分量生成第一光譜信號；散射探測器，散射探測器用于接收散射光分量，并根據接收的散射光分量生成第二光譜信號；以及處理單元，處理單元基于接收的第一光譜信號，確定出與第一光譜信號對應的多個第一水質概率值，以及處理單元還用于使用第二光譜信號對多個第一水質概率值進行修正，從而將與多個第一水質概率值中的最大值對應的水質類型確定為水環境的水質類型。

技術領域

本公開涉及環境監測領域，具體涉及一種水環境監測裝置。

背景技術

隨著經濟的發展和生活水平日益提高，人們對環境保護也越來越重視。人類的生產活動和生活活動導致了水體的理化特征改變，造成水質惡化，對人類的生命健康造成嚴重的危害。水環境監測是環境保護的重要方面。水的污染程度可通過水的光譜特性來體現，水中雜質的含量、成分等會對水的光譜特性。

然而，現有的水環境監測裝置存在無法實時檢測、誤差大等問題。

發明內容

本公開提供了一種水環境監測裝置，包括：

光源，用于生成監測光；

透射探測器，透射探測器用于接收透射光分量，并根據接收的透射光分量生成第一光譜信號，其中，透射光分量為監測光的從水環境中透射的部分，第一光譜信號包括透射光分量的光譜信息；

散射探測器，散射探測器用于接收散射光分量，并根據接收的散射光分量生成第二光譜信號，其中，散射光分量為監測光的從水環境中散射的部分，第二光譜信號包括散射光分量的光譜信息；以及

處理單元，處理單元用于接收第一光譜信號和第二光譜信號，并且處理單元基于接收的第一光譜信號，確定出與第一光譜信號對應的多個第一水質概率值，以及處理單元還用于使用第二光譜信號對多個第一水質概率值進行修正，從而將與多個第一水質概率值中的最大值對應的水質類型確定為水環境的水質類型。

在根據本公開的一些實施方式中，處理單元還用于通過卷積神經網絡確定出與第一光譜信號對應的多個第一水質概率值；以及

處理單元還用于通過卷積神經網絡確定出與第二光譜信號對應的多個第二水質概率值。

在根據本公開的一些實施方式中，處理單元還用于使用第二水質概率值與所述第一水質概率值之間的差值對第一光譜信號進行修正，再通過卷積神經網絡確定出與修正后的第一光譜信號對應的、經過修正的多個第一水質概率值。

在根據本公開的一些實施方式中，處理單元還用于在卷積神經網絡的交叉熵最小的情況下將與多個第一水質概率值中的最大值對應的水質類型確定為水環境的水質類型。

在根據本公開的一些實施方式中，透射探測器包括：透射聚焦透鏡和透射光譜分析單元。

在根據本公開的一些實施方式中，散射探測器包括：散射聚焦透鏡和散射光譜分析單元。

在根據本公開的一些實施方式中，透射探測器布置為與光源相對準。

在根據本公開的一些實施方式中，散射探測器可移動地設置在水環境監測裝置中，以使得散射探測器能夠處于散射光分量最大的位置處。

在根據本公開的一些實施方式中，水環境監測裝置還包括準直器，準直器用于將光源生成的監測光轉換成平行光。

在根據本公開的一些實施方式中，卷積神經網絡使用多對相互對應的第一光譜信號和水質類型和多對相互對應的第二光譜信號和水質類型進行了訓練。

附圖說明

附圖示出了本公開的示例性實施方式，并與其說明一起用于解釋本公開的原理，其中包括了這些附圖以提供對本公開的進一步理解，并且附圖包括在本說明書中并構成本說明書的一部分。