[發明專利]水質感測

在審

• 申請號: 201780065644.0
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN109923414A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 羅伯特·史蒂文斯;基蘭·卡米斯
• 申請（專利權）人: RS海卓有限公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 胡春光;姚開麗

一種水質傳感器，該水質傳感器包括能操作用于測量熒光強度的熒光傳感器裝置(16)、溫度傳感器(22)和濁度傳感器(24)，這些傳感器的輸出組合使用以得出樣品的BOD濃度值，其中溫度傳感器(22)的輸出用于使用等式(I')對所感測的熒光強度值應用校正，其中F為熒光強度信號，T為溫度(℃)，下標mes和ref分別表示測量值和參考值，ρ為溫度補償系數。

本發明涉及一種水質傳感器，更具體地涉及一種適用于基本上實時地提供關于水質的信息的傳感器及其使用方法。具體來講，本發明涉及一種能操作用于感測水中的生物需氧量(BOD)濃度的傳感器。該傳感器可以應用于水流或靜水。

如果廢水在排入水道之前在水處理廠進行處理，則重要的是經處理的水具有足夠良好的水質，以確保對水道所形成的自然環境造成損害的可能性在一定程度上減至最小。

處理廠運行中的故障可能導致其排出的水不能達到足夠高的標準，并且危及水道中或水道附近的野生生物(例如魚類)的健康。如果發生事故導致排出水的水質較差或者導致魚類或其他野生生物死亡，則處理廠的所有者可能會受到罰款或其他處罰。

用于確定排出水是否符合所需質量的一個參數為BOD濃度，因為BOD濃度指示了水中反應性溶解有機質的量。

通常，BOD是在實驗室條件下經過5天測試測量得到的。雖然此類測試指示了樣品的BOD濃度，但發布測試結果所需的時間長度足以使大量水在完成測試所需的時間內排入水道。

如果測試結果表明BOD濃度不適合排放，雖然可避免進一步排放，但大量不符合所要求的BOD濃度的水已經排出，從而可能已經危及到野生生物等的健康。

本發明的目的是提供一種傳感器，利用該傳感器，可以基本上實時地確定測試樣品的水質。

根據本發明，提供了一種水質傳感器，該水質傳感器包括熒光傳感器裝置、溫度傳感器和濁度傳感器，這些傳感器的輸出組合使用以得出樣品的BOD濃度值，其中溫度傳感器的輸出用于使用以下等式對所感測的熒光強度值應用校正

其中F為熒光信號，T為溫度(℃)，下標mes和ref分別表示測量值和參考值，ρ為溫度補償系數。

已經發現，用適當的激勵或激發電磁輻射照射樣品，會使樣品內包含的某些分子發出熒光，該熒光的光度與樣品內BOD的水平有關。然而，該熒光和BOD濃度之間的關系還取決于其他因素，包括樣品的溫度和濁度。不考慮這些因素則會降低測量精度。因此，通過測量這些參數值以及熒光，并校正熒光讀數以考慮到感測的溫度和濁度水平，可以獲得被測樣品內BOD濃度的良好指示或近似值。

該熒光傳感器裝置優選地被安排成用于以波長在260-300nm左右的光照射樣品、并檢測波長在295-405nm左右的熒光，這種安排對樣品內的BOD濃度敏感。

通過使用熒光(進行校正以考慮到溫度和濁度的影響)作為樣品中BOD濃度的指示，應當理解，可以非常迅速、基本上實時地獲得指示樣品內BOD濃度的結果。因此，如果在水處理廠使用傳感器對即將排入天然水道的水進行測試，在傳感器檢測到BOD濃度超出可接受范圍的情況下，可激活適當的警報，以允許操作員更改工廠操作，避免具有不當BOD濃度的水持續從工廠排出。舉例而言，可暫時中斷工廠的水排放，以防止不符合所需標準的水從工廠排出。

本發明還涉及一種水測試方法，該方法包括以下步驟：使用熒光傳感器裝置、響應于用具有激發波長的電磁輻射照射樣品來測量樣品熒光，測量樣品的溫度和濁度，使用測得的溫度和濁度得出經校正的熒光強度，并且使用經校正的熒光強度得出樣品BOD濃度的指示，其中測得的溫度用于使用以下等式對所感測的熒光強度值應用校正

其中F為熒光信號，T為溫度(℃)，下標mes和ref分別表示測量值和參考值，ρ為溫度補償系數。

將通過舉例的方式參考附圖對本發明進行進一步描述，在附圖中：