[發(fā)明專利]水質(zhì)參數(shù)光譜分析系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810204652.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN108827882A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立福;代雙鳳;黃長平;張紅明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科譜光科技（北京）有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/25
• 分類號(hào): G01N21/25
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種水質(zhì)參數(shù)光譜分析系統(tǒng)，其特征在于，包括光譜采集裝置和分析裝置；

所述光譜采集裝置，用于將光束發(fā)射到被測(cè)水體，并基于所述光束的光信號(hào)和漫反射光信號(hào)，獲取水質(zhì)參數(shù)光譜數(shù)據(jù)，并將所述水質(zhì)參數(shù)光譜數(shù)據(jù)發(fā)送至所述分析裝置；

所述分析裝置，用于根據(jù)所述水質(zhì)參數(shù)光譜數(shù)據(jù)，通過反演模型獲取所述水質(zhì)參數(shù)光譜分析結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制裝置；

所述控制裝置，用于接收所述光譜采集裝置發(fā)送的所述水質(zhì)參數(shù)光譜數(shù)據(jù)，并將所述水質(zhì)參數(shù)光譜數(shù)據(jù)發(fā)送至所述分析裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜采集裝置包括光源、濾光片、探測(cè)器和數(shù)據(jù)傳輸模塊；

所述光源，用于發(fā)射光束照射被測(cè)水體；

所述濾光片，用于對(duì)所述光源發(fā)射到所述被測(cè)水體的光束的光信號(hào)和漫反射光信號(hào)進(jìn)行濾波處理，所述光信號(hào)和漫反射光信號(hào)包含所述水質(zhì)參數(shù)光譜數(shù)據(jù)的信息；

所述探測(cè)器，用于接收所述濾光片濾波后的光信號(hào)和漫反射光信號(hào)，并將所述光信號(hào)和漫反射光信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為電信號(hào)和漫反射電信號(hào)；

所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將所述電信號(hào)和漫反射電信號(hào)發(fā)送至所述控制裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜采集裝置還包括電源模塊，所述電源模塊用于供電、以及充放電管理。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括控制模塊、傳輸模塊和保存模塊；

所述控制模塊，用于調(diào)節(jié)所述探測(cè)器的積分時(shí)間和采集光譜數(shù)據(jù)的參數(shù)，還用于設(shè)置所述光譜采集裝置的平均采樣次數(shù)；

所述傳輸模塊，用于接收所述數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送的所述電信號(hào)和漫反射電信號(hào)，并將所述電信號(hào)和漫反射電信號(hào)發(fā)送至所述分析裝置，還用于接收所述分析裝置發(fā)送的所述水質(zhì)參數(shù)光譜分析結(jié)果；

所述保存模塊，用于保存所述電信號(hào)和漫反射電信號(hào)對(duì)應(yīng)的水質(zhì)參數(shù)光譜數(shù)據(jù)，還用于保存所述水質(zhì)參數(shù)光譜分析結(jié)果。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置還包括繪制模塊；

所述繪制模塊用于根據(jù)所述電信號(hào)和漫反射電信號(hào)繪制光譜曲線。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置還包括顯示模塊；

所述傳輸模塊還用于將所述水質(zhì)參數(shù)光譜分析結(jié)果發(fā)送至所述顯示模塊；

所述顯示模塊，用于顯示所述水質(zhì)參數(shù)光譜分析結(jié)果，以及顯示所述繪制模塊繪制的光譜曲線。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述分析裝置進(jìn)一步用于：

對(duì)所述水質(zhì)參數(shù)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括去噪和反射率計(jì)算；

利用相關(guān)系數(shù)法，對(duì)預(yù)處理后的所述水質(zhì)參數(shù)光譜數(shù)據(jù)提取最佳特征波段；

基于所述最佳特征波段，獲取所述最佳特征波段對(duì)應(yīng)的波段比值；

基于所述對(duì)應(yīng)的波段比值構(gòu)建水質(zhì)葉綠素a濃度反演模型、懸浮物濃度反演模型和水體濁度反演模型；

基于所述水質(zhì)葉綠素a濃度反演模型、所述懸浮物濃度反演模型和所述水體濁度反演模型，獲取所述水質(zhì)參數(shù)光譜分析結(jié)果。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述分析裝置為云平臺(tái)。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜采集裝置和所述控制裝置通過藍(lán)牙或者通過USB進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。