[發明專利]一種全光譜水質在線監測裝置

有效

• 申請號: 201910519576.1
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110160977B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 黃德承
• 申請（專利權）人: 浙江三青環保科技有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 紹興普華聯合專利代理事務所(普通合伙) 33274
• 代理人: 范琪美

本發明公開了一種全光譜水質在線監測裝置，包括監測控制主機，包括數據顯示單元、數據輸出單元、控制單元、數據處理單元、光源單元、加標校準單元及分析單元；傳感探頭，與該監測控制主機電連，包括探頭本體、分析室及反射單元，該探頭本體內設有分光鏡，探頭本體和分析室的過渡處設有多個透視鏡，分析室與反射單元的過渡處設有多個弧形反射鏡，分析室內設有溫度傳感器。本發明的光源外置在監測控制主機中，采用且氘燈光源，產生紫外、可見和進紅外寬帶光譜，并可進行光源能力控制，實現了多監測對象的高精度監測分析；采用了弧形反射鏡，實現光譜在分析室多次反射吸收，增加了吸收光程，提高了裝置分析分辨率。

技術領域

本發明屬于水質監測技術領域，尤其是涉及一種全光譜水質在線監測裝置。

背景技術

水質污染監測作為環境管理的重要工作之一，傳統的水質監測基本是通過顯色化學反應方法的單因子監測，而且單套系統價格較高，存在廢液的二次污染等問題；全光譜水質在線監測裝置是基于水質中污染因子對特征光譜吸收進行實時快速監測，可同時監測COD、溫度、TOC、BOD、O3、ORP、濁度、有機物（苯類）、硝氮、色度等各類型污染物參數，并沒有產生二次污染排放，得到各項監測數據可通過數據輸出模塊上傳到環境監管部門。

但現有的全光譜水質分析設備的光譜通常直接集成在傳感探頭中，光譜的譜線寬帶窄、光譜能力低而且不可調，導致監測內容少和精度低等設備問題；其次，現有設備的傳感探頭采用單光程透射光譜吸收分析，光譜吸收光程小，導致設備的分析精度低。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提供一種可進行光源能力控制，監測精度高的全光譜水質在線監測裝置。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種全光譜水質在線監測裝置，包括

監測控制主機，包括數據顯示單元、數據輸出單元、控制單元、數據處理單元、光源單元、加標校準單元及分析單元；該分析單元包括光譜分析儀、設于該光譜分析儀下部位置的支撐架、用于連接光譜分析儀和支撐架的連接件、設于支撐架內的多個撐腳及用于對所述光譜分析儀進行水平調節的調節裝置；所述撐腳通過固定部件與該支撐架相連；

傳感探頭，與該監測控制主機電連，包括探頭本體、分析室及反射單元，該探頭本體內設有分光鏡，探頭本體和分析室的過渡處設有多個透視鏡，分析室與反射單元的過渡處設有多個弧形反射鏡，分析室內設有溫度傳感器。

本發明的光源外置在監測控制主機中，采用且氘燈光源，產生紫外、可見和進紅外寬帶光譜，并可進行光源能力控制，實現了多監測對象的高精度監測分析；采用了弧形反射鏡，實現光譜在分析室多次反射吸收，增加了吸收光程，提高了裝置分析分辨率；通過差分算法和神經網絡算法相結合，進行了不同光譜吸收維度的分離和對存在交叉干擾的物質吸收進行數據掩蔽，實現了不同光譜吸收階次和區域監測物質的準確分析；通過分光鏡實現光譜分析裝置的零點校準，通過加標校準裝置，進行裝置監測樣品的標準液校準，實現了本專利裝置的現場在線校準，確保了裝置的監測準確度；通過傳感探頭內部光譜分析結構和電傳感器結構相結合，可實現光譜傳感、溫度傳感、電導率傳感多類型監測分析相結合；同時監測控制主機具備的數據接口單元可進行外部其他傳感器的數據接入，進一步實現了全光譜水質在線監測裝置的多樣化分析功能；

其次，本申請中可通過調節裝置對光譜分析儀進行水水平位置調整，使得上述裝置在室外使用時，即使外部環境的地面不平整，光譜分析儀也始終能夠處于保證自身處于水平狀態，使得最終檢測出的結果更為準確。

所述光源單元為氘燈。

所述光源單元的源光譜通過分光鏡被同比分離為反射光譜和透射光譜，該反射光譜作為零點光譜直接傳輸到分析單元中，為數據處理單元提供源數據，并為加標校準單元提供零點數據；該透射光譜進入樣品吸收區后得到樣品吸收光譜，該樣品吸收光譜進入加標校準單元，之后透射進入到分析單元中；通過多路反射提升光譜吸收，從而提高分析的精度。