[發明專利]基于疏水吸油材料的油污在線監測方法及其裝置

在審

• 申請號: 202010572328.6
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111693501A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 孫志娟;薛立新;施羽昕;高從堦
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.基于疏水吸油材料的油污在線監測方法，包括以下步驟：

(1)在設定溫度下，將未固定疏水吸油材料的光學傳感器的發光端部分置于未加入油污的模擬水體中，通過光學傳感器獲得未加入油污情況下的初始信號值，并記錄此時對應的熒光強度信號值I(a.u)；

往無油污污染水體中加入一定量的油污，在線監測光學傳感器的信號值的變化，隨時間變化信號值趨于穩定，并記錄該穩定的信號值，繪制隨時間變化的信號值曲線；改變加入的油污量，記錄穩定的信號值，并繪制隨時間變化的監測信號值曲線，一直記錄到信號值不再隨油污量變化；

更換油污種類，按照上述方法，得到不同油污在不同用量情況下的信號值隨時間變化曲線；不同油污在吸附階段具有不同的信號值變化斜率；

在光學傳感器發光端固定疏水吸油材料，在固定的溫度下，將固定疏水吸油材料的光學傳感器發光端置于未加入油污的模擬水體中，按照上述方法，在線監測疏水吸油材料中的信號值變化，隨時間變化信號值趨于穩定，并記錄穩定的信號值，并繪制隨時間變化的監測信號值；改變加入的油污量，記錄穩定的信號值，并繪制隨時間變化的監測信號值曲線，當觀察到穩定的信號值不再隨著油污量的增加而增加時，表明疏水吸油材料的油污吸附量已經飽和；記錄該油污在不同用量情況下的信號值隨時間變化曲線；

更換油污種類，按照上述方法重復實驗，得到不同油污在不同用量情況下的信號值隨時間變化曲線；不同油污在吸附階段具有不同的信號值變化斜率；

(2)改變溫度，按照步驟(1)的方法得到不同溫度下不同油污在不同用量條件下的熒光信號值隨時間變化曲線；

(3)固定水體溫度，將同一光學傳感器的發光端置于待測水體中，在線監測疏水材料中信號值變化，繪制信號值隨時間變化曲線，等信號值穩定后，將信號值與V₍₀₎進行比較，若信號值有變化，則表示存在油污污染，根據該溫度下吸附起始階段的信號值變化斜率確定油污類別，再將測得的信號值變化曲線與所確定的油污在該溫度下不同用量下的信號值隨時間變化曲線進行匹配來確定油污含量。

2.如權利要求1所述的基于疏水吸油材料的油污在線監測方法，其特征在于：所述疏水吸油材料是復合吸油棉片、多孔疏水吸油纖維、疏水吸油海綿或疏水吸油毛氈。

3.實施如權利要求1所述的基于疏水吸油材料的油污在線監測方法的裝置，其特征在于：包括光學傳感器、光纖電纜和服務器計算機；所述的光學傳感器通過光纖電纜將信號傳給服務器計算機；

光學傳感器的的殼體內腔自前端向后依次裝有電信號連接的探測裝置(2)、信息采集模塊(8)、控制與數據處理模塊(11)、通信模塊(13)；

探測裝置(2)包括激發裝置(6)和接收裝置(3)，所述的激發裝置(6)中的LED燈(7)激發特定波長波長的激發光；所述的接收裝置(3)接收油污激發的熒光，所述的接收裝置(3)包括接收板(4)和接收器(5)，接收板(4)將接收到的雜光在有效時間內過濾，接收器(5)對熒光信號進行接收并轉換成相應的模擬信號；殼體(1)前端在LED燈(7)的發射方向和接收板(4)的接收熒光的入射方向都有開口；

信息采集模塊(8)包括雜波過濾模塊(9)和A/D轉換器(10)，獲取監測的海面熒光光譜的熒光信號值，并將探測器所接收到的模擬信號轉換成數字信號，傳輸給控制與數據處理模塊(11)；

控制與數據處理模塊(11)包括嵌入式微處理芯片(12)，將采集到的熒光信息進行處理，會將數字信號轉化為熒光因子強度信號，輸出的熒光因子強度信號的峰值反映出溢油的相關信息；

通信模塊(13)包括通信前端(14)和通信后端(16)，把通信前端(14)收集到的熒光信息信號增強放大后傳輸給通信后端(16)，再傳輸給服務器計算機。