[發(fā)明專利]一種水體透明度自動(dòng)測(cè)量裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011042391.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN112051242A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戰(zhàn)捷;張殿君;李晨陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/59
• 分類號(hào): G01N21/59;G01N21/01
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗

本發(fā)明涉一種水體透明度自動(dòng)測(cè)量裝置，在透明度盤表面放置一個(gè)光敏電阻，來實(shí)現(xiàn)對(duì)光照強(qiáng)度的自動(dòng)識(shí)別；在透明度盤表面放置一個(gè)壓力敏感元件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)透明度深度的精確測(cè)量；透明度盤連接電機(jī)和減速器使透明度盤垂直下降，來實(shí)現(xiàn)對(duì)透明度深度的準(zhǔn)確記錄。光敏電阻要與電動(dòng)機(jī)進(jìn)行串聯(lián)，來控制電動(dòng)機(jī)在光照達(dá)到閾值時(shí)停止工作，通過與單片機(jī)進(jìn)行串聯(lián)，對(duì)裝置進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)試。壓力敏感元件應(yīng)該與顯示器進(jìn)行串聯(lián)，通過壓力測(cè)深原理對(duì)透明度的深度進(jìn)行快速準(zhǔn)確地測(cè)量。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)水體透明度的自動(dòng)化測(cè)量，節(jié)省了人力，減少了測(cè)量時(shí)間的耗費(fèi)，也可以消除人眼測(cè)量產(chǎn)生的誤差，達(dá)到提高測(cè)量精度的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水質(zhì)參數(shù)的實(shí)地測(cè)量領(lǐng)域，主要是針對(duì)水體透明度測(cè)量。

背景技術(shù)

近年來，對(duì)包括江河湖海在內(nèi)水體的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)估成為環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)一個(gè)重要組成部分。為了使水質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系更加明確具體，引入了很多重要的水質(zhì)參數(shù)，透明度就是其中之一。透明度是指放入水中的賽克盤能夠看得見的最大深度，反映了水體的透光能力。在海洋水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，透明度一直是一個(gè)較為直觀的參數(shù)，可以作為評(píng)估水體富營養(yǎng)化程度的指標(biāo)。水體透明度的變化會(huì)嚴(yán)重影響水中的植物以及依靠可見光捕食的水生動(dòng)物的生存。此外，水體透明度可以用來估算固有光學(xué)參數(shù)、葉綠素a濃度甚至是初級(jí)生產(chǎn)力。因此，水體透明度的測(cè)量對(duì)研究水環(huán)境變化、水體光學(xué)參數(shù)、水生生態(tài)系統(tǒng)以及初級(jí)生產(chǎn)力的估計(jì)均有十分重要的意義。

國外使用賽克盤(透明度盤)觀測(cè)水體的透明度已經(jīng)有150多年的歷史。我國使用賽克盤觀測(cè)水體的透明度從上個(gè)世紀(jì)二三十年代開始。根據(jù)透明度測(cè)量的規(guī)程要求，應(yīng)該將賽克盤在船的背光處水平放入水中，逐漸下沉，至恰好不能看見賽克盤面的白色時(shí)，記下塞克盤的深度，就是透明度的測(cè)量值，以cm為單位，測(cè)量時(shí)要反復(fù)測(cè)量?jī)傻饺稳∑骄颠M(jìn)行記錄。盡管傳統(tǒng)測(cè)量方法操作比較簡(jiǎn)單，但是存在耗時(shí)過長(zhǎng)、耗費(fèi)較多人力以及人眼觀測(cè)的主觀性誤差較大等缺點(diǎn)。

由于透明度的傳統(tǒng)觀測(cè)方法耗時(shí)耗力，利用遙感技術(shù)反演透明度逐漸成為比較重要的手段。其中透明度的遙感估算方法主要有經(jīng)驗(yàn)方法、半分析算法和分析算法。其中經(jīng)驗(yàn)算法是通過建立遙感反射率與實(shí)測(cè)透明度之間的統(tǒng)計(jì)回歸模型，該方法雖然簡(jiǎn)單易行，但有些水體的光學(xué)特性比較復(fù)雜，具有很強(qiáng)的區(qū)域性特點(diǎn)。因此經(jīng)驗(yàn)算法很容易受到區(qū)域的限制，沒有普適性。而對(duì)于半分析算法和分析算法來說，相關(guān)理論和反演方法的研究仍有待進(jìn)一步提高，反演的精度也不能得到保證。因此，透明度的實(shí)地測(cè)量獲取仍然是必需的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服透明度傳統(tǒng)觀測(cè)方法的缺點(diǎn)和不足，提供一種新型水體透明度自動(dòng)測(cè)量裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種水體透明度自動(dòng)測(cè)量裝置，在透明度盤表面放置一個(gè)光敏電阻，來實(shí)現(xiàn)對(duì)光照強(qiáng)度的自動(dòng)識(shí)別；在透明度盤表面放置一個(gè)壓力敏感元件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)透明度深度的精確測(cè)量；透明度盤連接電機(jī)和減速器使透明度盤垂直下降，來實(shí)現(xiàn)對(duì)透明度深度的準(zhǔn)確記錄。

所述的光敏電阻要與電動(dòng)機(jī)進(jìn)行串聯(lián)，來控制電動(dòng)機(jī)在光照達(dá)到閾值時(shí)停止工作，通過與單片機(jī)進(jìn)行串聯(lián)，對(duì)裝置進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)試。

所述的裝置，壓力敏感元件應(yīng)該與顯示器進(jìn)行串聯(lián)，通過壓力測(cè)深原理對(duì)透明度的深度進(jìn)行快速準(zhǔn)確地測(cè)量。

本發(fā)明一是在透明度盤表面放置一個(gè)光敏電阻(材料為硫化鎘)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)光照強(qiáng)度的自動(dòng)識(shí)別；第二是在透明度盤表面放置一個(gè)壓力敏感元件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)透明度深度的精確測(cè)量；第三是安裝電機(jī)和減速器使透明度盤緩慢垂直下降，來實(shí)現(xiàn)對(duì)透明度深度的精確自動(dòng)記錄。

本發(fā)明裝置的電路連接如圖1(本發(fā)明裝置的電路連接)所示。裝置的電路連接是將光敏電阻部分、電動(dòng)機(jī)以及減速器進(jìn)行串聯(lián)；然后要將壓力敏感元件與操作端的顯示器進(jìn)行串聯(lián)；然后將兩部分進(jìn)行并聯(lián)之后與開關(guān)和電池部分串聯(lián)。