[發(fā)明專利]基于光譜特征的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112666103A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 姜繼平;羅美玉;洪夏瑋;鄭一;劉崇炫;曹建文
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33;G01N21/64;G01N33/18
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 張彬彬

本發(fā)明涉及一種基于光譜特征的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。該基于光譜特征的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)利用光源發(fā)出激發(fā)光，通過第一單色器將激發(fā)光分離成單一波長的激發(fā)光，未被待測水體吸收的單色光透射過待測水體后通過紫外檢測器得到紫外?可見光信號；被待測水體吸收的單色光進行電子躍遷發(fā)出熒光，通過第二單色器將熒光分離成單一波長的熒光，并通過熒光檢測器檢測單色熒光的熒光信號，處理器對單色光的波長、單色熒光的波長、紫外?可見光信號和熒光信號進行處理，得到水質(zhì)參數(shù)預測結果。本發(fā)明將設備集成在一個箱體裝置輕便，方便攜帶，并且處理器利用紫外熒光數(shù)據(jù)進行融合分析，提高了本系統(tǒng)檢測的精度。

技術領域

本發(fā)明涉及水質(zhì)監(jiān)測領域，特別是涉及一種基于光譜特征的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程加快，大量工業(yè)廢水、生活污水和其他廢棄物進入到江河湖海等水體中，這會導致水體的污染，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象，因此在水處理過程中需要對水體的水質(zhì)進行監(jiān)測預警。

現(xiàn)有技術中通常是采用深紫外LED對水質(zhì)進行監(jiān)測，運用特征波長的紫外吸收值對化學需氧量(Chemical Oxygen Demand)水質(zhì)指標或某種污染物進行預測，或是采用熒光法對待測水體中蛋白類物質(zhì)進行監(jiān)測，檢測方法較為單一，只能檢測到待測水體中的部分水質(zhì)參數(shù)。當需要對待測水體中的多種水質(zhì)參數(shù)進行監(jiān)測時，往往需要更換不同設備，檢測過程較為復雜。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對于上述技術問題，提供一種在多次水質(zhì)檢測時，不需要更換濾光片的基于光譜特征的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。

一種基于光譜特征的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，該水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)包括：

光源，用于發(fā)出激發(fā)光；

第一單色器，設置于激發(fā)光的發(fā)射光路上，用于將激發(fā)光分離成單一波長的單色光；

紫外檢測器，用于檢測單色光透射過待測水體后的紫外-可見光信號；

第二單色器，設置于熒光的發(fā)射光路上，用于將熒光分離成單一波長的單色熒光；熒光通過單色光激發(fā)待測水體得到；

熒光檢測器，用于檢測單色熒光的熒光信號；

處理器，與第一單色器和第二單色器相連，用于調(diào)節(jié)第一單色器和第二單色器所分離的光的波長；

處理器，還與紫外檢測器和熒光檢測器相連，用于接收紫外-可見光信號和熒光信號，并對單色光的波長、單色熒光的波長、紫外-可見光信號和熒光信號進行處理，得到水質(zhì)參數(shù)預測結果。

在本實施例提供的基于光譜特征的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，包括光源、第一單色器、紫外檢測器、第二單色器、熒光檢測器和處理器。光源發(fā)出的激發(fā)光通過第一單色器將激發(fā)光分離成單一波長的單色光，第二單色器將熒光分離成單一波長的單色熒光，當需要調(diào)整單色光和單色熒光的波長時候，可以直接通過處理器對第一單色器和第二單色器所分離的光的波長進行調(diào)整，而不需要去更換不同波長的濾光片，使得基于光譜特征的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)當需要更換波長進行水質(zhì)測量驗證時相比于現(xiàn)有技術更加合理高效。

在其中一個實施例中，該水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)還包括：

探頭，探頭底部設置有反射鏡片，用于將透射進待測水體的單色光反射至紫外檢測器。

在本實施例中，基于光譜特征的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)還設置有探頭，在進行水質(zhì)檢測時將探頭置于水中可以將透射進水體的單色光光路進行改變，使單色光反射到本系統(tǒng)中紫外檢測器中，提升了水質(zhì)檢測的效率。

在其中一個實施例中，處理器，具體用于：

根據(jù)單色光的波長和紫外-可見光信號得到紫外光譜數(shù)據(jù)；

根據(jù)單色熒光的波長和熒光信號得到熒光光譜數(shù)據(jù)；

對紫外光譜數(shù)據(jù)和熒光光譜數(shù)據(jù)進行處理，得到水質(zhì)參數(shù)預測結果。