[發明專利]一種全光譜水質監測系統及方法

在審

• 申請號: 202110508869.7
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN112924404A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 楊浩;劉耀瑤
• 申請（專利權）人: 南京智譜科技有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/01;G01S19/42
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營

1.一種全光譜水質監測系統，其特征在于，包括遠程監控終端、云端服務器以及至少一個光譜監測設備；

所述光譜監測設備用于執行遠程監控終端通過云端服務器下發的操作指令采集待檢測水樣的光譜數據，并將光譜數據發送至云端服務器；

所述云端服務器用于根據預先建立的水質光譜模型計算所述光譜數據，得到待檢測水樣的水質參數；

所述遠程監控終端用于向云端服務器發送操作指令，所述操作指令用于控制光譜監測設備進行相應操作，以及從云端服務器中獲取待檢測水樣的所述光譜數據和所述水質參數。

2.如權利要求1所述的全光譜水質監測系統，其特征在于，云端服務器還用于預先建立水質光譜模型并存儲，具體通過以下方式：

根據暗電流、參比光譜和水樣光譜獲取水樣的第一吸光度光譜，對所述水樣的第一吸光度光譜進行預處理，得到水樣的第二吸光度光譜；將水樣的第二吸光度光譜作為自變量，水樣的水質參數標準值作為因變量，構建所述自變量和因變量之間的最優回歸關系模型，所述最優回歸關系模型即為所述水質光譜模型。

3.如權利要求2所述的全光譜水質監測系統，其特征在于，所述根據暗電流、參比光譜和水樣光譜，獲取水樣的第一吸光度光譜，包括：根據以下公式計算水樣的第一吸光度光譜：

其中，A為水樣的第一吸光度光譜；為參比光譜；為水樣光譜；dark為暗電流。

4.根據權利要求2所述的全光譜水質監測系統，其特征在于，所述云端服務器具體用于根據待檢測水樣的暗電流、參比光譜和水樣光譜計算待檢測水樣的吸光度光譜，并將待檢測水樣的吸光度光譜代入所述水質光譜模型進行解算，獲得待檢測水樣的水質參數。

5.如權利要求1所述的全光譜水質監測系統，其特征在于，所述光譜監測設備還用于上傳光譜監測設備的設備狀態信息至云端服務器；所述遠程監控終端還用于向云端服務器獲取所述設備狀態信息。

6.如權利要求5所述的全光譜水質監測系統，其特征在于，所述光譜監測設備的設備狀態信息包括：北斗衛星定位系統或GPS定位系統確定的位置信息、探測器溫度、數據采集時間和設備ID。

7.如權利要求1所述的全光譜水質監測系統，其特征在于，待檢測水樣的水質參數以圖和/或表的形式進行可視化展示。

8.一種全光譜水質監測方法，應用于上述權利要求1-7任一所述的全光譜水質監測系統，其特征在于，所述方法包括：

遠程監控終端下發操作指令至云端服務器；

云端服務器將所述操作指令發送至光譜監測設備；

光譜監測設備采集待檢測水樣的光譜數據，并將光譜數據發送至云端服務器；

云端服務器根據預先建立的水質光譜模型計算所述光譜數據，得到待檢測水樣的水質參數；

遠程監控終端從云端服務器中獲取待檢測水樣的所述光譜數據和所述水質參數。

9.如權利要求8所述的全光譜水質監測方法，其特征在于，還包括：

云端服務器根據暗電流、參比光譜和水樣光譜獲取水樣的第一吸光度光譜，對所述水樣的第一吸光度光譜進行預處理，得到水樣的第二吸光度光譜；將水樣的第二吸光度光譜作為自變量，水樣的水質參數標準值作為因變量，構建所述自變量和因變量之間的最優回歸關系模型，所述最優回歸關系模型即為所述水質光譜模型。