[發明專利]新型在線高精度測量濁度與總有機碳方法及裝置

在審

• 申請號: 202110797408.6
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113406040A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 陳眾勵;陳杰甫;陳付志;朱浩楠;陳藝通;馬立果;張帆;胡洪
• 申請（專利權）人: 上海建筑設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N21/51
• 分類號: G01N21/51;G01N21/59;G01N21/01
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供了一種新型在線高精度測量濁度與總有機碳方法及裝置。該裝置包括激光光源模塊、水路模塊、光路折返模塊、探測器模塊和數據反演模塊。其中，水路模塊包括比色皿；光路折返模塊包括第一反射棱鏡、第二反射棱鏡、反光罩和石英透鏡；探測器模塊包括第一光電探測器和第二光電探測器。本發明采用激光光源模塊發出的激光光束對樣本水進行檢測，使得光強與光譜特性穩定，不受測試環境的影響，可有效提高水質參數測量的靈敏度，并且將激光光源模塊、第一反射棱鏡、比色皿、反光罩、第二反射棱鏡和石英透鏡沿光路依次布設，可使激光光束按照預設光路多次折返，增大光束與樣本水的作用有效長度，降低測量閾值下限，提高水質參數測量靈敏度。

技術領域

本發明涉及水質檢測技術領域，特別涉及一種新型在線高精度測量濁度與總有機碳方法及裝置。

背景技術

水在工業、農業、乃至人們日常生活中起著至關重要的作用，隨著生活水平的提高，人們對水質濁度測量的要求越來越高，但由于各種人為污染和自然因素，使得水質發生了改變，水質的優劣決定水源能否被利用。濁度是評價水質的一個重要指標，它是判斷水源是否被污染的最簡單的方法之一，濁度測量是飲用水安全、水體污染監控方面的重要手段。因此水質濁度的準確測定對水質的評價尤為重要，操作簡單、靈敏度高、閾值低、在線式監測是其發展方向。

目前多數濁度測量裝置存在測量精度低，靈敏度差，容易引入二次污染的問題，同時一次樣本不能同時檢測多種參數。

總有機碳是反映水質受到有機物污染的重要水質指標之一，是指水體中溶解性和懸浮有機物含碳總量，作為有機物綜合指標，比BOD(Biochemical Oxygen Demand，生物需氧量)與COD(Chemical Oxygen Demand，化學需氧量)更能代表有機污染程度，是多種污染事件的特征指標，例如：赤潮、生活污染水和化工產污水。總有機碳是近年新發展起來的水環境有機物污染評價指標，目前已經廣泛應用在江河、湖泊、海洋和生活供水，以及石油化工，發電冶金行業的水質監測。

目前測量總有機碳的方法有差減法，NPOC(不可吹掃有機碳)法，光譜法，紫外光強法。其中差減法，NPOC法不存在實時性，需要取樣至實驗室或者通過大型設備完成檢測，光譜法容易受到其他物質影響，從而影響分析結果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型在線高精度測量濁度與總有機碳方法及裝置，可提高水質參數的測量精度、靈敏度，并可實現水質參數的實時在線檢測，不容易受到其它物質影響，抗干擾性較強，以及可一次性檢測水質濁度和總有機碳多種水質參數，提高了檢測效率。

為解決上述技術問題，本發明第一方面提供了一種新型在線高精度測量濁度與總有機碳裝置，包括：激光光源模塊10、水路模塊20、光路折返模塊30、探測器模塊40和數據反演模塊50；所述水路模塊20包括比色皿21；所述光路折返模塊30包括第一反射棱鏡31、第二反射棱鏡32、反光罩33和石英透鏡34；所述探測器模塊40包括第一光電探測器41和第二光電探測器42；所述數據反演模塊50分別與第一光電探測器41和第二光電探測器42通信連接；

其中，所述比色皿21中裝有樣本水；所述激光光源模塊10、第一反射棱鏡31、比色皿21、反光罩33、第二反射棱鏡32和石英透鏡34沿光路依次布設，且所述激光光源模塊10發射的激光光束經第一反射棱鏡31反射至所述樣本水，所述樣本水透射的激光光束依次經第二反射棱鏡32的反射、所述樣本水的再次透射以及第一反射棱鏡31的反射而傳輸至第二光電探測器42，所述樣本水散射的激光光束依次經反光罩33的反射以及石英透鏡34的匯聚而傳輸至第一光電探測器41。

可選的，所述激光光源模塊10包括沿光路依次布設的光源、合束鏡11和整形透鏡組12，所述光源輸出至少兩種不同波長的激光光束，所述合束鏡11將所述光源輸出的不同波長的激光光束合束并輸出至所述整形透鏡組12，所述整形透鏡組12對所述合束鏡11輸出的激光光束進行準直處理。