多腔室的激光检测监测仪及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种多腔室的激光检测监测仪及检测方法，所述水质监测装置，包括设备舱、左侧样品舱、右侧样品舱、左侧检测舱、右侧检测舱和底部检测舱；在设备舱内设有单片机和电源；在左侧检测舱、右侧检测舱内均设有激光发射模块和激光接收模块；在底部检测舱内设有流量计；所述的检测方法，包括6个步骤。本发明专利技术将TDLAS技术成功应用到水下，实现低成本、多监控点、连续线性的持续监测，无需人员值守，特别适合水文、水质监测的长期性、连续性、突变性的特点，将有可能对现有的水质环境检测、监测起到积极的作用。

Multi chamber laser detecting monitor and detecting method

The invention discloses a multi cavity laser detection instrument and detection method, the water quality monitoring device, including equipment cabin, the left and right sample sample cabin cabin, the left and right detection module and detection module is provided with a bottom detection module; MCU and power equipment in the cabin; the laser transmitter module and receiver module are equipped with laser on the left and right cabin cabin detection detection; in the bottom detection cabin is provided with the flow meter; the detection method includes 6 steps. The present invention TDLAS technology successfully applied to water, low cost, multi monitoring points, continuous linear continuous monitoring, unattended, especially suitable for hydrology, water quality monitoring of the long-term, continuous, mutation characteristics will likely positive effect on water quality environment of existing detection, monitoring.

【技术实现步骤摘要】
多腔室的激光检测监测仪及检测方法
本专利技术属于环保监测
，尤其涉及基于TDLAS技术的多腔室、连续激光检测技术，具体为多腔室的激光检测监测仪及检测方法。
技术介绍
现有的水质监测，一般都是将水样品用容器打捞上来后带到实验室进行检测，存在时效性差、数据可靠性差的问题：首先，在实践中，处于不同水层的杂质密度与种类是不相同的，将取样点处的水打捞上来的过程成，存在样品被污染、稀释的风险；其次，打捞上来的水样品在氧气、日照等因素的影响下，会发生挥发、变质、弥散等问题；再次，从样本点取样，也存在样本容量偏小，测量、统计容易出现误差的问题，缺少累积形成的归纳分析，即存在以点概面的缺憾；最后，现有的水质监测是离散的、间断的检测方法。虽然有将设备装载的车辆或船只上，但这样做成本高、耗费的人力物力资源多，不适合连续的检测。TDLAS技术，是采用激光对待检测介质的无损、实时采样与检测技术。已从早期由军工领域的引入、应用，逐步推广大气环境、井下安全、危险场所监控等
目前现有在水下采用TDLAS技术的报道与应用。如果能够改进现有水下检测设备进行适当的改进，把TDLAS技术与之结合，将有可能对现有的水质环境检测、监测起到积极的作用。
技术实现思路
针对现有水质监测的不足，本专利技术提供一种多腔室的激光检测监测仪及检测方法，具体如下：一种多腔室的激光检测监测仪，包括设备舱、左侧样品舱、右侧样品舱、左侧检测舱、右侧检测舱和底部检测舱，其中，设备舱为密闭的腔室。在设备舱内设有单片机和电源，单片机与电源相连接。左侧样品舱为具有一个开口的腔室，在左侧样品舱开口处设有前盖板磁控阀，在左侧样品舱内设有防水电机和螺母，螺母与左侧样品舱开口的大小相匹配，通过与螺母相连的防水电机的转动，带动左侧样品舱开口开启或闭合。右侧样品舱为具有一个开口的腔室。在右侧样品舱开口处设有前盖板磁控阀，在右侧样品舱内设有防水电机和螺母，螺母与右侧样品舱开口的大小相匹配，通过与螺母相连的防水电机的转动，带动右侧样品舱开口开启或闭合。左侧检测舱为具有两个开口的腔室，左侧检测舱的两个开口分别与前盖板磁控阀、后盖板磁控阀连接，在左侧检测舱内设有激光发射模块和激光接收模块，当多腔室的激光检测监测仪沉入水中，且与左侧检测舱相邻的前盖板磁控阀、后盖板磁控阀均打开，左侧检测舱内的激光发射模块和激光接收模块均工作时，对流入左侧检测舱内的液体的成分进行进行激光采样。右侧检测舱为具有两个开口的腔室。右侧检测舱的两个开口分别与前盖板磁控阀、后盖板磁控阀连接，在右侧检测舱内设有激光发射模块和激光接收模块，当多腔室的激光检测监测仪沉入水中，且与右侧检测舱相邻的前盖板磁控阀、后盖板磁控阀均打开，右侧检测舱内的激光发射模块和激光接收模块均工作时，对流入右侧检测舱内的液体的成分进行进行激光采样。底部检测舱为具有两个开口的腔室，右侧检测舱的两个开口分别与前盖板磁控阀、后盖板磁控阀连接，在底部检测舱内设有流量计。通过导线将左侧样品舱开口处的前盖板磁控阀、左侧样品舱内的防水电机、右侧样品舱开口处的前盖板磁控阀、右侧样品舱内的防水电机、左侧检测舱开口处的前盖板磁控阀和后盖板磁控阀、右侧样品舱内的激光发射模块和激光接收模块、右侧检测舱开口处的前盖板磁控阀和后盖板磁控阀、右侧检测舱内的激光发射模块和激光接收模块、底部检测舱开口处的前盖板磁控阀和后盖板磁控阀、底部检测舱内的流量计分别与设备舱内的单片机、电源相连接。由单片机对前盖板磁控阀、防水电机、后盖板磁控阀、激光发射模块进行驱动，由单片机接受、处理和储存激光接收模块和流量计反馈的信号。进一步说，流量计安装在底部检测舱内，由于底部检测舱与左侧检测舱、右侧检测舱规格相同，由流量计检测到的底部检测舱内液体的流量状态，能够模拟出相对准确的左侧检测舱、右侧检测舱中的实际状态。而由于左侧检测舱、右侧检测舱中需要进行激光扫射，故不能在左侧检测舱和右侧检测舱中安装流量计。所述多腔室的激光检测监测仪的检测方法，按如下步骤进行：步骤1：由单片机检测并控制前盖板磁控阀、后盖板磁控阀处于关闭的状态，激光发射模块、激光接收模块不工作。步骤2：人工向单片机录入检测工作参数。步骤3：用绳索将本激光检测监测仪拴好后，投入待检测水域。步骤4：由单片机驱动与左侧检测舱相连的前盖板磁控阀、后盖板磁控阀开启，令周围的液体流入左侧检测舱中，由单片机驱动左侧检测舱内的激光发射模块、激光接收模块工作，对流入左侧检测舱中的水体进行检测。若左侧检测舱检测结果符合步骤2人工设定的参数要求，则进入步骤。若左侧检测舱检测结果不符合步骤2人工设定的参数要求，则进入步骤。步骤5：由单片机命令与左侧检测舱相连的前盖板磁控阀、后盖板磁控阀关闭，命令左侧检测舱内的激光发射模块、激光接收模块停止工作。由单片机驱动与右侧检测舱相连的前盖板磁控阀、后盖板磁控阀开启，令周围的液体流入右侧检测舱中，由单片机驱动右侧检测舱内的激光发射模块、激光接收模块工作，对流入右侧检测舱中的水体进行检测。若右侧检测舱检测结果符合步骤2人工设定的参数要求，则持续进行检测。若右侧检测舱检测结果不符合步骤2人工设定的参数要求，则由单片机驱动左侧样品舱开后处的前盖板磁控阀开启，将此刻周围的环境水体吸入左侧样品舱后，关闭对应的前盖板磁控阀，储存该存在异常的液体，报警“常规检测，水质异常”，等待人工处理。步骤6：由单片机驱动与右侧检测舱相连的前盖板磁控阀、后盖板磁控阀开启，令周围的液体流入右侧检测舱中，由单片机驱动右侧检测舱内的激光发射模块、激光接收模块工作，对流入右侧检测舱中的水体进行检测。若右侧检测舱检测结果符合步骤2人工设定的参数要求，则由单片机驱动左侧样品舱开口处的前盖板磁控阀开启，将此刻周围的环境水体吸入左侧样品舱后，关闭对应的前盖板磁控阀，储存该存在检测异常的液体，报警“检测结果矛盾，系统异常”，等待人工处理。若右侧检测舱检测结果不符合步骤2人工设定的参数要求，则由单片机驱动右侧样品舱开口处的前盖板磁控阀开启，将此刻周围的环境水体吸入右侧样品舱后，关闭对应的前盖板磁控阀，储存该存在检测异常的液体，报警“系统复检，水质异常”，等待人工处理。有益的技术效果1)本专利技术具有左侧样品舱和右侧样品舱，能够把由左侧检测舱或/和右侧检测舱检测到的成分异常的水样品，进行抽取和密封保存，不但避免水样品在打捞的过程中被污染、稀释，还能精确地获取需要进一步检测的水样品；2)本专利技术直接在水下进行检测，仅把数据结果通过导线传输上来，避免样品在氧气、日照等因素的影响下而发生的变质等问题；3)本专利技术是沉在待检测水域实时、连续地取样检测，能够积累长时期间隔内的数据，样本容量大，测量、统计出来的结果误差较小，是累积形成的归纳分析，数据资料的代表性强、可靠性高；4)本专利技术是连续的检测。且采用的激光发射模块、激光接收模块、单片机和电源均为市场上现有的、成熟的、微小型化的可靠产品，成本低、易维护、耗费的人力物力资源少，适合连续多点的检测。5)本专利技术具有左侧检测舱和右侧检测舱，交替检测，相互验证，既增强了检测结果的可靠性，也延长了设备的耐用性。6)本专利技术的左侧检测舱和右侧检测舱配有不同波长、功率的激光发射模块，能够进行多种介质成分的检测。7)本专利技术的左侧检测舱和右侧检测舱配有盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多腔室的激光检测监测仪，其特征在于，包括设备舱(6)、左侧样品舱(7)、右侧样品舱(8)、左侧检测舱(9)、右侧检测舱(10)和底部检测舱(11)，其中，设备舱(6)为密闭的腔室；在设备舱(6)内设有单片机和电源；单片机与电源相连接；左侧样品舱(7)为具有一个开口的腔室；在左侧样品舱(7)开口处设有前盖板磁控阀(12)；在左侧样品舱(7)内设有防水电机(16)和螺母(15)；螺母(15)与左侧样品舱(7)开口的大小相匹配，通过与螺母(15)相连的防水电机(16)的转动，带动左侧样品舱(7)开口开启或闭合；右侧样品舱(8)为具有一个开口的腔室；在右侧样品舱(8)开口处设有前盖板磁控阀(12)；在右侧样品舱(8)内设有防水电机(16)和螺母(15)；螺母(15)与右侧样品舱(8)开口的大小相匹配，通过与螺母(15)相连的防水电机(16)的转动，带动右侧样品舱(8)开口开启或闭合；左侧检测舱(9)为具有两个开口的腔室；左侧检测舱(9)的两个开口分别与前盖板磁控阀(12)、后盖板磁控阀(13)连接；在左侧检测舱(9)内设有激光发射模块(18)和激光接收模块(19)；右侧检测舱(10)为具有两个开口的腔室；右侧检测舱(10)的两个开口分别与前盖板磁控阀(12)、后盖板磁控阀(13)连接；在右侧检测舱(10)内设有激光发射模块(18)和激光接收模块(19)；底部检测舱(11)为具有两个开口的腔室；右侧检测舱(10)的两个开口分别与前盖板磁控阀(12)、后盖板磁控阀(13)连接；在底部检测舱(11)内设有流量计；通过导线，将左侧样品舱(7)开口处的前盖板磁控阀(12)、左侧样品舱(7)内的防水电机(16)、右侧样品舱(8)开口处的前盖板磁控阀(12)、右侧样品舱(8)内的防水电机(16)、左侧检测舱(9)开口处的前盖板磁控阀(12)和后盖板磁控阀(13)、右侧样品舱(8)内的激光发射模块(18)和激光接收模块(19)、右侧检测舱(10)开口处的前盖板磁控阀(12)和后盖板磁控阀(13)、右侧检测舱(10)内的激光发射模块(18)和激光接收模块(19)、底部检测舱(11)开口处的前盖板磁控阀(12)和后盖板磁控阀(13)、底部检测舱(11)内的流量计分别与设备舱(6)内的单片机、电源相连接；由单片机对前盖板磁控阀(12)、防水电机(16)、后盖板磁控阀(13)、激光发射模块(18)进行驱动；由单片机接受、处理和储存激光接收模块(19)和流量计反馈的信号。...

【技术特征摘要】
1.一种多腔室的激光检测监测仪，其特征在于，包括设备舱(6)、左侧样品舱(7)、右侧样品舱(8)、左侧检测舱(9)、右侧检测舱(10)和底部检测舱(11)，其中，设备舱(6)为密闭的腔室；在设备舱(6)内设有单片机和电源；单片机与电源相连接；左侧样品舱(7)为具有一个开口的腔室；在左侧样品舱(7)开口处设有前盖板磁控阀(12)；在左侧样品舱(7)内设有防水电机(16)和螺母(15)；螺母(15)与左侧样品舱(7)开口的大小相匹配，通过与螺母(15)相连的防水电机(16)的转动，带动左侧样品舱(7)开口开启或闭合；右侧样品舱(8)为具有一个开口的腔室；在右侧样品舱(8)开口处设有前盖板磁控阀(12)；在右侧样品舱(8)内设有防水电机(16)和螺母(15)；螺母(15)与右侧样品舱(8)开口的大小相匹配，通过与螺母(15)相连的防水电机(16)的转动，带动右侧样品舱(8)开口开启或闭合；左侧检测舱(9)为具有两个开口的腔室；左侧检测舱(9)的两个开口分别与前盖板磁控阀(12)、后盖板磁控阀(13)连接；在左侧检测舱(9)内设有激光发射模块(18)和激光接收模块(19)；右侧检测舱(10)为具有两个开口的腔室；右侧检测舱(10)的两个开口分别与前盖板磁控阀(12)、后盖板磁控阀(13)连接；在右侧检测舱(10)内设有激光发射模块(18)和激光接收模块(19)；底部检测舱(11)为具有两个开口的腔室；右侧检测舱(10)的两个开口分别与前盖板磁控阀(12)、后盖板磁控阀(13)连接；在底部检测舱(11)内设有流量计；通过导线，将左侧样品舱(7)开口处的前盖板磁控阀(12)、左侧样品舱(7)内的防水电机(16)、右侧样品舱(8)开口处的前盖板磁控阀(12)、右侧样品舱(8)内的防水电机(16)、左侧检测舱(9)开口处的前盖板磁控阀(12)和后盖板磁控阀(13)、右侧样品舱(8)内的激光发射模块(18)和激光接收模块(19)、右侧检测舱(10)开口处的前盖板磁控阀(12)和后盖板磁控阀(13)、右侧检测舱(10)内的激光发射模块(18)和激光接收模块(19)、底部检测舱(11)开口处的前盖板磁控阀(12)和后盖板磁控阀(13)、底部检测舱(11)内的流量计分别与设备舱(6)内的单片机、电源相连接；由单片机对前盖板磁控阀(12)、防水电机(16)、后盖板磁控阀(13)、激光发射模块(18)进行驱动；由单片机接受、处理和储存激光接收模块(19)和流量计反馈的信号。2.根据权利要求1所述的多腔室的激光检测监测仪，其特征在于，左侧检测舱(9)开口处的后盖板磁控阀(13)与潜水泵相连，通过潜水泵提高左侧检测舱(9)的水流速度；与左侧检测舱(9)相邻的潜水泵与设备舱(6)内的单片机、电源相连接；右侧检测舱(10)开口处的后盖板磁控阀(13)与潜水泵相连，通过潜水泵提高右侧检测舱(10)的水流速度；与右侧检测舱(10)相邻的潜水泵与设备舱(6)内的单片机、电源相连接。3.根据权利要求1所述的多腔室的激光检测监测仪，其特征在于，左侧检测舱(9)的2个开口的开口方向位于同一条直线上，以提高进入左侧检测舱(9)内液体的流速；右侧检测舱(10)的2个开口的开口方向位于同一条直线上，以提高进入右侧检测舱(10)内液体的流速；底部检测舱(11)的2个开口的开口方向位于同一条直线上，以提高进入底部检测舱(11)内液体的流速。4.根据权利要求1所述的多腔室的激光检测监测仪，其特征在于，左侧检测舱(9)内激光发射模块(18)的功率是右侧检测舱(10)内激光发射模块(18)功率的2.0至5.倍；左侧检测舱(9)内激光接收模块(19)的规格型号与右侧检测舱(10)内激光接收模块(19)的规格型号相同；左侧检测舱(9)与右侧检测舱(10)不同时工作：左侧检测舱(9)内的激光发射模块(18)与激光接收模块(19)负责抽检和复检之用；右侧检测舱(10)内的激光发射模块(18)与激光接收模块(19)负责巡检和低功耗检测之用。5.根据权利要求1所述的多腔室的激光检测监测仪，其特征在于，左侧样品舱(7)处于常闭的状态；当右侧检测舱(10)检测到水质异常的时候，左侧样品舱(7)的开口打开，将检测到异常时的环境水体吸入左侧样品舱(7)内，并再次闭合开口，供人工或实验室复检之用。6.根据权利要求1所述的多腔室的激光检测监测仪，其特征在于，右侧样品舱(8)处于常闭的状态；当左侧检测舱(9)和右侧检测舱(10)均检测到水质异常的时候，右侧样品舱(8)的开口打开，将检测到异常时的环境水体吸入右侧样品舱(8)内，并再次闭合开口，供人工或实验室复检之用。7.根据权利要求1所述的多腔室的激光检测监测仪，其特征在于，在设备舱(6)与左侧样品舱(7)、设备舱(6)与右侧样品舱(8)、设备舱(6)与左侧检测舱(9)、设备舱(6)与右侧检测舱(10)、设备舱(6)与底部检测舱(11)之间均设有壳体通孔；导线经过壳体通孔，将设备舱(6)内设备与左侧样品舱(7)、右侧样品舱(8)、左侧检测舱(9)、右侧检测舱(10)、底部检测舱(11)内设备相互连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢锦宸，
申请(专利权)人：谢锦宸，
类型：发明
国别省市：安徽,34