水环境野外综合采样分析仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种水环境理化参数和光谱信息的野外综合采样分析的仪器，其特征在于：包括以下实体模块：多水质参数分析仪、ＡＳＤ光谱仪及便携式ＰＣ机，以及以下功能模块：理化参数获取模块、光谱实时处理模块、电子录入模块、数据整理模块以及数据存储模块。通过本实用新型专利技术的应用，可大幅提高水环境野外采样的工作效率，有效降低人工参与带来的数据失真，提高数据采集效率、数据分析的实时性，保障采集数据的可靠性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到了电子、环境保护、遥感技术等领域，特别是一种水环境理化参数和 光谱信息的野外综合采样分析仪器，用于环境保护和遥感等
内的水环境野外采样的 理化参数和光谱信息的处理和记录。
技术介绍
我国水环境污染，尤其是内陆水体水环境污染，给经济建设和人民身体健康造成直接的损 害，已成为经济发展的重要制约因素，成为社会经济可持续发展必须解决的重大问题，因此， 迫切需要对水环境进行有效地综合治理。而综合治理中重要的数据来源于水质野外采样的分 析数据。近几年随着遥感技术在水环境治理中的广泛应用，水质野外采样工作内容不仅涉及 到了传统的水质理化参数，也包括水环境的光谱信息，二者的结合可以为针对水环境开展的 研究、监测和综合治理提供重要的数据基础。目前，我国现有水质野外采样工作中，往往集中于理化参数的采集与测量，这其中分为 两种方法传统方法首先要现场采集水样，保存至实验室进行参数分析；随着电子技术的发 展，国内外出现了一些野外用水质分析器，可以利用这些仪器在现场分析一些主要的水质理 化参数，如叶绿素a浓度、浊度、电导率等。水环境光谱测量使用的仪器是ASD野外光谱 仪，记录被测目标物的光谱信息。同时，利用纸质表格记录大量辅助信息，待内业进行光谱 数据处理时使用。光谱内业处理是经过完成光谱数据采集后，在实验室内对照记录的辅助信 息，通过比较挑选，具有较好信息的光谱数据，作为被测目标物的光谱特征。在目前现有方 法下进行水环境综合参数测量的工作，测量理化参数与光谱数据关联性不强，实时査看、浏 览分析功能不足等问题。针对以上问题和不足之处，结合水环境采样实际工作环境，如果能在水质参数野外分析 仪和ASD野外光谱仪基础之上，通过数据接口与便携式PC机进行整合，并利用理化参数获 取模块、光谱实时处理模块、电子录入模块、数据整理模块以及数据存储模块等功能模块， 实现水质主要理化参数、光谱信息及辅助数据的实时采集、查看与分析功能，并将采集数据 及时保存至小型数据库中，将会有效提高采样工作效率、数据真实性以及数据安全性。
技术实现思路
本技术针对现有方法流程中存在的问题和不足，提出针对水环境的野外综合采样分 析仪器，大幅提高了水环境野外采样的工作效率和实时性。本技术的设计构思为将现有的光谱采集仪、多水质参数分析仪、GPS模块，通过 数据接口与便携式计算机整合，配合理化参数获取模块、光谱实时处理模块、电子录入模块、 数据整理模块以及数据存储模块等功能模块，共同实现水环境野外采样综合数据的记录和分 析功能。本技术的技术方案如下一种水环境野外综合采样分析仪，其特征在于包括了以下实体模块多水质参数分析 仪、ASD光谱仪及便携式PC机，以及包括以下功能模块理化参数获取模块、光谱实时处 理模块、电子录入模块、数据整理模块以及数据存储模块。所述多水质参数分析仪是将多个主要水质参数分析探头整合于多水质参数分析平台之 上，使之能够实现多个主要水质参数的同时采集功能，并通过统一数据接口实现与便携式PC 机的数据传递。所述ASD光谱仪利用一束光纤进行光的采集，并将光投射到一个全息衍射光栅，分离和反射各个波长的能量，并分别被内置三个探测器单独测量，从而实现记录被测目标的光谱信息。ASD光谱仪通过RS-232串行数据接口实现与便携式PC机的数据连接。所述便携式PC机是理化参数获取模块、光谱实时处理模块、电子录入模块、数据整理模块以及数据存储模块等功能模块的载体，是实现水环境综合采样分析的中枢。它通过USB数据接口标准实现与多水质参数分析仪和ASD光谱仪的数据连接。所述实体模块涉及通讯接口包括RS-232串行数据接口和USB数据接口。本技术技术效果如下通过利用便携式PC终端整合多水质参数记录模块、光谱采集模块和定位导航模块，利 用理化参数获取模块、光谱实时处理模块、电子录入模块、数据整理模块以及数据存储模块 等功能模块，大大提高了水环境综合采样参数的数据关联性，增强了水质主要参数、光谱信 息及辅助数据的实时采集、査看与分析功能，并将采集数据及时保存至小型数据库中，从而 有效降低人工参与带来的数据失真，提高数据采集效率、数据分析的实时性，保障了采集数 据的安全。附图说明图1是实施本技术的模块结构图。 图2是实施本技术的硬件结构图。 附图中本领域通用的外文縮写解释如下Chla:叶绿素a。 PCY:蓝绿藻。SpC:电导率。PH:氢离子浓度指数。PC:个人电脑设备。CPU:中央处理器。RAM:随机存储器。RS-232:串行数据接口。 USB:通用串行总线。具体实施方式以下将结合附图(图l、图2)进一步对本技术进行详细介绍。 图l是实施本技术的模块结构图。本技术包括了多水质参数分析仪、ASD光谱 仪及便携式PC机等实体模块，以及理化参数获取模块、光谱实时处理模块、电子录入模块、数据整理模块以及数据存储模块等功能模块。所述多水质参数分析仪是将多个主要水质参数分析探头整合于多水质参数分析平台之上，使之能够实现多个主要水质参数的同时采集功能，并通过统一数据接口实现与便携式PC 机的数据传递。该多水质参数分析仪实现了叶绿素a浓度、蓝绿藻浓度、浊度、电导率、PH 值、温度、深度等主要水质理化参数的数据采集。所述ASD光谱仪利用一束光纤进行光的采集，并将光投射到一个全息衍射光栅，分离和 反射各个波长的能量，并分别被内置三个探测器单独测量，从而实现记录被测目标的光谱信 息。ASD光谱仪通过RS-232串行数据接口实现与便携式PC机的数据连接。所述便携式PC机是理化参数获取模块、光谱实时处理模块、电子录入模块、数据整理 模块以及数据存储模块等功能模块的载体，是实现水环境综合采样分析的中枢。它通过USB 数据接口标准实现与多水质参数分析仪和ASD光谱仪的数据连接。所述理化参数获取模块用于实现从多水质参数分析仪中获取水质理化参数的采样数据。所述光谱实时处理模块用于实现从ASD光谱仪中获取水体光谱数据，并实现水体光谱数 据的快速处理。所述电子录入模块通过定制电子表格，实现采样数据的电子录入功能，并完成电子采样 表格的生成功能。所述数据整理模块用于实现水环境综合采样数据的数据关联、数据浏览、数据简单分析 功能。所述数据存储模块用于实现水环境综合采样数据的快速入库和数据管理功能，提升采样 的安全性。所述实体模块涉及通讯接口包括RS-232串行数据接口和USB数据接口。图2是实施本技术的硬件结构图。实现本技术在硬件上包括了三大部分，即便 携式PC机部分、多水质参数分析仪部分和ASD光谱仪部分。所述便携式PC机部分是理化参数获取模块、光谱实时处理模块、电子录入模块、数据 整理模块以及数据存储模块等功能模块的载体，是实现水环境综合采样分析的中枢。所述便 携式PC机部分包括了主板、CPU、 RAM、硬盘、电池、键盘。显示器及数据接口等部分。 电子录入模块、数据整理模块等功能模块存储于硬盘上，使用时通过CPU指令将功能模块调 入RAM中；通过显示器，实现功能模块的显示；利用键盘操作，来完成功能模块的人机交 互；同时，通过数据接口实现与多水质参数分析仪、ASD光谱仪之间的数据通讯；由便携式 PC机部分内部电池保障该部分硬件的用电需求。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水环境野外综合采样分析仪，其特征在于：包括以下实体模块：多水质参数分析仪、ＡＳＤ光谱仪及便携式ＰＣ机，以及以下功能模块：理化参数获取模块、光谱实时处理模块、电子录入模块、数据整理模块以及数据存储模块；多水质参数分析仪通过统一数据接口实现与便携式ＰＣ机的数据传递，ＡＳＤ光谱仪通过ＲＳ－２３２串行数据接口实现与便携式ＰＣ机的数据连接，便携式ＰＣ机是理化参数获取模块、光谱实时处理模块、电子录入模块、数据整理模块以及数据存储模块等功能模块的载体，通过ＵＳＢ数据接口标准实现与多水质参数分析仪和ＡＳＤ光谱仪的数据连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王世新，周艺，王丽涛，阎福礼，王峰，
申请(专利权)人：中国科学院遥感应用研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]