一种基于放大电路的光学特性水质监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于放大电路的光学特性水质监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的数据监控终端，所述数据采集终端包含光谱辐射仪、水下光谱仪、水体吸收/衰减测量仪、水体后向散射测量仪、紫外可见分光光度计、模数转换电路、放大电路、控制器模块、数据传输模块、电源模块；所述数据监控终端包含存储器模块、显示模块、时钟模块、处理器模块、射频识别模块，本发明专利技术集多功能的各仪器设备检测于一体，一台仪器能检测多种参数，应用方便，有效的避免因各仪器设备数据的处理相互独立，难以实现数据之间的相互校核与关联，数据处理的效率低且易出错，无法满足大量实测光学数据的处理问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水质采集处理系统，尤其涉及一种基于放大电路的光学特性水质监控系统，属于水质检测领域。
技术介绍
养殖用水由于受到人类活动以及其它因素的影响，造成进入水体的物质超过了水体自净能力，导致水质恶化，影响到水体用途。其中主要的污染物有：重金属污染物，非金属无机有毒污染物，有毒有机物，耗氧有机物，酸、碱污染物，这些都会严重影响养殖业的发展。鉴于此，业界开发了多种水质检测设备，但是此类设备的综合检测能力往往不足，检测参数较为单一，且数据不利于传送。水质监测是水质评价与水污染防治的主要依据，随着水体污染问题的日渐严重，水质监测成为社会经济可持续发展必须解决的重大问题。因此，快捷准确的水质监测就显得尤为重要。遥感技术的出现和发展，给水质的监测评价提供了新的机遇与选择。水环境遥感是以遥感技术为依托，通过分析水体反射、吸收和散射太阳辐射能而形成的光谱特征与水质参数浓度之间的关系，建立水质参数反演算法实现的。利用卫星遥感信息进行大面积范围内水体重要污染物质的空间分布及动态的定量分析，能够在一定程度上弥补常规采样观测时空间隔大且费时费力的缺陷和困难，可以反映水质在空间和时间上的分布和变化情况，发现一些常规方法难以揭示的污染源和污染物迁移特征，具有监测范围广、速度快、成本低和便于进行长期动态监测的优势。因此，应用遥感技术进行水质机理研究，进而研究水资源的合理利用和保护，已引起各国的日益关注，成为当前国际、国内遥感界的研究热点和难点之一。目前，国内拥有该类仪器设备的科研院所、高等院校等也不断增加，如中国科学院遥感所、国家海洋研究所、南海海洋研究所、南京地理与湖泊研究所、武汉大学、华东师范大学、南京大学、盐城师范学院等多家单位都已拥有该类测量设备，但是，由于不同设备由不同厂家生产，其波谱分辨率、响应函数等都有很大差别，并且仪器直接测量的数据往往需要经过处理和转换之后才能作为具有光学意义的光谱存放入波谱数据库中。目前几乎没有专业、通用的软件系统来处理其实测数据。研究者通常使用仪器自带的软件对实测信号预处理转换成具有光学意义的光谱信号之后，结合如 SPSS、EXCEL 等数学统计软件进行数据处理。部分研究者出于自身需要，针对某一仪器数据、某一水质参数的算法等开发了只适用于某研究、甚至某个数据处理流程需要的功能模块，这些功能模块各自互不兼容，不成体系，多数只是将单个的模型算法计算机程序化。因此，各仪器设备数据的处理相互独立，难以实现数据之间的相互校核与关联，数据处理的效率低且易出错，无法满足大量实测光学数据的处理问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种基于放大电路的光学特性水质监控系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案一种基于放大电路的光学特性水质监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的数据监控终端，所述数据采集终端包含光谱辐射仪、水下光谱仪、水体吸收/衰减测量仪、水体后向散射测量仪、紫外可见分光光度计、模数转换电路、放大电路、控制器模块、数据传输模块、电源模块，所述光谱辐射仪、水下光谱仪、水体吸收/衰减测量仪、水体后向散射测量仪、紫外可见分光光度计分别依次通过模数转换电路、放大电路连接控制器模块，所述数据传输模块、电源模块分别连接在控制器模块相应端口上；所述数据监控终端包含存储器模块、显示模块、时钟模块、处理器模块、射频识别模块，所述存储器模块、显示模块、时钟模块、射频识别模块分别与处理器模块连接；所述放大电路包括LNA、功分器、第一滤波器、第二滤波器、第一放大器、第二放大器、合成器、第三放大器和第三滤波器，其中，LNA 的输出端连接功分器的输入端，而功分器的输出端分别连接第一、二滤波器的输入端，所述第一、二滤波器的输出端分别经由第一、二放大器连接合成器的输入端，该合成器的输出端经由第三放大器连接第三滤波器的输入端。作为本专利技术一种基于放大电路的光学特性水质监控系统的进一步优选方案，所述光谱辐射仪采用HydroRad高光谱辐射仪。作为本专利技术一种基于放大电路的光学特性水质监控系统的进一步优选方案，所述水下光谱仪采用RAMSES-ARC 水下光谱仪。作为本专利技术一种基于放大电路的光学特性水质监控系统的进一步优选方案，所述水体吸收/衰减测量仪采用AC-S水体光吸收-衰减测量仪。作为本专利技术一种基于放大电路的光学特性水质监控系统的进一步优选方案，所述水体后向散射测量仪采用HydroScat-6P水体后向散射测量仪。作为本专利技术一种基于放大电路的光学特性水质监控系统的进一步优选方案，所述紫外可见分光光度计采用1901系列紫外可见分光光度计。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术集多功能的各仪器设备检测于一体，一台仪器能检测多种参数，应用方便，二是方便测量信号的统一引出处理，三是提高了水质的分析精度，另外也大大提高了的性价比；有效的避免因各仪器设备数据的处理相互独立，难以实现数据之间的相互校核与关联，数据处理的效率低且易出错，无法满足大量实测光学数据的处理问题。2、本专利技术还设有时钟模块和数据存储模块，通过数据存储模块实时存储微控制器模块发送检测指令并处理水质的各项检测参数，通过时钟模块实时记录存储时间，有效地避免因仪器故障带来的数据丢失。附图说明图1是本专利技术结构框图；图2是本专利技术数据采集终端结构图；图3是本专利技术数据监控终端结构图；图4是本专利技术放大电路的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，一种基于放大电路的光学特性水质监控系统，包含数据采集终端以及与其连接的数据监控终端；如图2所示，所述数据采集终端包含光谱辐射仪、水下光谱仪、水体吸收/衰减测量仪、水体后向散射测量仪、紫外可见分光光度计、模数转换电路、放大电路、控制器模块、数据传输模块、电源模块，所述光谱辐射仪、水下光谱仪、水体吸收/衰减测量仪、水体后向散射测量仪、紫外可见分光光度计分别依次通过模数转换电路、放大电路连接控制器模块，所述数据传输模块、电源模块分别连接在控制器模块相应端口上；所述光谱辐射仪、水下光谱仪、水体吸收/衰减测量仪、水体后向散射测量仪、紫外可见分光光度计分别将采集的信息参数传输至控制器模块经过第一数据传输模块传输至数据处理终端；如图4所示，所述放大电路包括LNA、功分器、第一滤波器、第二滤波器、第一放大器、第二放大器、合成器、第三放大器和第三滤波器，其中，LNA 的输出端连接功分器的输入端，而功分器的输出端分别连接第一、二滤波器的输入端，所述第一、二滤波器的输出端分别经由第一、二放大器连接合成器的输入端，该合成器的输出端经由第三放大器连接第三滤波器的输入端。如图3所示，所述数据监控终端包含存储器模块、显示模块、时钟模块、处理器模块、射频识别模块，所述存储器模块、显示模块、时钟模块、射频识别模块分别与处理器模块连接。所述处理器模块用于将处理结果通过数据存储模块进行存储，时钟模块用于实时记录存储时间。所述数据采集终端与数据处理终端通过无线网络连接，所述光谱辐射仪采用HydroRad高光谱辐射仪，所述水下光谱仪采用RAMSES-ARC 水下光谱仪，所述水体吸收/衰减测量仪采用AC-S水体光吸收-衰减测量仪，所述水体后向散射测量仪采用Hy本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于放大电路的光学特性水质监控系统，其特征在于：包含数据采集终端以及与其连接的数据监控终端，所述数据采集终端包含光谱辐射仪、水下光谱仪、水体吸收/衰减测量仪、水体后向散射测量仪、紫外可见分光光度计、模数转换电路、放大电路、控制器模块、数据传输模块、电源模块，所述光谱辐射仪、水下光谱仪、水体吸收/衰减测量仪、水体后向散射测量仪、紫外可见分光光度计分别依次通过模数转换电路、放大电路连接控制器模块，所述数据传输模块、电源模块分别连接在控制器模块相应端口上；所述数据监控终端包含存储器模块、显示模块、时钟模块、处理器模块、射频识别模块，所述存储器模块、显示模块、时钟模块、射频识别模块分别与处理器模块连接；所述放大电路包括LNA、功分器、第一滤波器、第二滤波器、第一放大器、第二放大器、合成器、第三放大器和第三滤波器，其中，LNA 的输出端连接功分器的输入端，而功分器的输出端分别连接第一、二滤波器的输入端，所述第一、二滤波器的输出端分别经由第一、二放大器连接合成器的输入端，该合成器的输出端经由第三放大器连接第三滤波器的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种基于放大电路的光学特性水质监控系统，其特征在于：包含数据采集终端以及与其连接的数据监控终端，所述数据采集终端包含光谱辐射仪、水下光谱仪、水体吸收/衰减测量仪、水体后向散射测量仪、紫外可见分光光度计、模数转换电路、放大电路、控制器模块、数据传输模块、电源模块，所述光谱辐射仪、水下光谱仪、水体吸收/衰减测量仪、水体后向散射测量仪、紫外可见分光光度计分别依次通过模数转换电路、放大电路连接控制器模块，所述数据传输模块、电源模块分别连接在控制器模块相应端口上；所述数据监控终端包含存储器模块、显示模块、时钟模块、处理器模块、射频识别模块，所述存储器模块、显示模块、时钟模块、射频识别模块分别与处理器模块连接；所述放大电路包括LNA、功分器、第一滤波器、第二滤波器、第一放大器、第二放大器、合成器、第三放大器和第三滤波器，其中，LNA 的输出端连接功分器的输入端，而功分器的输出端分别连接第一、二滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓荣，俞娟，胡瑜，
申请(专利权)人：无锡昊瑜节能环保设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32