水质检测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种水质检测系统，包括：取样装置、试剂添加装置、光电检测装置、主控装置，光电检测装置包括透明长方体容器、发光元件、正向受光元件、侧向受光元件和处理分析电路，利用光学检测方法实现了液体离子浓度和浊度的检测，检测方法简单、高效，实现了全自动化、可持续在线监测水质。

Water quality detection system

The utility model provides a water quality testing system, including sampling device, reagent adding device, photoelectric detection device and a main control device, photoelectric detection device comprises a transparent rectangular container, a light emitting element, positive light receiving element, light receiving element and lateral processing circuit, detecting liquid ion concentration and turbidity by optical detection method, the detection method is simple, efficient and sustainable water quality on-line monitoring, automatic.

【技术实现步骤摘要】
水质检测系统
本技术具体涉及一种水质检测系统。
技术介绍
随着人们对城市末端供水和饮用水的持续关注，对传统的自来水供水系统和净化水的水质提出了更多的量化指标要求。一般取得水浊度、硬度和余氯含量的结果需取水样送实验室通过光谱分析得到数据，周期长，费用高，无法实现及时性、信息化、网络化和民用实用化。特别是随着互联网+和物联网等现代技术的发展，在环境监测，城市供水系统、家庭饮用水和水净化都迫切需要一种可以持续在线监测水浊度、硬度和余氯的方法和设备，以提供城市供水系统各个末端水质数据结合GIS快速定位和预防城市供水危机、水净化系统效果对比及监测关键耗材的劣化跟踪及更换提醒，漏水报警等。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术提供的水质检测系统，利用光学检测方法实现了液体离子浓度和浊度的检测、检测方法简单、高效，实现了全自动化、可持续在线监测水质。本技术提供了一种水质检测系统，包括：取样装置、试剂添加装置、光电检测装置、主控装置；所述取样装置包括进水口和出水口，所述出水口处设有取样电磁阀；所述试剂添加装置包括试剂添加口、试剂出口，所述试剂出口处设有试剂电磁阀；所述光电检测装置包括透明长方体容器、发光元件、正向受光元件、侧向受光元件和处理分析电路，所述透明长方体容器的顶部设有进样口和试剂投放口，所述出水口与所述进样口连接，所述试剂出口与所述试剂投放口连接，所述透明长方体容器的底部设有废水口，所述废水口设有废水电磁阀，所述发光元件的发光方向垂直于所述透明长方体容器的第一侧面，所述正向受光元件的光敏面平行于所述透明长方体容器的第二侧面，所述侧向受光元件的光敏面平行于所述透明长方体容器的第三侧面，所述第一侧面与所述第二侧面相对，所述处理分析电路分别与所述正向受光元件、所述侧向受光元件的信号输出端连接，所述处理分析电路用于根据所述正向受光元件、所述侧向受光元件的输出信号得到水质数据；所述主控装置与所述取样装置、所述试剂添加装置、所述光电检测装置连接，所述主控装置用于根据预设的程序或用户的操作控制所述取样装置、所述试剂添加装置、所述光电检测装置。优选地，所述透明长方体容器的材料为高透光玻璃。优选地，所述透明长方体容器外壁或内壁上设有吸光层。优选地，所述发光元件为LED光源。优选地，所述光电检测装置还包括整流稳压电路，所述整流稳压电路与所述发光元件连接。优选地，所述发光元件还包括弧形聚光结构。优选地，所述正向受光元件和所述侧向受光元件的前端还分别设有接收镜，所述接收镜用于会聚接收到的光。优选地，主控装置用于根据试剂投放量控制试剂电磁阀的打开的时间。优选地，其特征在于，还包括通讯装置，所述通讯装置与所述光电检测装置连接，所述通讯装置用于将水质数据上传至云平台。本技术实施例提供的水质检测方法及系统，能够全自动化、可持续在线监测水质，并能够对多种水质参数(如浊度、硬度和余氯等)等进行测量，检测方式简单高效，设备体积小巧，便于安装，系统通过与互联网连接，实现了检测数据的及时上传、统计分析、反馈，方便用户能及时查看各地的水质。附图说明图1为本技术实施例提供的离子浓度检测原理图；图2为本技术实施例提供的液体浊度检测原理图；图3为本技术实施例提供的水质检测系统的结构示意图；图4为本技术实施例提供的光电检测装置的俯视图。附图标记：1-取样装置；11-进水口；12-出水口；13-取样电磁阀；2-试剂添加装置；20-包括试剂管；21-试剂添加口；22-试剂出口；23-试剂电磁阀；3-光电检测装置；31-透明长方体容器；32-发光元件；33-正向受光元件；34-侧向受光元件；35-进样口；36-试剂投放口；37-废水口；38-废水电磁阀。具体实施方式下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。首先本实施例提供的水质检测系统的测试原理方法包括以下三个步骤：步骤一，位于待测水样一侧的发光元件发出的入射光射入待测水样，位于待测水样另一侧的正向受光元件接收经过待测水样后的透射光，若正向受光元件的输出信号大于检测阈值，则根据正向受光元件的输出信号得到正向标定光强，否则更换待测水样重新测量。其中，当待测水样太脏时，不利于后续浊度和离子浓度的测量，因此先进行透明度测量，保证待测水样的水质满足检测的要求。步骤二，位于待测水样侧面的侧向受光元件接收待测水样散射的散射光，根据侧向受光元件的输出信号得到散射光光强，同时根据正向受光元件的输出信号得到透射光光强，根据待测水样的散射光光强与待测水样的透射光光强计算得到待测水样的水样浊度。步骤三，向待测水样中添加试剂，待试剂与待测水样充分混合后，得到混合溶液，发光元件发出的入射光射入混合溶液，正向受光元件接收经过混合溶液后的透射光，根据正向受光元件的输出信号得到混合溶液的透射光光强，根据混合溶液的透射光光强、正向标定光强和入射光光强计算得到待测水样的离子浓度。其中，入射光光强可以根据实际发光元件的型号参数和发光元件的当前工作状态等得到。如果在实际检测时不需要检测水样浊度，也可以省略步骤二；同样，如果不需要测量离子浓度，可省略步骤三。上述方法检测液体中的离子浓度的原理为：不同的离子和特定试剂混合后，因离子浓度的不同，混合液体会呈现不同的颜色深度，溶液呈现颜色是因为溶液选择性地吸收了某种颜色的光而引起的，如表1给出了溶液颜色和其吸收光的颜色及波长。如图1所示，用与混合液体的颜色互补的光源照射混合溶液，混合溶液中某种离子的含量越高，混合溶液的颜色越深，可穿透的互补光线越低，对穿透混合溶液后的透射光光强进行检测，根据溶液颜色深度和单色光吸收量线性关系的原理，得到混合溶液的透射光强与步骤一中的待测水样的正向标定光强的差值，计算出相对的离子含量的量化指标，作为水样中该离子含量的量化指标。选用不同颜色的发光元件和不同种类的试剂，本技术提供的水质检测方法可广泛用于其它离子浓度的测量。表1如图2所示，上述方法检测液体的浑浊度的原理为：利用光线在浑浊水样中会发生散射，通过检测待测水样的散射光光强和透射光光强的比值，测算出液体浊度的量化参数。考虑到二次散射所引起的光强增强和浊液吸收所引起的光强衰减大体持平，其散射光在90度方向的总散射光强ISS可有以下等式：ISS≈K2I0TΔx其中，K2为散射系数，T为浊度，Δx为测量光程长，I0为透射光光强；由以上等式可知，低浊度情况下，散射光强与浊度成正比。本技术实施例提供的水质检测方法，利用不同离子和特定试剂混合后因离子浓度的不同呈现不同的颜色深度的混合溶液，检测通过混合溶液的光的衰减程度检测液体中的某种离子浓度，通过散射光和透射光的比值得到液体的浊度，测试装置无需与待测水样接触，检测方法安全、简单、高效，可广泛用于多种离子浓度的测量。为了更好地实现的上述水质检测方法，本技术实施例提供的水质检测系统，如图3所示，包括：取样装置1、试剂添加装置2、光电检测装置3、主控装置(图1中未示出)。取样装置1包括进水口11和出水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水质检测系统，其特征在于，包括：取样装置、试剂添加装置、光电检测装置、主控装置；所述取样装置包括进水口和出水口，所述出水口处设有取样电磁阀；所述试剂添加装置包括试剂添加口、试剂出口，所述试剂出口处设有试剂电磁阀；所述光电检测装置包括透明长方体容器、发光元件、正向受光元件、侧向受光元件和处理分析电路，所述透明长方体容器的顶部设有进样口和试剂投放口，所述出水口与所述进样口连接，所述试剂出口与所述试剂投放口连接，所述透明长方体容器的底部设有废水口，所述废水口设有废水电磁阀，所述发光元件的发光方向垂直于所述透明长方体容器的第一侧面，所述正向受光元件的光敏面平行于所述透明长方体容器的第二侧面，所述侧向受光元件的光敏面平行于所述透明长方体容器的第三侧面，所述第一侧面与所述第二侧面相对，所述处理分析电路分别与所述正向受光元件、所述侧向受光元件的信号输出端连接，所述处理分析电路用于根据所述正向受光元件、所述侧向受光元件的输出信号得到水质数据；所述主控装置与所述取样装置、所述试剂添加装置、所述光电检测装置连接，所述主控装置用于根据预设的程序或用户的操作控制所述取样装置、所述试剂添加装置、所述光电检测装置。...

【技术特征摘要】
1.一种水质检测系统，其特征在于，包括：取样装置、试剂添加装置、光电检测装置、主控装置；所述取样装置包括进水口和出水口，所述出水口处设有取样电磁阀；所述试剂添加装置包括试剂添加口、试剂出口，所述试剂出口处设有试剂电磁阀；所述光电检测装置包括透明长方体容器、发光元件、正向受光元件、侧向受光元件和处理分析电路，所述透明长方体容器的顶部设有进样口和试剂投放口，所述出水口与所述进样口连接，所述试剂出口与所述试剂投放口连接，所述透明长方体容器的底部设有废水口，所述废水口设有废水电磁阀，所述发光元件的发光方向垂直于所述透明长方体容器的第一侧面，所述正向受光元件的光敏面平行于所述透明长方体容器的第二侧面，所述侧向受光元件的光敏面平行于所述透明长方体容器的第三侧面，所述第一侧面与所述第二侧面相对，所述处理分析电路分别与所述正向受光元件、所述侧向受光元件的信号输出端连接，所述处理分析电路用于根据所述正向受光元件、所述侧向受光元件的输出信号得到水质数据；所述主控装置与所述取样装置、所述试剂添加装置、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀超，李昊霖，
申请(专利权)人：李秀超，李昊霖，
类型：新型
国别省市：广东,44