一种水中有机物检测装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水中有机物检测装置及其方法，包括以下步骤：包括主壳，所述主壳的前端面开设有凹槽，所述凹槽底部和侧壁均开设有出光孔，所述凹槽的另一侧壁开设有入光孔；所述凹槽内放置透光杯；所述主壳两侧分别设有发光二极管及感光元件；所述主壳底部设有紫外灯；所述主壳底部和两侧分别设有印刷电路板；所述发光二极管连接于所述印刷电路板上；所述感光元件连接于所述印刷电路板上；所述紫外灯连接于所述印刷电路板上，本发明专利技术能够对水质有机污染物的化学需氧量和单位紫外吸光度进行检测，同时能检测细菌活性以及能判断滤芯的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种水中有机物检测装置及其方法
本专利技术涉及滤水设备
，具体是一种水中有机物检测装置及其方法。
技术介绍
在自来水的生产和使用中，为了保证管道长距离输送过程中不滋生细菌，水厂人为的在水中加入余氯用来杀菌和消毒。在自来水的国家标准中，如我国规定水龙头末端的自来水中余氯的含量不低于0.05mg/L，自来水中必须保持一定量的余氯，以确保饮用水的微生物指标安全，也就是防止自来水出厂后可能导致“二次污染”。但是另一方面，自来水中存在水厂无法完全去除的小分子有机污染物，当氯和有机物反应，就会产生许多致癌的副产品，比如三卤甲烷等。超过一定量的氯，本身也会对人体产生许多危害，且带有难闻的气味，俗称“漂白粉味”。对于有机物和余氯的去除可以采用不同性质和功能的过滤材料解决。市面上也存在很多具有水质过滤功能的滤水壶，有些滤水壶采用定时器来大致预测滤芯寿命，但是所有类似的水壶都没有有效解决以下问题：1.向消费者传达真实有效的过滤水水质信息2.滤芯的准确更换时间，以保证过滤水水质的合格3.长期放置情况下水壶内壁和过滤水中滋生细菌问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水中有机物检测装置及其方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种水中有机物检测装置，包括主壳，所述主壳的前端面开设有凹槽，所述凹槽底部和侧壁均开设有出光孔，所述凹槽的另一侧壁开设有入光孔；所述凹槽内放置透光杯；所述主壳两侧分别设有发光二极管及感光元件；所述主壳底部设有紫外灯；所述主壳底部和两侧分别设有印刷电路板；所述发光二极管连接于所述印刷电路板上；所述感光元件连接于所述印刷电路板上；所述紫外灯连接于所述印刷电路板上。一种水中有机物检测装置，所述印刷电路板上的发光二极管发射的光线依次透过透光杯、被检测水样、透光杯后由感光元件接收。发光二极管优选的方案为234nm-274nm波长紫外发光二极管，感光元件优选的方案为紫外日盲探测器，紫外灯优选的方案为260nm-300nm紫外发光二极管该装置可以安装在滤水壶、净水器、自来水管等储水容器中一种水中有机物检测装置的方法，包括以下步骤：检测水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量；对水样的有机物进行杀菌处理；再次检测水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量从而判断水样中细菌活性；根据再次检测水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量和滤芯的预设阀值进行比较判断滤芯的寿命。作为本专利技术进一步的方案：所述检测水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量具体为：建立以UV254和FL280为变量的二元线性回归方程：k1·UV254+k2·FL280＝COD；其中：UV254指的是水中有机物在254nm波长紫外光下的吸光度，FL280指的是280nm单色光源以一定形式点亮后日盲探测器获得的总荧光信号，COD指的是水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量。作为本专利技术进一步的方案：所述UV254的计算公式为：UV254＝D[A/b]，其中：b指的是当前检测器的光程(即石英管的直径)；A值的是实测吸光度；D指的是稀释因子，此处等于1。作为本专利技术进一步的方案：所述A的计算公式为A＝logI0/I，其中，I0为采集到的纯净水的透射光强信号，也称为背景光强，背景光强在零点校准过程中获得；I为当前检测水样的透射光强信号。作为本专利技术进一步的方案：所述透射光强信号的获取具体为：点亮发光二极管；同步采集50-100个脉冲周期的探测器输出数据，得到原始数据集；对原始数据集进行排序，去掉前三位最大数据，去掉末三位最小数据，其余数据取平均值，得到当前的光强信号I。作为本专利技术进一步的方案：所述背景光强在零点校准过程中获得具体为：加入纯净水；长按检测按键5秒钟，出发系统自动复位程序；复位成功，零点校准完成，从而获得背景光强。作为本专利技术进一步的方案：所述FL280获得的具体步骤为：点亮紫外灯；同步采集50-100个脉冲周期的日盲探测器输出数据，得到原始数据集；对原始数据集进行排序，去掉前三位最大数据，去掉末三位最小数据，其余数据取平均值，得到当前的光强信号，当前的光强信号减去零点信号，即FL280。作为本专利技术进一步的方案：所述判断滤芯的寿命具体为：检测化学需氧量COD值，每次检测时，自动记录当前的COD值，在下一次检测时用新的COD值减去之前的COD值，获得第一差值，同时用新的COD值替换之前的COD值；再次检测时又获得第二差值，第一差值与第二差值求和，获得新的数值，新的数值参与后续的差值求和，得到求和值，如此更新；最后这个求和值与设定的阈值比较，超出滤芯阈值则滤芯寿命到期。作为本专利技术进一步的方案：所述判断水样中细菌活性具体为：再次检测水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量减去前一次检测水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量得到差值，如果差值为负数，则说明水样中存在细菌，如果差值为零，则说明水样中不存在活体细菌。作为本专利技术进一步的方案：所述K1和K2的获得采用以下方法：我们采集自来水样品共计至少100份，100份自来水采用标准方法测量，获得100个COD含量值，记为标准向量CODST；分别采用本专利技术的装置测量100份水样的UV254和FL280；100份样品由此获得种二元一次方程组，分别求解获得4950种K1和K2的组合；把每种K1和K2组合分别代入公式，计算COD。每种K1和K2组合获得100个测量的COD含量值，得到一组向量(含有100个元素)，记为CODT1；重复以上步骤得到总计4950个CODT,即CODT1--CODT4950；分别计算CODT1--CODT4950与CODST的欧式距离；选择欧式距离中的最小值，确定对应的K1和K2，即为最终的K1和K2。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术能够检测对有机物中的化学需氧量和单位吸光度进行检测，同时能检测细菌以及能判断滤芯的寿命。附图说明图1为一种水中有机物检测装置的爆炸图；图2为一种水中有机物检测装置的正面内部结构示意图；图3为一种水中有机物检测装置的立体图；图4为一种水中有机物检测装置的方法的流程示意图；图5为一种水中有机物检测装置的方法中获取透射光强信号的流程示意图；图6为一种水中有机物检测装置的方法中获得荧光信号的流程示意图；图7为一种水中有机物检测装置的方法中零点校准透射光强获得流程示意图；图8为一种水中有机物检测装置的方法中零点校准荧光光强获得流程示意图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-8，本专利技术实施例中，一种水中有机物检测装置，包括主壳1，主壳1的前端面开设有凹槽，凹槽底部和侧壁均开设有出光孔，凹槽的另一侧壁开设有入光孔；凹槽内放置透光杯2；主壳1两侧分别设有发光二极管6及感光元件7；主壳1底部设有紫外灯8；主壳1底部和两侧分别设有印刷电路板3；发光二极管6连接于印刷电路板3上；感光元件7连接于印刷电路板4上；紫外灯8连接于印刷电路板5上。印刷电路板3上的发光二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水中有机物检测装置，其特征在于：包括主壳(1)，所述主壳(1)的前端面开设有凹槽，所述凹槽底部和侧壁均开设有出光孔，所述凹槽的另一侧壁开设有入光孔；所述凹槽内放置透光杯(2)；所述主壳(1)两侧分别设有发光二极管(6)及感光元件(7)；所述主壳(1)底部设有紫外灯(8)；所述主壳(1)底部和两侧分别设有印刷电路板(3)；所述发光二极管(6)连接于所述印刷电路板(3)上；所述感光元件(7)连接于所述印刷电路板(4)上；所述紫外灯(8)连接于所述印刷电路板(5)上。

【技术特征摘要】
1.一种水中有机物检测装置，其特征在于：包括主壳(1)，所述主壳(1)的前端面开设有凹槽，所述凹槽底部和侧壁均开设有出光孔，所述凹槽的另一侧壁开设有入光孔；所述凹槽内放置透光杯(2)；所述主壳(1)两侧分别设有发光二极管(6)及感光元件(7)；所述主壳(1)底部设有紫外灯(8)；所述主壳(1)底部和两侧分别设有印刷电路板(3)；所述发光二极管(6)连接于所述印刷电路板(3)上；所述感光元件(7)连接于所述印刷电路板(4)上；所述紫外灯(8)连接于所述印刷电路板(5)上。2.根据权利要求1所述的一种水中有机物检测装置，其特征在于，所述印刷电路板(3)上的发光二极管(6)发射的光线依次透过透光杯(2)、被检测水样、透光杯(2)后由感光元件(7)接收。3.一种如权利要求1-2任一项所述的水中有机物检测装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：检测水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量；对过滤的水样进行杀菌处理；再次检测水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量从而判断水样中细菌活性；根据再次检测水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量和滤芯的预设阀值进行比较判断滤芯的寿命。4.根据权利要求3所述的一种水中有机物检测装置的方法，其特征在于，所述检测水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量具体为：建立以UV254和FL280为变量的二元线性回归方程：k1·UV254+k2·FL280＝COD；其中：UV254指的是水中有机物在254nm波长紫外光下的吸光度，FL280指的是280nm单色光源以一定形式点亮后日盲探测器获得的总荧光信号，COD指的是水样中有机物被强氧化剂氧化时的消耗氧量。5.根据权利要求4所述的一种水中有机物检测装置的方法，其特征在于，所述UV254的计算公式为：UV254＝D[A/b]，其中：b指的是当前检测器的光程；A值的是实测吸光度；D指的是稀释因子，此处等于1。6.根据权利要求5所述的一种水中有机物检测装置的方法，其特征在于，所述A的计算公式为A＝logI0/I，其中，I0为采集到的纯净水的透射光强信号，也称为背景光强，背景光强在零点校准过程中获得；I为当前检测水样的透射光强信号。7.根据权利要求6所述的一种水中有机物检测装置的方法，其特征在于，所述透射光强信号的获取具体为：点亮发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德群，
申请(专利权)人：德阳市德川睿智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51