一种在线式同时检测低浊和高浊的方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种在线式同时检测低浊和高浊的方法与系统，包含检测池单元、光学系统单元、软件计算处理数据单元。光学单元包含两个测试通道，一个测试通道用来进行散射测试，一个测试通道用来进行透射测试，两个测试通道包含一个发光元件，两个感光元件，光学系统单元内发光元件与散射感光元件在电路板上以非直线角度进行安装，透射感光元件安装在发光元件的直线对面位置，分别用来进行散射和透射测试；当光学单元对水样进行测试时，会同时对水样进行散射测试和透射测试；设置散射信号阈值，光强度阈值，多级散射电流，多级透射电流，散射、透射电流切换对水样浊度进行测试。本发明专利技术可以优化我国水体环境浊度监测的实际需求。

A method and system for on-line simultaneous detection of low and high turbidity

【技术实现步骤摘要】
一种在线式同时检测低浊和高浊的方法与系统
本专利技术涉及领域检测领域，尤其涉及一种在线式同时检测低浊和高浊的方法与系统。
技术介绍
浊度不仅仅是表征水质最重要的物理外观指标，还意味着水中含有各种有毒有害物质的含量，所以精确测量水中的浊度至关重要。水作为生命之源直接关系到人的健康状况与工业生产质量，但水质的监测并非易事，在实际监测过程中衡量水质的指标非常多，而浊度正是衡量水质状况的重要指标之一，自来水厂从污染较少的地方远距离引水，虽然水质有所改善，但提高了制水成本，而且随着季节(潮汐河流)和气相不同，即使同一水源地的水也会有很大的浊度差别，为了使引进的水源水符合国家要求，必须对进水质进行严格的检测；自来水公司将未经处理的大量滤池反冲洗废水和沉淀池排泥水直接排入江河，不仅导致航道淤积，还对水体环境造成一定程度的负面影响，所以必须对污水进行处理再进行排放；前面所讲述的这两种情况下均需要投入大量的人力物力对水质浊度进行严格的检测。常用浊度测定方法有分光光度法、目视比浊法、浊度计法。目视法控制水样浊度，误差较大。目前，浊度的测量均以光学方法为基础，测量比较复杂，浊度不仅与悬浮物有关，还与水中杂质的成分，颗粒大小及水的色度有关。透射光式浊度仪的原理简单，仪器设计也比较简单，采用透射式测量可以获得更大的浊度范围，但容易受水样本体颜色影响准确性，适用高浊水样的测量，但是测试低浊度水样时，由于大部分光直接透射了，微小的浊度变化是相当小的，误差会比较大；散射式浊度仪适用于浊度比较低的水样，散射光强度与水样浊度成正比。所以目前有关浊度的测量都存在信号的稳定性差，有效性及精确度低，量程小，误差大，稳定性低的现象，使得测量变得十分困难，实际应用中无法达到工程上的需要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的本专利技术提供一种在线式的可以同时监测低浊和高浊的方法与系统，综合散射和透射的优点，利用硬件结构设计和特性结合软件方法，只用一个红外灯可以实现1-10000NTU的全量程范围测量，该装置结构简单，与客户控制器连接后，以4-20MA电流信号输出，使用简单、灵敏度准确度高，根据实际水样，自动切换测试通道。2、本专利技术所采用的技术方案本专利技术公开了一种在线式同时检测低浊和高浊的系统，包含检测池单元、光学系统单元、软件计算处理数据单元。光学单元包含两个测试通道，一个测试通道用来进行散射测试，一个测试通道用来进行透射测试，两个测试通道包含一个发光元件，两个感光元件，发光元件与散射感光元件在电路板上以非直线角度进行安装，透射感光元件安装在发光元件的直线对面位置，分别用来进行散射和透射测试；当光学单元对水样进行测试时，会同时对水样进行散射测试和透射测试；设置散射信号阈值m1，光强度阈值q，软件系统对光学单元测试的散射与透射信号进行读取，分别采用散射电流和透射电流切换，对水样浊度进行测试。更进一步，光学单元壳体为空腔圆柱体，内部安装光学系统结构，发光元件和透射感光元件在同一对角线上，散射感光元件以非直线角度对应发光元件和透射感光元件。更进一步，所述的散射电流为两级，透射电流也为两级。本专利技术公开了一种在线式同时检测低浊和高浊的方法，按照如下步骤进行测试:设置散射信号阈值m1，透过光强q，Ki,bi为线性拟合系数，具体测试步骤如下：步骤1、用散射电流一测试水样散射信号，如果散射信号小于m1，则用散射电流一代入Y1＝K1X1+b1计算，X1由散射电流一下的S溶液信号/Sdi信号得出，Sdi信号为出厂内置的散射信号，S溶液信号为散射电流一条件下测出的散射信号，Y1为浊度浓度，反之跳转至步骤2；步骤2、启动散射电流自调节功能调整该水样散射信号，散射信号小于等于m1时，得到新的散射电流二，用散射电流二代入Y3＝K3X3+b3计算出散射电流二下的DI的散射信号，发光元件的驱动电流与发光强度是呈正比的，X3为自调节后的散射电流二，Y3为散射电流二下的DI散射信号S'di信号；同时带入关系式Y1＝K1X1+b1计算浊度，其中X1为散射电流二下S'溶液信号/S'di信号，S'di信号为Y3＝K3X3+b3计算出的散射信号，S'溶液信号为散射电流二条件下测出的散射信号；反之则跳转至步骤3；步骤3、采用透射电流三测透射信号，如果透过信号大于q时，用透射电流三测试水样的透过光强，用透射电流三计算出来的吸光度X2带入关系式Y2＝K2X2+b2计算浊度，X2由透射电流三下的-log(T溶液信号/Tdi信号)得出，Tdi信号信号为出厂内置的透射信号参数,T溶液信号是当前透射电流三条件下测得的透射信号参数，Y2为浊度浓度；反之则跳转至步骤4；步骤4、启动透射电流自调节功能调整该水样透射光强，如果透过光强大于q，得到新的透射电流四，则用新透射电流四代入Y4＝K4X4+b4计算出透射电流四下的DI的透过光强T'di信号X4为透射电流四的值，Y4为T'di信号，T'溶液信号是当，前透射电流四条件下测得的透射信号参数，发光元件的驱动电流与发光强度是呈正比的；可以通过-log(T'溶液信号/T'di信号)得出透射电流四下水样的吸光度，代入关系式Y2＝K2X2+b2计算浊度；如果透过光强小于q，则超量程报警。3、本专利技术所采用的有益效果(1)本专利技术基于散射法和透射法的技术，通过唯一光源进行两通道多电流散射透射测量，判断选择合适的测量通道和测试方法，利用光学结构和硬件特性，找出光学元件与散射和透射信号之间的关系，开发出一种可以同时检测低浊和高浊的方法与系统，在该装置上实现1NTU到10000NTU的浊度浓度范围的自动切换测定，该装置性能稳定、灵敏度高，低端采用多电流散射信号计算，高端采用多电流透射信号计算，准确度均可以控制在±5％以内。通过与客户控制器连接，实时在线传输数据，解决了需要人工24小时检测的困境，亦解决了单台仪器测量范围小的局面。此可用于多个行业的水质浊度监测，更能优化我国水体环境浊度监测的实际需求。(2)本专利技术通过透射进行大范围的选定，散射进行精度选定，所以采用多级透射电流和散射电流，实现本专利技术的测试精度。附图说明图1为该装置的光学单元的剖面图；图2为该装置的光学单元的剖面图；图3为y＝0.997x+0.68，R2＝0.999的真值与实测值的线性关系图；图4为y＝0.985x-1.543，R2＝0.998的真值与实测值的线性关系图；图5为y＝1.044x-37.44，R2＝0.998的真值与实测值的线性关系图；图6为y＝0.965x+270.3，R2＝0.999的真值与实测值的线性关系图。具体实施方式下面结合本专利技术实例中的附图，对本专利技术实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。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面将结合附图对本专利技术实例作进一步地详细描述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在线式同时检测低浊和高浊的系统，其特征在于：包含检测池单元、光学系统单元、软件计算处理数据单元；光学单元包含两个测试通道，一个测试通道用来进行散射测试，一个测试通道用来进行透射测试，两个测试通道包含一个发光元件，两个感光元件，光学系统单元内发光元件与散射感光元件在电路板上以非直线角度进行安装，透射感光元件安装在发光元件的直线对面位置，分别用来进行散射和透射测试；当光学单元对水样进行测试时，会同时对水样进行散射测试和透射测试；设置散射信号阈值m

【技术特征摘要】
1.一种在线式同时检测低浊和高浊的系统，其特征在于：包含检测池单元、光学系统单元、软件计算处理数据单元；光学单元包含两个测试通道，一个测试通道用来进行散射测试，一个测试通道用来进行透射测试，两个测试通道包含一个发光元件，两个感光元件，光学系统单元内发光元件与散射感光元件在电路板上以非直线角度进行安装，透射感光元件安装在发光元件的直线对面位置，分别用来进行散射和透射测试；当光学单元对水样进行测试时，会同时对水样进行散射测试和透射测试；设置散射信号阈值m1，透过光强q，软件系统对光学单元测试的散射与透射信号进行读取，分别采用散射电流和透射电流切换，对水样浊度进行测试。


2.根据权利要求1所述的在线式同时检测低浊和高浊的系统，其特征在于：光学单元壳体为空腔圆柱体，内部安装光学系统结构，发光元件和透射感光元件在同一对角线上，散射感光元件以非直线角度对应发光元件和透射感光元件。


3.根据权利要求1所述的在线式同时检测低浊和高浊的系统，其特征在于：所述的散射电流为两级，透射电流也为两级。


4.一种在线式同时检测低浊和高浊的方法，其特征在于使用如权利要求1、2、3任一系统进行测试:
设置散射信号阈值m1，透过光强q，Ki,bi为线性拟合系数，具体测试步骤如下：
步骤1、用散射电流一测试水样散射信号，如果散射信号小于m1，则用散射电流一代入Y1＝K1X1+b1计算，X1由散射电流一下的S溶液信号/Sdi信号得出，Sdi信号为出厂内置的散射信号，S溶液信号为散射电流一条件下测出的散射信...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琳，刘瑞杰，肖才斌，顾毅康，
申请(专利权)人：常州罗盘星检测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32