一种非接触式水体浊度测量装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种非接触式水体浊度测量装置与方法，以解决采用化学试剂存在二次污染且高温环境下准确度降低，而电流凝结法应用场景不灵活，时效性差且对电源保障要求高的技术问题。该装置中支撑单元包括支撑架及遮光罩；原液缓冲检测池具有上端面和下端面相通的腔体，腔体的上端面面积大于下端面面积；测量单元用于测量原液缓冲检测池上端的水体反射光信号；控制单元用于控制测量单元并进行测量结果的采集。该方法为：注入待测水体；调节入水口控制阀和出水口控制阀使进水量和出水量平衡；调节光源发射组件与光电探测组件；测得电信号结果并进行运算分析，得水体的浊度结果。得水体的浊度结果。得水体的浊度结果。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式水体浊度测量装置与方法


[0001]本专利技术涉及水体浊度测量装置，具体涉及一种非接触式水体浊度测量装置与方法。

技术介绍

[0002]随着水体污染及地下水资源匮乏的日趋严重，越来越多的地区采用地表湖库水作为饮用水源。而浊度作为生活饮用水卫生标准基本指标之一，低于1NTU的水有利于防止致病微生物(病菌、病毒、致病原生动物)的传染，因此，保障供水安全的措施之一就是降低水的浊度。
[0003]目前，水质浊度的检测方法主要有以下几种方式：1、基于化学试剂的复合型净水剂浊度检测法，该方法通过向待测水体中投入复合净水剂进行原水杂质的预处理，形成凝絮，以此达到检测的目的。然而该方法存在化学试剂造成的水体二次污染问题，且在高温环境下准确度降低。2、电流凝结法：该方法利用电流使水体中颗粒物凝结成絮状物，在此基础上进行水体浊度的检测和处理工作。电流凝结法可避免出现化学药品对环境的二次污染，然而应用场景不灵活，大多只能在实验室等环境进行检测，时效性差，且对电力保障要求高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中基于化学试剂的复合型净水剂浊度检测法，存在化学试剂的二次污染且高温环境下准确度降低，而电流凝结法应用场景不灵活，时效性差且对电力保障要求高的技术问题，提出一种非接触式水体浊度测量装置与方法。
[0005]本专利技术提供的技术方案为：
[0006]一种非接触式水体浊度测量装置，其特殊之处在于：包括支撑单元、原液缓冲检测池、测量单元及控制单元；
[0007]所述支撑单元包括支撑架及设置在支撑架上的遮光罩；
[0008]所述遮光罩的下表面设置有排水孔；
[0009]所述原液缓冲检测池为上端面和下端面开口的中空腔体，所述腔体的上端面面积大于下端面面积，上端面为水平端面，下端面设置有入水口控制阀；所述原液缓冲检测池与支撑架固定连接；
[0010]所述原液缓冲检测池侧面靠近上端设置有出水口，所述出水口设置有出水口控制阀；
[0011]所述测量单元包括光源发射组件和光电探测组件，所述光源发射组件和光电探测组件设置在遮光罩内且位于原液缓冲检测池的上方；所述光源发射组件用于向原液缓冲检测池液面发射检测光；光电探测组件用于接收原液缓冲检测池液面反射的检测光光线；
[0012]所述控制单元用于控制测量单元并进行测量结果的采集。
[0013]进一步地，所述原液缓冲检测池为自下而上截面面积逐渐增大的矩形筒体，且腔
体的其中两个相对侧面同向倾斜，所述出水口与原液缓冲检测池上端面的垂直距离为5mm～10mm。
[0014]进一步地，所述原液缓冲检测池为自下而上截面面积逐渐增大的圆锥形筒体，且原液缓冲检测池的中心轴线向一侧倾斜，所述出水口与原液缓冲检测池上端面的垂直距离为5mm～10mm。
[0015]进一步地，所述原液缓冲检测池的侧面还具有测试口，测试口设置有测试口控制阀。
[0016]测试口用于定期采集水体样本并用国家标准浊度检测法进行测量，基于测量结果对非接触式水体浊度测量装置进行标定。
[0017]进一步地，所述光源发射组件包括连续谱光源或者单谱段激光光源，以及与连续谱光源或者单谱段激光光源相连接的出射镜组；所述光电探测组件包括光谱分析仪或者单元探测器，以及与光谱分析仪或者单元探测器相连接的接收镜组；
[0018]所述连续谱光源或者单谱段激光光源及光谱分析仪或者单元探测器固定连接在遮光罩内且位于原液缓冲检测池上端的上方，且连续谱光源通过出射镜组发射的光线经原液缓冲检测池中水体上液面反射后形成的反射光线由接收镜组接收并传输给光谱分析仪，或者单谱段激光光源通过出射镜组发射的光线被原液缓冲检测池中水体上液面反射后形成的反射光线由接收镜组接收并传输给单元探测器；
[0019]所述连续谱光源或单谱段激光光源，以及光谱分析仪或单元探测器均与所述控制单元电连接，所述控制单元用于控制连续谱光源或单谱段激光光源的开关，设定光谱分析仪或单元探测器同步进行光信号的接收；
[0020]所述连续谱光源发射光的波长范围为185nm～1100nm，单谱段激光光源发射的激光波长为530nm
±
10nm。
[0021]遮光罩可以避免外界环境的光线测量单元的影响，因此设置在遮光罩中单谱段激光光源、出射镜组、单元探测器及接收镜组在测量时更准确，同时测量单元均远离水面，减少仪器的定期维护。
[0022]进一步地，所述出射镜组和接收镜组均可调节角度；所述出射镜组及接收镜组均与所述控制单元电连接，用于对出射镜组和接收镜组进行角度调节。
[0023]出射镜组和接收镜组的角度可调节，便于通过设置在遮光罩外侧控制单元，在测量时更好的找到合适的测量位置，实现发射光线能出射到原液缓冲检测池中水体上液面，而反射光线能被接收镜组接收。
[0024]进一步地，所述出水口设置的出水口控制阀为手动控制阀；
[0025]所述入水口设置的控制阀为电磁控制阀，电磁控制阀由控制单元控制用于调节入水口的水流量；
[0026]通过控制单元对电磁控制阀进行调节，与手动操作相比更便捷准确。
[0027]本专利技术还提供了一种非接触式水体浊度测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0028]S1、打开入水口控制阀，向原液缓冲检测池中注入待测水体；
[0029]S2、待原液缓冲检测池中的水体注满后，打开出水口上的出水口控制阀，调节出水量，满足入水口的进水量与出水口的出水量平衡，使原液缓冲检测池中的水样达到动态平
衡；同时控制出水口的出水量为4
‑
6L/h；
[0030]S3、通过控制单元打开光源发射组件与光电探测组件的开关，并调整光源发射组件发射光线与光电探测组件接收光线的角度，使光源发射组件发出的光线被原液缓冲检测池中水体上液面反射后形成的反射光，能够被光电探测组件接收，并转换为电信号；
[0031]S4、将光电探测组件输出的电信号传输至控制单元进行运算分析，或者将电信号传输至控制单元，并由控制单元传输至外部终端设备进行运算分析，得到水体的浊度测量结果。
[0032]进一步地，步骤S3具体为，通过控制单元打开单谱段激光光源与单元探测器的开关，并通过控制单元调整出射镜组与接收镜组位于法线两侧对称位置；使单谱段激光光源经出射镜组发出光线经过原液缓冲检测池上端的待测水体表面发生镜面反射形成反射光，接收镜组接收所述反射光并传输至单元探测器中，得到反射光的光强值并转换为电信号；
[0033]步骤S4具体为，将所述反射光的光强值电信号传输至控制单元进行运算分析，或者将反射光的光强值电信号传输至控制单元，并由控制单元传输至外部终端设备进行运算分析，得到水体的浊度测量结果。
[0034]进一步地，步骤S3具体为，通过控制单元打开连续谱光源与光谱分析仪开关，并通过控制单元调整出射镜组与接收镜组位于法线两侧对称位置；使连续谱光源经出射镜组发出光线经过原液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式水体浊度测量装置，其特征在于：包括支撑单元、原液缓冲检测池(2)、测量单元及控制单元(3)；所述支撑单元包括支撑架及设置在支撑架上的遮光罩(1)；所述遮光罩(1)的下表面设置有排水孔(12)；所述原液缓冲检测池(2)为上端面和下端面(6)开口的中空腔体，所述腔体的上端面面积大于下端面面积，上端面为水平端面，下端面(6)设置有入水口控制阀；所述原液缓冲检测池(2)与支撑架固定连接；所述原液缓冲检测池(2)侧面靠近上端设置有出水口(8)，所述出水口(8)设置有出水口控制阀(11)；所述测量单元包括光源发射组件(4)和光电探测组件(5)，所述光源发射组件(4)和光电探测组件(5)设置在遮光罩内且位于原液缓冲检测池(2)上方；所述光源发射组件(4)用于向原液缓冲检测池(2)液面发射检测光；光电探测组件(5)用于接收原液缓冲检测池(2)液面反射的检测光光线；所述控制单元(3)用于控制测量单元并进行测量结果的采集。2.根据权利要求1所述的非接触式水体浊度测量装置，其特征在于：所述原液缓冲检测池(2)为自下而上截面面积逐渐增大的矩形筒体，且腔体的其中两个相对侧面同向倾斜，所述出水口(8)与原液缓冲检测池(2)上端面的垂直距离为5mm～10mm。3.根据权利要求1所述的非接触式水体浊度测量装置，其特征在于：所述原液缓冲检测池(2)为自下而上截面面积逐渐增大的圆锥形筒体，且原液缓冲检测池(2)的中心轴线向一侧倾斜，所述出水口(8)与原液缓冲检测池(2)上端面的垂直距离为5mm～10mm。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的非接触式水体浊度测量装置，其特征在于：所述原液缓冲检测池(2)的侧面还具有测试口(7)，测试口(7)设置有测试口控制阀(10)。5.根据权利要求4所述的非接触式水体浊度测量装置，其特征在于：所述光源发射组件(4)包括连续谱光源或者单谱段激光光源，以及与连续谱光源或者单谱段激光光源相连接的出射镜组(41)；所述光电探测组件(5)包括光谱分析仪或者单元探测器，以及与光谱分析仪或者单元探测器相连接的接收镜组(51)；所述连续谱光源或者单谱段激光光源及光谱分析仪或者单元探测器固定连接在遮光罩(1)内且位于原液缓冲检测池(2)上端的上方，且连续谱光源通过出射镜组(41)发射的光线经原液缓冲检测池(2)中水体上液面反射后形成的反射光线由接收镜组(51)接收并传输给光谱分析仪，或者单谱段激光光源通过出射镜组(41)发射的光线被原液缓冲检测池(2)中水体上液面反射后形成的反射光线由接收镜组(51)接收并传输给单元探测器；所述连续谱光源或单谱段激光光源，以及光谱分析仪或单元探测器均与所述控制单元(3)电连接，所述控制单元(3)用于控制连续谱光源或单谱段激光光源的开关，设定光谱分析仪或单元探测器同步进行光信号的接收；所述连续谱光源发射光的波长范围为185nm～1100nm，单谱段激光光源发射的激光波长为530nm
±
10nm。
6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：于涛，亓晨，钟菁菁，刘宏，刘骁，王雪霁，张周锋，胡炳樑，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：