一种水质检测装置、方法及控制系统制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种水质检测装置、方法及控制系统，该装置包括样品池、升降式活塞、透射光源以及光谱仪；样品池的侧壁对称开设有两个光学窗口，光学窗口上设置有第一光学窗片以及第二光学窗片；透射光源和光谱仪分别位于所述第一窗片和所述第二窗片外侧，且与光学窗口处于同一水平高度；样品池的内槽设置有升降式活塞，样品池的池底开设有引水孔；升降式活塞位于样品池的池底时，引水孔处于封堵状态；升降式活塞向上移动时，引水孔处于开启状态；升降式活塞上部固定连接有吊杆，吊杆通过顶部设置的顶板固定。本水质检测装置可以实现自动抽取水质样本，并进行检测，且通过对不同状态下光谱数据的分析，可以提高水质检测的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种水质检测装置、方法及控制系统


[0001]本申请实施例涉及检测领域，特别涉及一种水质检测装置、方法及控制系统。

技术介绍

[0002]随着城镇化步伐的加快和区域经济的发展，局部水资源负荷加重，水污染问题逐步成为制约我国经济社会发展的最重要因素之一，已经引起国家和地方政府的高度重视。现阶段，水质监测已成为我国环境监测领域第一大市场。
[0003]现有方式中，水质监测手段通常采用现场收集的方式进行，通常需经过人工采样后在实验室内进行检测，但存在检测周期长、易造成二次污染等问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种水质检测装置、方法及控制系统。所述技术方案如下：
[0005]一方面，提供了一种水质检测装置，所述装置包括样品池、升降式活塞、透射光源以及光谱仪；
[0006]所述样品池的侧壁对称开设有两个光学窗口，所述光学窗口上设置有第一光学窗片以及第二光学窗片；所述透射光源和所述光谱仪分别位于所述第一光学窗片和所述第二光学窗片外侧，且与所述光学窗口处于同一水平高度；
[0007]所述样品池的内槽设置有所述升降式活塞，所述升降式活塞用于在所述样品池的内槽移动，所述样品池的池底开设有引水孔；
[0008]所述升降式活塞位于所述样品池的池底时，所述引水孔处于封堵状态；所述升降式活塞向上移动时，引水孔处于开启状态；
[0009]所述升降式活塞上部固定连接有吊杆，所述吊杆通过顶部设置的顶板固定。
[0010]具体的，所述样品池的内槽呈方形，且使用疏水材料制作；所述第一光学窗片和所述第二光学窗片位于所述两个对称侧壁的中部，所述透射光源发出的光束可通过所述第一光学窗片以及所述第二光学窗片之间的光路，并通过光谱仪接收。
[0011]具体的，所述样品池的池底设置为锥台底面，所述引水孔位于所述锥台底面的锥底。
[0012]具体的，所述升降式活塞上部的上部形状为方形立柱，且尺寸不大于所述样品池的内槽尺寸；所述升降式活塞的下部形状为倒状锥台；
[0013]所述方形立柱的周身设置至少一个密封圈，所述密封圈与所述样品池的内槽紧密接触；
[0014]所述倒状锥台的四个锥面上分别设置有四个柔性刮片，所述柔性刮片与所述样品池的内槽紧密接触。
[0015]具体的，所述吊杆顶部的顶板开设有螺孔，所述螺孔口内安装有螺杆，所述螺杆顶部连接有电机，所述电机用于控制螺杆旋转，带动所述升降式活塞在所述样品池的内槽内移动。
[0016]具体的，所述样品池的侧壁还设置有第三光学窗片和第四光学窗片，所述第三光学窗片外侧设置有白LED光源，所述第四光学窗片外侧设置有紫外LED光源；其中，所述第三光学窗片和所述第四光学窗片位于所述第一光学窗片相邻的侧壁，并与所述第一光学窗片等高。
[0017]另一方面，提供了一种水质检测系统，所述系统包括光源模块、控制模块、电源模块、数据采集模块以及数据处理模块；
[0018]所述光源模块用于控制至少一个透射光源或LED光源的开关；
[0019]所述数据采集模块用于采集和保存水体的光谱、酸碱度、温度以及设备状态等数据；
[0020]所述数据处理模块用于按照预设程序对所述数据采集模块采集到的数据进行处理并保存；
[0021]所述控制模块用于控制水质检测装置以及各个模块的正常运转。
[0022]具体的，所述系统还包括定位模块和通讯模块，所述定位模块用于获取所述装置的位置坐标；所述通讯模块用于将所述数据处理模块保存的检测数据发送至监测站。
[0023]另一方面，提供了一种水质检测方法，所述方法应用于上述方面所述的水质检测装置，所述方法包括：
[0024]开启所述水质检测装置；
[0025]将升降式活塞移动至样品池的池底；
[0026]开启透射光源以及光谱仪，测试第一透射光谱；
[0027]将所述升降式活塞移至样品池的上部，抽取水质样本，测试第二透射光谱；
[0028]分别开启白LED光源以及紫外LED光源，测试散射光谱和荧光光谱；
[0029]通过数据处理模块对采集的数据进行处理，并通过通讯模块发送至监测站。
[0030]本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过在样品池上设置第一光学窗片和第二光学窗片，并通过在光学窗片外侧设置光谱仪来确定测试光路；通过设置方形样品池来构造具有确定尺寸的透射光路，便于根据公式对光谱进行处理，并且最大限度保证注水和排水状态下透射光传播路径的一致性，避免因光束被水体聚焦或发散导致的测量误差；而升降式活塞可以实现自动抽水和排水，实现不同状态下的光谱检测，且升降式活塞的锥面上设置的柔性刮片可以有效减少样品池内壁和光学窗片因长期接触水体造成的污染，降低维护成本，提高测量精度。
附图说明
[0031]图1是本申请实施例提供的反射式水质检测的原理图；
[0032]图2是本申请实施例提供的水质检测装置的结构示意图；
[0033]图3是本申请实施例提供的注水状态下水质检测装置的结构示意图；
[0034]图4是本申请实施例提供的水质检测装置的三维结构示意图；
[0035]图5是本申请实施例提供的排水状态下水质检测装置的结构示意图；
[0036]图6是本申请另一实施例提供的一种水质检测系统的模块化结构框图；
[0037]图7是本申请另一实施例提供的一种水质检测方法的流程图。
具体实施方式
[0038]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步的详细描述。
[0039]在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0040]目前的水质光谱检测主要包括检测水质的荧光光谱、透射光谱以及散射光谱等。对于现有的检测方法，主要通过实地采样，然后再通过仪器设备进行水质分析，对于部分的在线式水质检测设备，水体光谱的检测原理如图1所示。宽光谱光束11照射向水体样本中，光谱仪12则放置于水面上方，负责接收经过水体样本反射或散射的光线，并对光谱进行分析。但在这种检测过程中，光谱仪接收的光线较少，大部分反射光以及散射光损失。且此类设备大多没有设置参比光路，或者缺乏有效的参比光路(例如信号光束和参比光束路径不同)，无法通过数据处理有效剔除设备本身的光谱信息，使水质参数反演结果不够准确。为了能够改进现有设备，且实现装置的自动检测和分析过程，专利技术如下水质检测装置。
[0041]如图2所示，样品池20是该水质检测装置的取水和检测部分，样品池20的侧壁上分别开设有两个光学窗口，光学窗口上分别设置第一光学窗片21和第二光学窗片。第一光学窗片21外侧设置有透射光源模块22，透射光源模块用于发射透射光束，且透射光束的发射路径与第一光学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水质检测装置，其特征在于，所述装置包括样品池、升降式活塞、透射光源以及光谱仪；所述样品池的侧壁对称开设有两个光学窗口，所述光学窗口上设置有第一光学窗片以及第二光学窗片；所述透射光源和所述光谱仪分别位于所述第一光学窗片和所述第二光学窗片外侧，且与所述光学窗口处于同一水平高度；所述样品池的内槽设置有所述升降式活塞，所述升降式活塞用于在所述样品池的内槽移动，所述样品池的池底开设有引水孔；所述升降式活塞位于所述样品池的池底时，所述引水孔处于封堵状态；所述升降式活塞向上移动时，引水孔处于开启状态；所述升降式活塞上部固定连接有吊杆，所述吊杆通过顶部设置的顶板固定。2.根据权利要求1所述的水质检测装置，其特征在于，所述样品池的内槽呈方形，采用疏水材料制作；所述第一光学窗片和所述第二光学窗片位于所述两个对称侧壁的中部，所述透射光源发出的光束可通过所述第一光学窗片以及所述第二光学窗片之间的光路，并被所述光谱仪接收。3.根据权利要求2所述的水质检测装置，其特征在于，所述样品池的池底设置为锥台底面，所述引水孔位于所述锥台底面的锥底。4.根据权利要求3所述的水质检测装置，其特征在于，所述升降式活塞的上部形状为方形立柱，且尺寸不大于所述样品池的内槽尺寸；所述升降式活塞的下部形状为倒状锥台；所述方形立柱的周身设置至少一个密封圈，所述密封圈与所述样品池的内槽紧密接触；所述倒状锥台的四个锥面上分别设置有四个柔性刮片，所述柔性刮片与所述样品池的内槽紧密接触。5.根据权利要求4所述的水质检测装置，其特征在于，所述吊杆顶部的顶板开设有螺孔，所述螺孔口...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宗伟，
申请(专利权)人：无锡谱视界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：