一种基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪制造技术

本发明专利技术公开了一种基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪，包括支撑杆、光谱收集装置、数据处理模块和显示模块；所述光谱收集装置用于收集光谱数据，所述光谱收集装置与数据处理模块相连，将所述光谱数据实时发送给数据处理模块；所述显示模块与数据处理模块相连，将所述数据处理模块处理的结果通过显示模块呈现出来；所述光谱收集装置包括用于采集光谱数据的探头和用于存放光谱仪和标定光源的恒温箱。探头主体设置有多个探测窗口，可以极大的提升作业效率的同时还不需要再额外增加转台机构，降低了制造的成本。降低了制造的成本。降低了制造的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪


[0001]本专利技术涉及水质检测分析
，主要涉及一种基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪。

技术介绍

[0002]水是生命之源，水环境问题一直是国家乃至世界重视的问题。水质在线监测是实现水环境保护，污水排放控制，污水处理，饮用水安全保障，水资源管理等方面的重要基础和有效手段。传统水质检测使用的方法多是化学法或电化学法，传统的实验室分析具有采取困难，分析效率低下等问题，而在线监测方法中的化学法和色谱法也具有二次污染，试剂消耗，成本高昂等问题。
[0003]光谱水质分析法相对传统物理或化学水质分析方法而言，具有体积小、速度快、成本低等优点。采用光谱法对水质进行分析的基本原理为使用一束平行的光源通过某一均匀溶液时，不同种类和浓度物质的溶液对光具有不同的吸收度。根据检测光经过溶液吸收后的吸光度曲线，可分析出溶液中所含物质及浓度。
[0004]现有的水面之上法的反射光谱分析仪在应用中时，其设备需要增加按不同太阳高度角进行偏转的转台，以调整仪器角度以最大程度的避免太阳直射反射，设备复杂且工作效率低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪以解决上述的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪，包括支撑杆、光谱收集装置、数据处理模块和显示模块；光谱收集装置用于收集光谱数据，光谱收集装置与数据处理模块相连，将光谱数据实时发送给数据处理模块；显示模块与数据处理模块相连，将数据处理模块处理的结果通过显示模块呈现出来；光谱收集装置包括用于采集光谱数据的探头和用于存放光谱仪和标定光源的恒温箱。
[0006]优选的，探头包括准直镜、壳体、转轮、步进电机；准直镜通过光纤与光谱仪连接，转轮设置于壳体的内部，转轮与步进电机的输出轴相连，步进电机带动转轮相对于壳体旋转；转轮内固定设置反射镜；转轮上设置单光路通道，壳体上设置若干个探测窗口，步进电机带动转轮旋转至单光路通道与探测窗口对应，光源经探测窗口、单光路通道射至反射镜，经反射镜的反射，使光源平行进入准直镜再通过光纤进入光谱仪；步进电机带动转轮旋转可以实现光谱仪采集多种光谱数据。
[0007]优选的，壳体为多边形，探测窗口设置于壳体的边框上，探测窗口包括用于探测太阳光的太阳光探测窗口、用于探测基于太阳光水面反射出的光的反射光探测窗口、用于光谱仪波长校准的标定光源探测窗口、用于暗室矫正的暗室光源探测窗口。
[0008]优选的，太阳光探测窗口包括第一太阳光探测窗口，第二太阳光探测窗口，第一太
阳光探测窗口位于壳体竖直向上的位置。
[0009]优选的，第一太阳光探测窗口、第二太阳光探测窗口和反射光探测光窗口设置开孔，第一太阳光探测窗口的开孔用余弦矫正器进行封装，第二太阳光探测窗口和反射光探测窗口的开孔用K9光学玻璃进行封装。
[0010]优选的，壳体为八边形，每相邻的两个探测窗口的中心线夹角为45
°
；步进电机带动转轮以45
°
为一步前进，步进电机每旋转一步光谱仪采集一组光谱数据。
[0011]优选的，所述壳体内设置直角棱镜，所述直角棱镜相对于标定光源视窗设置，所述标定光源发射的光源通过光纤、准直器经直角棱镜反射进入单光路通道至光谱仪。
[0012]优选的，标定光源是汞氩灯光源。
[0013]优选的，反射镜与转轮的中心位置成45
°
角，即光源从转轮上的单光路通道射入且与反射镜成45
°
夹角。
[0014]本专利技术具备的有益技术效果是：
[0015]对比传统化学法或电化学法，本专利技术提供的基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪的检测效率高，无需使用化学试剂制样，无需大量人员现场采样，可以快速对大面积水域水质进行检测或连续检测。
[0016]其他的水面之上法的反射光谱采集应用中需要调整仪器角度以最大程度的避免太阳直射反射，使得这类型设备需要增加按不同太阳高度角进行偏转的转台，而本专利技术中的探头主体设置有多个探测窗口，可以极大的提升作业效率的同时还不需要再额外增加转台机构，降低了制造的成本，同时设备内部增加暗视场校准，余弦反射器校准，汞氩灯标准光谱校准，可以轻松实现采集数据的准确反射率计算和定期光谱仪的波长标定维护工作。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的具体实施例的系统布局示意图；
[0018]图2为本专利技术的具体实施例的探头的结构示意图；
[0019]图3为本专利技术的具体实施例的壳体的结构示意图；
[0020]图4为本专利技术的具体实施例的工作原理图；
[0021]图5为本专利技术的具体实施例的光路结构示意图。
[0022]附图标记：1、水域；2、支撑杆；3、恒温箱；4、探头；41、步进电机；42、转轮；421、反射镜；422、单光路通道；43、准直镜；51、第一太阳光探测窗口；52、第二太阳光探测窗口；53、反射光探测窗口；54、暗室光源探测窗口；55、标定光源探测窗口；56、直角棱镜；57、准直器。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和实施例，对本专利技术进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的
连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0025]参照图1
‑
5所示，一种基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪，包括支撑杆2、光谱收集装置、数据处理模块和显示模块。支撑杆2的一端固定在所探测水域1的岸边地面上，支撑杆2的另一端延伸至水域1且在水域1的上方，光谱收集装置设置于支撑杆2上；光谱收集装置用于收集光谱数据，光谱收集装置与数据处理模块相连，将光谱数据实时发送给数据处理模块，数据处理模块与显示模块相连，将数据处理模块处理的结果通过显示模块呈现出来。基于水面之上的光谱水质检测法，相对于传统的化学法或电化学法，光谱水质检测法检测效率高，无需使用化学试剂制样，无需大量人员现场采样，可以快速对大面积水域1水质进行检测或连续检测。
[0026]光谱收集装置包括探头4和用于存放光谱仪和汞氩灯光源的恒温箱3，探头4固定设置于支撑杆2位于水域1上方的一端，恒温箱3设置于支撑杆2靠近岸边的一端。汞氩灯工作中会产生大量的辐射热，使工作环境温度升高而带来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪，其特征在于：包括光谱收集装置、数据处理模块和显示模块；所述光谱收集装置用于收集光谱数据，所述光谱收集装置与数据处理模块相连，将所述光谱数据实时发送给数据处理模块；所述显示模块与数据处理模块相连，将所述数据处理模块处理的结果通过显示模块呈现出来；所述光谱收集装置包括用于采集光谱数据的探头和用于存放光谱仪和标定光源的恒温箱。2.根据权利要求1所述的一种基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪，其特征在于：所述探头包括准直镜、壳体、转轮、步进电机；所述准直镜通过光纤与所述光谱仪连接，所述转轮设置于所述壳体的内部，所述转轮与所述步进电机的输出轴相连，所述步进电机带动所述转轮相对于壳体旋转；所述转轮内固定设置反射镜；所述转轮上设置单光路通道，所述壳体上设置若干个探测窗口，所述步进电机带动所述转轮旋转至所述单光路通道与所述探测窗口对应，光源经所述探测窗口、所述单光路通道射至反射镜，经反射镜的反射，使光源平行进入所述准直镜再通过光纤进入光谱仪；所述步进电机带动转轮旋转可以实现所述光谱仪采集多种光谱数据。3.根据权利要求2所述的一种基于太阳光反射光谱分析的多参数全自动水质分析仪，其特征在于：所述壳体为多边形，所述探测窗口设置于壳体的边框上，所述探测窗口包括用于探测太阳光的太阳光探测窗口、用于探测基于太阳光水面反射出的光的反射光探测窗口、用于光谱仪波长校准的标定光源探测窗口、用于暗室矫正的暗室光源探测窗口。4.根据权利要求3所述的一种基于太阳光反射光谱分析的多参...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鹏，崔帅，杜懿峰，丁琦，刘成，马强，王瑜，
申请(专利权)人：杭州高谱成像技术有限公司，
类型：发明
国别省市：