利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置及方法，包括外壳、浊度传感器、磷酸盐传感器、数据传输线、光电转化及数据处理模块、以及透明度数值显示存储模块，所述浊度传感器、磷酸盐传感器、透明度数值显示存储模块设置在外壳上，所述光电转化及数据处理模块设置在外壳内部；所述浊度传感器、磷酸盐传感器通过数据传输线与光电转化及数据处理模块连接，所述光电转化及数据处理模块与透明度数值显示存储模块通过数据传输线连接。本发明专利技术实现水体透明度值的实时监测，装置简单，检测效率高，适用于流域中水体透明度的大规模监测以及定点长期监测，以掌握流域中水体透明度值随时空变化的情况。度值随时空变化的情况。度值随时空变化的情况。

【技术实现步骤摘要】
利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种水环境监测设备
，特别是涉及一种利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置及方法。

技术介绍

[0002]水体透明度是一项能够反映水体物理、化学和生物过程，衡量水质的综合指标，也是沉水植物群落生长与分布的限制性因素之一，常被作为判断水生植被能否恢复、衡量生态恢复效果的关键指标。同时，水体透明度也影响着水体的观感，因此，在水体生态修复工程中，提升水体透明度是一项重要的工作。
[0003]目前水体透明度的测定多采用传统的塞氏盘法。塞氏盘是黑白两色相间的圆型铁盘，测定时在圆盘中心孔穿一根标尺，首先将塞氏盘放置在与水面相切的位置，记下此时标尺的刻度；再将塞氏盘浸入水体中至刚好看不见盘上的黑白分界限为止，这时再记下标尺的刻度，两个刻度的差值就是该水体的透明度。然而此方法在实际应用过程中存在如下的问题：首先是测定时受到风浪影响较大，导致塞氏盘无法垂直降至水面以下，而是往往与水面呈现一定夹角，导致测定结果准确性低；其次是测定过程中“刚好看不见盘上的黑白分界限”难把握，不同测定人员对这一界限的确定标准不一，导致测试结果受人的主观性较强。
[0004]在对文献调研以及实际监测工作中发现，水体透明度受到水体中悬浮物、浮游藻类的影响较大，在水质监测中浊度可用来表征水体中悬浮物的情况，水体中磷酸盐浓度是浮游藻类的限制性因素，多项研究表明磷酸盐也可与水体透明度建立相关关系，虽然其相关关系会因水体类型的差异存在不稳定性，但仍可作为水体透明度计算的次要判定依据，联合其他水质指标建立更优的拟合模型。因此，为解决采用塞氏盘测定结果准确性低、测定结果对人员技术性要求高的问题，急需设计一种利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置及方法。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置及方法，用于解决现有技术中利用塞氏盘所出现的测定过程对操作人员技术性要求高、测定结果准确性低的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置，包括外壳、浊度传感器、磷酸盐传感器、数据传输线、光电转化及数据处理模块、以及透明度数值显示存储模块，所述浊度传感器、磷酸盐传感器、透明度数值显示存储模块设置在外壳上，所述光电转化及数据处理模块设置在外壳内部；所述浊度传感器、磷酸盐传感器通过数据传输线与光电转化及数据处理模块连接，所述光电转化及数据处理模块与透明度数值显示存储模块通过数据传输线连接；所述浊度传感器用来检测水体的浊度，所述磷酸盐传感器用来检测水体中的磷酸盐浓度。
[0007]优选的，所述外壳为中空筒形件，所述浊度传感器、磷酸盐传感器设置在外壳的底
端面上，所述光电转化及数据处理模块设置在外壳的内部，所述透明度数值显示存储模块设置在外壳的顶端面上，用于显示水体透明度值，方便读取。
[0008]优选的，所述光电转化及数据处理模块用于接收浊度传感器、磷酸盐传感器检测到的水体浊度参数、磷酸盐浓度参数，并将水体浊度参数、磷酸盐浓度参数进行数据计算处理，得到水体透明度；所述光电转化及数据处理模块将处理后的数据传输给透明度数值显示存储模块，所述透明度数值显示存储模块将数据显示并存储。
[0009]为实现上述目的或其他目的，本专利技术还公开一种利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的方法，采用上述的的利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置，步骤如下：
[0010]S1：收集应用流域的水质数据；
[0011]在利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置的流域中，选取水质差异不同的若干个点位，收集各个点位的水体浊度、磷酸盐浓度、以及水体透明度值；
[0012]S2：建立透明度值计算模型；
[0013]将步骤S1中测定的水体浊度与水体透明度值代入到计算模型公式SD＝a1·
TUB
a2
进行拟合，获取参数a1与a2；将步骤S1中测定的磷酸盐浓度与水体透明度值代入到计算模型公式SD＝b1·
PO4‑
+b2进行拟合，获取该公式的拟合优度值R
b2
；将步骤S1测定的水体浊度、磷酸盐浓度、以及水体透明度值代入到计算模型公式SD＝c1·
TUB
c2
+c3·
PO4‑
+c4进行拟合，获取参数c1‑
c4的值；(SD表示水体透明度值；TUB表示水体浊度；PO4‑
表示磷酸盐浓度)
[0014]S3：透明度值计算模型的录入以及程序的设定；
[0015]将步骤S2中建立的透明度值计算模型录入至光电转化及数据处理模块中；程序设定如下：
[0016]判断水体透明度值与磷酸盐浓度的相关关系是否稳定，即判断公式SD＝b1·
PO4‑
+b2中拟合优度值R
b2
是否大于等于0.65；
[0017]若R
b2
≥0.65，则运算公式SD＝c1·
TUB
c2
+c3·
PO4‑
+c4计算水体透明度值；
[0018]若R
b2
＜0.65，则运算公式SD＝a1·
TUB
a2
计算水体透明度值；
[0019]S4：进行流域的大规模水质监测工作；
[0020]将步骤S3中录入透明度值计算模型的利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置浸入到水体中，所述浊度传感器检测水体浊度，所述磷酸盐传感器检测水体中的磷酸盐浓度，并按照步骤S3中设定的程序计算出水体透明度值；光电转化及数据处理模块将计算出的水体透明度值传输到透明度数值显示存储模块中，进行显示和存储。
[0021]优选的，步骤S1中水体浊度、磷酸盐浓度通过浊度传感器、磷酸盐传感器检测，步骤S1中各点位水体透明度值通过塞氏盘法进行测定；步骤S1中水质差异不同点位的数量为30
‑
60个。
[0022]优选的，步骤S2中，计算模型公式SD＝a1·
TUB
a2
的参数范围如下：250≤a1≤350，
‑
0.63≤a2≤
‑
0.53。
[0023]优选的，步骤S3中，计算模型公式SD＝c1·
TUB
c2
+c3·
PO4‑
+c4中参数范围如下：
‑
6.255
×
105≤c1≤6.135
×
105，
‑
0.3264≤c2≤0.3296，34≤c3≤47，
‑
6.134
×
105≤c4≤6.256
×
105。
[0024]优选的，步骤S4中的浊度传感器、磷酸盐传感器浸入到水体中，所述利用浊度、磷
酸盐传感器检测水体透明度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置，其特征在于：包括外壳(1)、浊度传感器(2)、磷酸盐传感器(3)、数据传输线(4)、光电转化及数据处理模块(5)、以及透明度数值显示存储模块(6)，所述浊度传感器(2)、磷酸盐传感器(3)、透明度数值显示存储模块(6)设置在外壳(1)上，所述光电转化及数据处理模块(5)设置在外壳(1)内部；所述浊度传感器(2)、磷酸盐传感器(3)通过数据传输线(4)与光电转化及数据处理模块(5)连接，所述光电转化及数据处理模块(5)与透明度数值显示存储模块(6)通过数据传输线(4)连接；所述浊度传感器(2)用来检测水体的浊度，所述磷酸盐传感器(3)用来检测水体中的磷酸盐浓度。2.根据权利要求1所述的利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置，其特征在于：所述外壳(1)为中空筒形件，所述浊度传感器(2)、磷酸盐传感器(3)设置在外壳(1)的底端面上，所述光电转化及数据处理模块(5)设置在外壳(1)的内部，所述透明度数值显示存储模块(6)设置在外壳(1)的顶端面上，用于显示水体透明度值，方便读取。3.根据权利要求1所述的利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置，其特征在于：所述光电转化及数据处理模块(5)用于接收浊度传感器(2)、磷酸盐传感器(3)检测到的水体浊度参数、磷酸盐浓度参数，并将水体浊度参数、磷酸盐浓度参数进行数据计算处理，得到水体透明度；所述光电转化及数据处理模块(5)将处理后的数据传输给透明度数值显示存储模块(6)，所述透明度数值显示存储模块(6)将数据显示并存储。4.一种利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的方法，采用权利要求1
‑
3任一项所述的利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置，其特征在于：步骤如下：S1：收集应用流域的水质数据；在利用浊度、磷酸盐传感器检测水体透明度的装置的流域中，选取水质差异不同的若干个点位，收集各个点位的水体浊度、磷酸盐浓度、以及水体透明度值；S2：建立透明度值计算模型；将步骤S1中测定的水体浊度与水体透明度值代入到计算模型公式SD＝a1·
TUB
a2
进行拟合，获取参数a1与a2；将步骤S1中测定的磷酸盐浓度与水体透明度值代入到计算模型公式SD＝b1·
PO4‑
+b2进行拟合，获取该公式的拟合优度值R
b2
；将步骤S1测定的水体浊度、磷酸盐浓度、以及水体透明度值代入到计算模型公式SD＝c1·
TUB
c2
+c3·
PO4‑
+c4进行拟合，获取参数c1‑
c4的值；(SD表示水体透明度值；TUB表示水体浊度；PO4‑
表示磷酸盐浓度)S3：透明度值计算模型的录入以及程序的设定；将步骤S2中建立的透明度值计算模型录入至光电转化及数据处理模块(5)中；程序设定如下：判断水体透明度值与磷酸盐浓度的相关关系是否稳定，即判断公式SD＝b1·
PO4‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，徐子斌，胡伟，郭亚丽，郜阔，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：