本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于太陽光反射光譜分析的多參數(shù)全自動水質(zhì)分析儀，包括支撐桿、光譜收集裝置、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊；所述光譜收集裝置用于收集光譜數(shù)據(jù)，所述光譜收集裝置與數(shù)據(jù)處理模塊相連，將所述光譜數(shù)據(jù)實時發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；所述顯示模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連，將所述數(shù)據(jù)處理模塊處理的結(jié)果通過顯示模塊呈現(xiàn)出來；所述光譜收集裝置包括用于采集光譜數(shù)據(jù)的探頭和用于存放光譜儀和標定光源的恒溫箱。探頭主體設(shè)置有多個探測窗口，可以極大的提升作業(yè)效率的同時還不需要再額外增加轉(zhuǎn)臺機構(gòu)，降低了制造的成本。降低了制造的成本。降低了制造的成本。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于太陽光反射光譜分析的多參數(shù)全自動水質(zhì)分析儀
[0001]本專利技術(shù)涉及水質(zhì)檢測分析
，主要涉及一種基于太陽光反射光譜分析的多參數(shù)全自動水質(zhì)分析儀。
技術(shù)介紹
[0002]水是生命之源，水環(huán)境問題一直是國家乃至世界重視的問題。水質(zhì)在線監(jiān)測是實現(xiàn)水環(huán)境保護，污水排放控制，污水處理，飲用水安全保障，水資源管理等方面的重要基礎(chǔ)和有效手段。傳統(tǒng)水質(zhì)檢測使用的方法多是化學(xué)法或電化學(xué)法，傳統(tǒng)的實驗室分析具有采取困難，分析效率低下等問題，而在線監(jiān)測方法中的化學(xué)法和色譜法也具有二次污染，試劑消耗，成本高昂等問題。
[0003]光譜水質(zhì)分析法相對傳統(tǒng)物理或化學(xué)水質(zhì)分析方法而言，具有體積小、速度快、成本低等優(yōu)點。采用光譜法對水質(zhì)進行分析的基本原理為使用一束平行的光源通過某一均勻溶液時，不同種類和濃度物質(zhì)的溶液對光具有不同的吸收度。根據(jù)檢測光經(jīng)過溶液吸收后的吸光度曲線，可分析出溶液中所含物質(zhì)及濃度。
[0004]現(xiàn)有的水面之上法的反射光譜分析儀在應(yīng)用中時，其設(shè)備需要增加按不同太陽高度角進行偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺，以調(diào)整儀器角度以最大程度的避免太陽直射反射，設(shè)備復(fù)雜且工作效率低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于太陽光反射光譜分析的多參數(shù)全自動水質(zhì)分析儀以解決上述的問題。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：一種基于太陽光反射光譜分析的多參數(shù)全自動水質(zhì)分析儀，包括支撐桿、光譜收集裝置、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊；光譜收集裝置用于收集光譜數(shù)據(jù)，光譜收集裝置與數(shù)據(jù)處理模塊相連，將光譜數(shù)據(jù)實時發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；顯示模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連，將數(shù)據(jù)處理模塊處理的結(jié)果通過顯示模塊呈現(xiàn)出來；光譜收集裝置包括用于采集光譜數(shù)據(jù)的探頭和用于存放光譜儀和標定光源的恒溫箱。
[0006]優(yōu)選的，探頭包括準直鏡、殼體、轉(zhuǎn)輪、步進電機；準直鏡通過光纖與光譜儀連接，轉(zhuǎn)輪設(shè)置于殼體的內(nèi)部，轉(zhuǎn)輪與步進電機的輸出軸相連，步進電機帶動轉(zhuǎn)輪相對于殼體旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)輪內(nèi)固定設(shè)置反射鏡；轉(zhuǎn)輪上設(shè)置單光路通道，殼體上設(shè)置若干個探測窗口，步進電機帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)至單光路通道與探測窗口對應(yīng)，光源經(jīng)探測窗口、單光路通道射至反射鏡，經(jīng)反射鏡的反射，使光源平行進入準直鏡再通過光纖進入光譜儀；步進電機帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)可以實現(xiàn)光譜儀采集多種光譜數(shù)據(jù)。
[0007]優(yōu)選的，殼體為多邊形，探測窗口設(shè)置于殼體的邊框上，探測窗口包括用于探測太陽光的太陽光探測窗口、用于探測基于太陽光水面反射出的光的反射光探測窗口、用于光譜儀波長校準的標定光源探測窗口、用于暗室矯正的暗室光源探測窗口。
[0008]優(yōu)選的，太陽光探測窗口包括第一太陽光探測窗口，第二太陽光探測窗口，第一太
陽光探測窗口位于殼體豎直向上的位置。
[0009]優(yōu)選的，第一太陽光探測窗口、第二太陽光探測窗口和反射光探測光窗口設(shè)置開孔，第一太陽光探測窗口的開孔用余弦矯正器進行封裝，第二太陽光探測窗口和反射光探測窗口的開孔用K9光學(xué)玻璃進行封裝。
[0010]優(yōu)選的，殼體為八邊形，每相鄰的兩個探測窗口的中心線夾角為45
°
；步進電機帶動轉(zhuǎn)輪以45
°
為一步前進，步進電機每旋轉(zhuǎn)一步光譜儀采集一組光譜數(shù)據(jù)。
[0011]優(yōu)選的，所述殼體內(nèi)設(shè)置直角棱鏡，所述直角棱鏡相對于標定光源視窗設(shè)置，所述標定光源發(fā)射的光源通過光纖、準直器經(jīng)直角棱鏡反射進入單光路通道至光譜儀。
[0012]優(yōu)選的，標定光源是汞氬燈光源。
[0013]優(yōu)選的，反射鏡與轉(zhuǎn)輪的中心位置成45
°
角，即光源從轉(zhuǎn)輪上的單光路通道射入且與反射鏡成45
°
夾角。
[0014]本專利技術(shù)具備的有益技術(shù)效果是：
[0015]對比傳統(tǒng)化學(xué)法或電化學(xué)法，本專利技術(shù)提供的基于太陽光反射光譜分析的多參數(shù)全自動水質(zhì)分析儀的檢測效率高，無需使用化學(xué)試劑制樣，無需大量人員現(xiàn)場采樣，可以快速對大面積水域水質(zhì)進行檢測或連續(xù)檢測。
[0016]其他的水面之上法的反射光譜采集應(yīng)用中需要調(diào)整儀器角度以最大程度的避免太陽直射反射，使得這類型設(shè)備需要增加按不同太陽高度角進行偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺，而本專利技術(shù)中的探頭主體設(shè)置有多個探測窗口，可以極大的提升作業(yè)效率的同時還不需要再額外增加轉(zhuǎn)臺機構(gòu)，降低了制造的成本，同時設(shè)備內(nèi)部增加暗視場校準，余弦反射器校準，汞氬燈標準光譜校準，可以輕松實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的準確反射率計算和定期光譜儀的波長標定維護工作。
附圖說明
[0017]圖1為本專利技術(shù)的具體實施例的系統(tǒng)布局示意圖；
[0018]圖2為本專利技術(shù)的具體實施例的探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本專利技術(shù)的具體實施例的殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本專利技術(shù)的具體實施例的工作原理圖；
[0021]圖5為本專利技術(shù)的具體實施例的光路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標記：1、水域；2、支撐桿；3、恒溫箱；4、探頭；41、步進電機；42、轉(zhuǎn)輪；421、反射鏡；422、單光路通道；43、準直鏡；51、第一太陽光探測窗口；52、第二太陽光探測窗口；53、反射光探測窗口；54、暗室光源探測窗口；55、標定光源探測窗口；56、直角棱鏡；57、準直器。
具體實施方式
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例，對本專利技術(shù)進一步詳細說明。其中相同的零部件用相同的附圖標記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“底面”和“頂面”、“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。
[0024]在本專利技術(shù)的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的
連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本專利技術(shù)中的具體含義。
[0025]參照圖1
?
5所示，一種基于太陽光反射光譜分析的多參數(shù)全自動水質(zhì)分析儀，包括支撐桿2、光譜收集裝置、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊。支撐桿2的一端固定在所探測水域1的岸邊地面上，支撐桿2的另一端延伸至水域1且在水域1的上方，光譜收集裝置設(shè)置于支撐桿2上；光譜收集裝置用于收集光譜數(shù)據(jù)，光譜收集裝置與數(shù)據(jù)處理模塊相連，將光譜數(shù)據(jù)實時發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊與顯示模塊相連，將數(shù)據(jù)處理模塊處理的結(jié)果通過顯示模塊呈現(xiàn)出來。基于水面之上的光譜水質(zhì)檢測法，相對于傳統(tǒng)的化學(xué)法或電化學(xué)法，光譜水質(zhì)檢測法檢測效率高，無需使用化學(xué)試劑制樣，無需大量人員現(xiàn)場采樣，可以快速對大面積水域1水質(zhì)進行檢測或連續(xù)檢測。
[0026]光譜收集裝置包括探頭4和用于存放光譜儀和汞氬燈光源的恒溫箱3，探頭4固定設(shè)置于支撐桿2位于水域1上方的一端，恒溫箱3設(shè)置于支撐桿2靠近岸邊的一端。汞氬燈工作中會產(chǎn)生大量的輻射熱，使工作環(huán)境溫度升高而帶來本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于太陽光反射光譜分析的多參數(shù)全自動水質(zhì)分析儀，其特征在于：包括光譜收集裝置、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊；所述光譜收集裝置用于收集光譜數(shù)據(jù)，所述光譜收集裝置與數(shù)據(jù)處理模塊相連，將所述光譜數(shù)據(jù)實時發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；所述顯示模塊與數(shù)據(jù)處理模塊相連，將所述數(shù)據(jù)處理模塊處理的結(jié)果通過顯示模塊呈現(xiàn)出來；所述光譜收集裝置包括用于采集光譜數(shù)據(jù)的探頭和用于存放光譜儀和標定光源的恒溫箱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于太陽光反射光譜分析的多參數(shù)全自動水質(zhì)分析儀，其特征在于：所述探頭包括準直鏡、殼體、轉(zhuǎn)輪、步進電機；所述準直鏡通過光纖與所述光譜儀連接，所述轉(zhuǎn)輪設(shè)置于所述殼體的內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)輪與所述步進電機的輸出軸相連，所述步進電機帶動所述轉(zhuǎn)輪相對于殼體旋轉(zhuǎn)；所述轉(zhuǎn)輪內(nèi)固定設(shè)置反射鏡；所述轉(zhuǎn)輪上設(shè)置單光路通道，所述殼體上設(shè)置若干個探測窗口，所述步進電機帶動所述轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)至所述單光路通道與所述探測窗口對應(yīng)，光源經(jīng)所述探測窗口、所述單光路通道射至反射鏡，經(jīng)反射鏡的反射，使光源平行進入所述準直鏡再通過光纖進入光譜儀；所述步進電機帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)可以實現(xiàn)所述光譜儀采集多種光譜數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于太陽光反射光譜分析的多參數(shù)全自動水質(zhì)分析儀，其特征在于：所述殼體為多邊形，所述探測窗口設(shè)置于殼體的邊框上，所述探測窗口包括用于探測太陽光的太陽光探測窗口、用于探測基于太陽光水面反射出的光的反射光探測窗口、用于光譜儀波長校準的標定光源探測窗口、用于暗室矯正的暗室光源探測窗口。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于太陽光反射光譜分析的多參...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣鵬，崔帥，杜懿峰，丁琦，劉成，馬強，王瑜，
申請(專利權(quán))人：杭州高譜成像技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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