[发明专利]一种检测水中氨氮含量的方法及其专用装置

权利要求书

1.一种监测水中氨氮含量的装置，其特征在于：它包括六位阀(1)、采样泵(2)、气泵(3)、气敏传感器阵列(4)、反应腔(5)和控制与处理单元；

所述气敏传感器阵列(4)置于反应腔(5)顶部；所述控制与处理单元包括如下组件：控制六位阀(1)的阀控制单元(6-1)、控制采样泵(2)的采样泵控制单元(6-2)、控制气泵(3)的气泵控制单元(6-3)、控制传感器工作电压和处理传感器输出信号的传感器信号调理电路(6-4)、将传感器信号调理电路(6-4)的输出信号进行数字化的模数转换电路(6-5)、存储和处理数字化信号的微处理器单元(6-6)；

所述气敏传感器阵列由4个以上不同气敏传感器组成；所述4个以上气敏传感器中，至少一个传感器对气相氨分子的响应信号高于对除气相氨分子外的气体的响应信号；所述4个以上气敏传感器对同一种气体的响应信号的特征值不存在线性相关性。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述控制与处理单元还包括与微处理器单元(6-6)连接的键盘(6-7)和/或显示单元(6-8)和/或通讯单元(6-9)。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述装置还包括与六位阀(1)连接的一个以上液体存放容器。

4.含有权利要求1至3中任一所述装置的水中氨氮含量检测系统。

5.如权利要求4所述的检测系统，其特征在于：所述检测系统还包括反应试剂，所述反应试剂为pH值大于11的溶液。

6.一种检测水中氨氮含量的方法，包括如下步骤：

1)将已知氨氮浓度的溶液的pH值调至11以上，用气敏传感器阵列采集溶液上方的信号，提取所述气敏传感器阵列中的各传感器响应信号的特征值，建立模式识别模型；

所述气敏传感器阵列由4个以上不同气敏传感器组成；所述4个以上气敏传感器中，至少一个传感器对气相氨分子的响应信号高于对除气相氨分子外的气体的响应信号；所述4个以上气敏传感器对同一种气体的响应信号的特征值不存在线性相关性；

所述模式识别模型的输入为所述气敏传感器阵列中的每个传感器的响应信号的特征值，输出为溶液中的氨氮浓度；

2)将待测液的pH值调至11以上，用所述气敏传感器阵列采集溶液上方的信号，提取其特征值，利用所述模式识别模型对特征值进行计算，得到待测液中氨氮的浓度。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述响应信号的特征值为如下参数和如下参数的归一化值中的至少一种：响应时间、响应曲线的积分值、稳态值、响应 幅度和响应幅度相对初始值的变化率。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于：建立所述模式识别模型的方法为偏最小二乘法、人工神经网络或遗传算法。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述模式识别模型为BP神经网络模型。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述待测液中氨氮的浓度是应用上述权利要求1-3中任一所述的装置或权利要求4或5所述系统检测得到的。