[发明专利]水中氟离子快速检测系统及其方法

说明书

本发明属于离子检测设备技术领域，提出的水中氟离子快速检测系统，包括均与微处理器单元连接的人机交互单元、温度采集单元、负载电源管理单元、加热搅拌单元和电压调整单元，还包括氟离子电极单元，氟离子电极单元所测电压值经信号调理单元调理后传送至微处理器单元，微处理器单元包括运算模块，运算模块包括温度补偿模块、线性计算模块、计算校正模块和温度补偿校正模块。还提出一种采用水中氟离子快速检测系统对水中氟离子进行快速检测的方法。本发明构思巧妙，操作简便，解决了现有技术中氟离子含量的测量主要依靠实验室完成，操作流程比较繁琐且精度差，取回测量易造成二次污染影响准确度的技术问题。

技术领域

本发明属于离子检测设备技术领域，涉及一种水中氟离子快速检测系统及其方法。

背景技术

氟离子是水文地质调查和环境监测的重要参数，对于分析地层特性、地下水径流和含氟地方病的情况具有重要的作用。目前，氟离子含量的测量主要依靠实验室完成，操作流程比较繁琐，线性曲线需要人工计算完成，无法实现在野外现场的快速检测。被测水样获取过程存在二次污染的风险，很大程度上弱化被测信息的真实性，同时从取样到完成实验室的测量一般需要较长的时间且精度差，氟离子含量已发生变化，测量结果已不能代表水样的实际值。当前急需一种能够在野外现场实现快速检测的水中氟离子快速检测仪器。

发明内容

本发明提出一种水中氟离子快速检测系统及其方法，解决了现有技术中氟离子含量的测量主要依靠实验室完成，操作流程比较繁琐且精度差，取回测量易造成二次污染影响准确度的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

水中氟离子快速检测系统，包括均与微处理器单元连接的人机交互单元、温度采集单元、负载电源管理单元、加热搅拌单元和电压调整单元，

还包括氟离子电极单元，所述氟离子电极单元所测电压值经信号调理单元调理后传送至所述微处理器单元，

所述信号调理单元包括依次连接的阻抗匹配电路、电压抬升电路和第一低通滤波电路，

所述阻抗匹配电路包括第一放大器，所述第一放大器的第1脚和第8脚通过第四电阻连接，

所述电压抬升电路包括阻值相同且均与跟随电路连接的第一电阻和第二电阻，

所述第一电阻和所述第二电阻的另一端分别与所述第一放大器和所述电压调整单元连接，

所述微处理器单元包括运算模块，

所述运算模块包括

通过对所述氟离子电极单元所测电压值进行温度补偿从而对所测水中氟离子浓度进行矫正的温度补偿模块，

由所述氟离子电极单元所测电压值计算出氟离子浓度的线性计算模块，所述线性计算模块由多组标准液的浓度值、所述氟离子电极单元测量多组所述标准液得到的多组电压值通过最小二乘法得出，

基于最小二乘法对所述线性计算模块进行校正的计算校正模块，

基于最小二乘法对所述温度补偿模块进行校正的温度补偿校正模块。

作为进一步的技术方案，所述温度补偿模块所依据方程为V₁＝V+(0.5+a)(T-20)，V₁为所述氟离子电极单元所测电压值通过温度补偿后的值，V为所述氟离子电极单元所测电压值，a为校正值，由所述温度补偿校正模块通过最小二乘法算出，T为所述温度采集单元所测温度。

作为进一步的技术方案，所述信号调理单元所依据方程为：

V₄＝R₂₈/(2R₂₈+R₂₅)(V₃+2V)，