[发明专利]水环境监测装置

说明书

本发明提供了一种水环境监测装置，包括：光源，用于生成监测光；透射反射器，用于将监测光分为透射光分量和反射光分量，以使得透射光分量的传播方向与水流动方向相垂直，反射光分量的传播方向与水流动方向相同；透射探测器，透射探测器用于接收透射光分量，并根据接收的监测光生成第一光谱信号；反射探测器，反射探测器用于接收反射光分量，并根据接收的反射光分量生成第二光谱信号；以及处理单元，处理单元用于接收第一光谱信号和第二光谱信号，并且处理单元确定出多个第一水质概率值，以及处理单元还用于使用第二光谱信号对多个第一水质概率值进行修正，从而将与多个第一水质概率值中的最大值对应的水质类型确定为水环境的水质类型。

技术领域

本发明涉及环境监测领域，具体涉及一种水环境监测装置。

背景技术

随着经济的发展和生活水平日益提高，人们对环境保护也越来越重视。人类的生产活动和生活活动导致了水体的理化特征改变，造成水质恶化，对人类的生命健康造成严重的危害。水环境监测是环境保护的重要方面。水的污染程度可通过水的光谱特性来体现，水中杂质的含量、成分等会对水的光谱特性。

然而，现有的水环境监测装置存在无法实时检测、误差大等问题。

发明内容

本发明提供了一种水环境监测装置，包括：

光源，用于生成监测光；

透射反射器，用于将监测光分为透射光分量和反射光分量，以使得透射光分量的传播方向与水流动方向相垂直，反射光分量的传播方向与水流动方向相同；

透射探测器，透射探测器用于接收透射光分量，并根据接收的监测光生成第一光谱信号，其中第一光谱信号包括透射光分量的光谱信息；

反射探测器，反射探测器用于接收反射光分量，并根据接收的反射光分量生成第二光谱信号，其中第二光谱信号包括反射光分量的光谱信息；以及

处理单元，处理单元用于接收第一光谱信号和第二光谱信号，并且处理单元基于接收的第一光谱信号，确定出与第一光谱信号对应的多个第一水质概率值，以及处理单元还用于使用第二光谱信号对多个第一水质概率值进行修正，从而将与多个第一水质概率值中的最大值对应的水质类型确定为水环境的水质类型。

在根据本发明的一些实施方式中，处理单元还用于通过卷积神经网络确定出与第一光谱信号对应的多个第一水质概率值；以及

处理单元还用于通过卷积神经网络确定出与第二光谱信号对应的多个第二水质概率值。

在根据本发明的一些实施方式中，处理单元还用于使用第二水质概率值与第一水质概率值之间的差值对第一光谱信号进行修正，再通过卷积神经网络确定出与修正后的第一光谱信号对应的、经过修正的多个第一水质概率值。

在根据本发明的一些实施方式中，处理单元还用于在卷积神经网络的交叉熵最小的情况下将与多个第一水质概率值中的最大值对应的水质类型确定为水环境的水质类型。

在根据本发明的一些实施方式中，透射探测器包括：透射聚焦透镜和透射光谱分析单元。

在根据本发明的一些实施方式中，反射探测器包括：反射聚焦透镜和反射光谱分析单元。

在根据本发明的一些实施方式中，透射探测器布置为与光源相对准，并且透射探测器布置为透射探测器与光源的连接方向与水流动方向垂直。

在根据本发明的一些实施方式中，反射探测器布置在水流动方向上。

在根据本发明的一些实施方式中，水环境监测装置还包括准直器，准直器用于将光源生成的监测光转换成平行光。

在根据本发明的一些实施方式中，卷积神经网络使用多对相互对应的第一光谱信号和水质类型和多对相互对应的第二光谱信号和水质类型进行了训练。