[发明专利]水质感测

说明书

一种水质传感器，该水质传感器包括能操作用于测量荧光强度的荧光传感器装置(16)、温度传感器(22)和浊度传感器(24)，这些传感器的输出组合使用以得出样品的BOD浓度值，其中温度传感器(22)的输出用于使用等式(I')对所感测的荧光强度值应用校正，其中F为荧光强度信号，T为温度(℃)，下标mes和ref分别表示测量值和参考值，ρ为温度补偿系数。

本发明涉及一种水质传感器，更具体地涉及一种适用于基本上实时地提供关于水质的信息的传感器及其使用方法。具体来讲，本发明涉及一种能操作用于感测水中的生物需氧量(BOD)浓度的传感器。该传感器可以应用于水流或静水。

如果废水在排入水道之前在水处理厂进行处理，则重要的是经处理的水具有足够良好的水质，以确保对水道所形成的自然环境造成损害的可能性在一定程度上减至最小。

处理厂运行中的故障可能导致其排出的水不能达到足够高的标准，并且危及水道中或水道附近的野生生物(例如鱼类)的健康。如果发生事故导致排出水的水质较差或者导致鱼类或其他野生生物死亡，则处理厂的所有者可能会受到罚款或其他处罚。

用于确定排出水是否符合所需质量的一个参数为BOD浓度，因为BOD浓度指示了水中反应性溶解有机质的量。

通常，BOD是在实验室条件下经过5天测试测量得到的。虽然此类测试指示了样品的BOD浓度，但发布测试结果所需的时间长度足以使大量水在完成测试所需的时间内排入水道。

如果测试结果表明BOD浓度不适合排放，虽然可避免进一步排放，但大量不符合所要求的BOD浓度的水已经排出，从而可能已经危及到野生生物等的健康。

本发明的目的是提供一种传感器，利用该传感器，可以基本上实时地确定测试样品的水质。

根据本发明，提供了一种水质传感器，该水质传感器包括荧光传感器装置、温度传感器和浊度传感器，这些传感器的输出组合使用以得出样品的BOD浓度值，其中温度传感器的输出用于使用以下等式对所感测的荧光强度值应用校正

其中F为荧光信号，T为温度(℃)，下标mes和ref分别表示测量值和参考值，ρ为温度补偿系数。

已经发现，用适当的激励或激发电磁辐射照射样品，会使样品内包含的某些分子发出荧光，该荧光的光度与样品内BOD的水平有关。然而，该荧光和BOD浓度之间的关系还取决于其他因素，包括样品的温度和浊度。不考虑这些因素则会降低测量精度。因此，通过测量这些参数值以及荧光，并校正荧光读数以考虑到感测的温度和浊度水平，可以获得被测样品内BOD浓度的良好指示或近似值。

该荧光传感器装置优选地被安排成用于以波长在260-300nm左右的光照射样品、并检测波长在295-405nm左右的荧光，这种安排对样品内的BOD浓度敏感。

通过使用荧光(进行校正以考虑到温度和浊度的影响)作为样品中BOD浓度的指示，应当理解，可以非常迅速、基本上实时地获得指示样品内BOD浓度的结果。因此，如果在水处理厂使用传感器对即将排入天然水道的水进行测试，在传感器检测到BOD浓度超出可接受范围的情况下，可激活适当的警报，以允许操作员更改工厂操作，避免具有不当BOD浓度的水持续从工厂排出。举例而言，可暂时中断工厂的水排放，以防止不符合所需标准的水从工厂排出。

本发明还涉及一种水测试方法，该方法包括以下步骤：使用荧光传感器装置、响应于用具有激发波长的电磁辐射照射样品来测量样品荧光，测量样品的温度和浊度，使用测得的温度和浊度得出经校正的荧光强度，并且使用经校正的荧光强度得出样品BOD浓度的指示，其中测得的温度用于使用以下等式对所感测的荧光强度值应用校正

其中F为荧光信号，T为温度(℃)，下标mes和ref分别表示测量值和参考值，ρ为温度补偿系数。

将通过举例的方式参考附图对本发明进行进一步描述，在附图中：