[发明专利]一种饮用水源地水质突变预警与监测系统和方法

权利要求书

1.一种饮用水源地水质突变预警与监测系统，其特征在于，该系统包括光谱检测探头、光纤、光谱仪、中央处理单元和显示器，所述的光谱检测探头用于对水体进行光谱测试得到光谱信号，所述的光谱信号由光纤传至所述的光谱仪进行光谱记录，所述的光谱仪通过数据线连接中央处理单元，在所述的中央处理单元中将所述光谱仪记录的光谱与数据库中的标准光谱进行对比，进行水体中的污染物浓度解析，通过解析的污染物浓度判断某类污染物是否超标，所述中央处理单元中的浓度解析结果通过所述的显示器进行展示。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的光谱检测探头包括紫外光谱探头、拉曼光谱探头和荧光光谱探头，所述的紫外光谱探头、拉曼光谱探头和荧光光谱探头分别通过光纤连接所述的光谱仪用于进行水体紫外光谱、拉曼光谱和荧光光谱的测试。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括探头清洗单元用于清洗所述的光谱检测探头。

4.一种饮用水源地水质突变预警与监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采用光谱检测探头对水体进行光谱测试得到光谱信号，将所述的光谱信号由光纤传至光谱仪进行光谱记录，所述光谱仪记录的光谱通过数据线传入中央处理单元，在所述的中央处理单元中与数据库中的标准光谱进行对比，进行水体中的污染物浓度解析，通过解析的污染物浓度判断某类污染物是否超标，如果超标则进行污染预警，所述中央处理单元中的浓度解析结果通过显示器进行展示。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的光谱检测探头包括紫外光谱探头、拉曼光谱探头和荧光光谱探头，所述的紫外光谱探头、拉曼光谱探头和荧光光谱探头分别通过光纤连接所述的光谱仪进行水体紫外光谱、拉曼光谱和荧光光谱的测试。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的光谱检测探头定期或者不定期进行清洗，以保证探头处于良好工作状态。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述污染物浓度解析的方法为：对于数据库中的紫外光谱、拉曼光谱、荧光光谱数据，采用小波分析进行光谱解析，通过选择子波及小波分解层数，对光谱进行多尺度分解和小波重建。使用支持向量机分类，将光谱的小波变换系数矩阵作为训练样本输入支持向量机进行训练，经过训练，SVC能通过光谱的小波变换系数矩阵准确识别出物质的具体种类，使用支持向量机回归，对以上的光谱的小波变换系数矩阵为输入，以它们的浓度为目标，分别进行SVR回归分析，建立光谱-浓度的回归方程，采用所建立的光谱-浓度的回归方程和光谱检测探头检测的光谱得出污染物浓度。