[发明专利]一种水质监测系统及方法

说明书

本发明实施例提供一种水质监测系统及方法，包括外壳、水槽、光谱采集模块、校正模块、控制模块和云平台分析模块，其中：水槽、光谱采集模块、校正模块和控制模块设置在外壳内部；水槽为盛装待测水体的容器，设置在光谱采集模块的下方，水槽的外壁上方设置有光孔；光谱采集模块固定设置在水槽的外壁上方，包括光束出光口和反射光采集口，光束出光口和反射光采集口通过光孔垂直置入于水槽内的待测水体中；校正模块固定设置在水槽的外壁上方；控制模块连接光谱采集模块和校正模块；云平台分析模块和控制模块进行无线连接。本发明实施例将测量得到的反射光谱进行反演处理，定期对反演结果进行校正，提高水质参数监测的效率和准确性。

技术领域

本发明实施例涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种水质监测系统及方法。

背景技术

水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。水质监测的范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。

现有水质参数检测分析的主要方法包括：电化学方法、生物传感方法和物理方法。其中，电化学分析方法由于仪器设备简单、操作方便、分析灵敏度高，便于小型化可用于在线实时的水质检测，但是电化学传感器的制备相当复杂，使用寿命不长，从而限制了该方法的使用。生物传感反应快速、成本低，但基于生物活性和反映环境的限制，生物传感重复利用性差，灵敏度低限制了该方法使用。物理方法可以分为三种：色谱法、质谱法、直接光谱法。色谱法分析速度快、灵敏度高，但是处理量小、操作周期长，主要用于实验室分析。质谱法通常与色谱法联用，此项技术虽然分析精度高、重复性好，但是存在测量复杂，设备昂贵等缺点。

在目前的水质监测领域中，直接光谱法作为重要研究方向得到广泛关注。然而，在此基础上，如何提高水质监测的效率以及准确度，依旧是水质监测领域的所要面临的问题。因此，现在亟需一种水质监测系统和方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种水质监测系统及方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种水质监测系统，包括外壳、水槽、光谱采集模块、校正模块、控制模块和云平台分析模块，其中：

所述水槽、所述光谱采集模块、所述校正模块和所述控制模块设置在外壳内部；

所述水槽，包括进水口和出水口，为盛装待测水体的容器，设置在所述光谱采集模块的下方，所述水槽的外壁上方设置有光孔；

所述光谱采集模块固定设置在所述水槽的外壁上方，包括光束出光口和反射光采集口，用于发送进行水体监测的光到所述水槽的待测水体中，并将采集的反射光转化为光谱数据，发送到所述控制模块，所述光束出光口和所述反射光采集口通过所述光孔垂直置入于所述水槽内的待测水体中；

所述校正模块固定设置在所述水槽的外壁上方，用于对所述水槽内的待测水体进行化学测量，并将测量得到的水质校正参数发送到所述控制模块；

所述控制模块连接所述光谱采集模块和所述校正模块，用于通过预设的控制参数，对所述光谱采集模块和所述校正模块进行控制，并将所述光谱数据和所述水质校正参数发送到所述云平台分析模块；

所述云平台分析模块和所述控制模块进行无线连接，用于根据所述光谱数据，通过反演模型获取待测水体的水质参数分析结果，并根据所述水质校正参数，通过校正单元定期对所述水质参数分析结果进行校正。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于第一方面所述的水质监测系统的水质监测方法，包括：

获取待测水体的光谱数据和水质校正参数；