[发明专利]一种基于光能量积分球的水质检测监测系统装置及方法

权利要求书

1.一种基于光能量积分球的水质检测监测系统，其特征在于，包括前端检测监测装置和后端检测监测系统，所述前端检测监测装置和所述后端检测监测系统通过网络通讯进行数据传输；所述前端检测监测装置包括能源模块、结构模块、主控模块和外设模块；所述能源模块与所述结构模块连接；所述能源模块、结构模块和外设模块均与所述主控模块连接，所述能源模块用于为所述前端检测监测装置提供能源电流；所述结构模块用于检测监测水质；所述外设模块用于将采集光能量数据传输到后端检测监测系统；所述后端检测监测系统包括AI模型库、数据库模块、大数据计算模块、管理模块和应用模块，所述AI模型库、数据库模块、大数据计算模块和应用模块均与管理模块连接，所述AI模型库用于存放多种水质算法模型数据；所述数据库模块用于接收并存放所述前端检测监测装置采集的数据；所述大数据计算模块用于利用AI模型库中水质算法数据模型计算水中的水质指标的数值和变化；所述管理模块用于管理和协调所述后端检测监测系统中所述AI模型库、数据库模块、大数据计算模块和应用模块之间的运作；所述应用模块用于将所述大数据模块计算的结果进行反馈；

所述结构模块包括积分球体、电磁阀、循环泵、200～1100nm光源、温度水位模组和光谱采集探头，所述电磁阀的上部与所述能源模块相连接，所述电磁阀的下部与所述积分球体的底部相连接，且所述电磁阀通过所述能源模块控制将所述积分球体内部的水排出；所述循环泵的上部与所述能源模块相连接，所述循环泵的下部分别与待检测监测水源和所述积分球体的顶部相连接且伸入所述积分球体内部，通过所述能源模块控制将待检测监测的水源抽入所述积分球体内；所述200～1100nm光源与能源模块连接，通过能源模块控制向检测监测的积分球体及水体提供200～1100nm光能量；所述温度水位模组与主控模块连接，用于将所述积分球体内部温度、水体温度和水位传输给主控模块；所述光谱采集探头与主控模块连接，用于将所述积分球体内部的光能量的数值和变化上报给主控模块；

采用该基于光能量积分球的水质检测监测系统进行水质检测的方法，具体包括以下步骤：

S1：准备数据，选择待检测的水质指标并调取所述水质指标的水质算法数据模型，

S2：采用步骤S1中准备的数据进行基线校正；

S3：采用步骤S2中校正后的数据处理结果计算距离；

S4：根据步骤S1中调取的水质算法数据模型对应的阈值进行数据剔除，若超出所述阈值则剔除光谱，从而获得未超出阈值的数据样本集；

S5：对步骤S4中获得的数据样本集统计平均样点个数；

S6：结合步骤S1中准备的数据对步骤S5中的数据结果计算反射率，得到反射率数据结果；

S7：对步骤S6中反射率数据结果进行预处理；

S8：根据待检测的水质指标的所述水质算法数据模型输出该水质指标的检测数值。

2.根据权利要求1所述的基于光能量积分球的水质检测监测系统，其特征在于，所述能源模块包括至少一种清洁能源输入模组、清洁能源控制模组、交流电输入模组、变压模组、蓄电池和能源控制模组，所述能源输入模组与清洁能源控制模组连接，用于为所述前端检测监测装置提供能源电流；所述清洁能源控制模组的另一端与蓄电池相连接，所述清洁能源控制模组用于将所述清洁能源输入转换的能源电流输配到蓄电池和防止所述蓄电池过充和倒灌；所述交流电输入模组与变压模组连接，用于为所述前端检测监测装置提供市电交流电能源电流；所述变压模组 的另一端与所述蓄电池和能源控制模块连接，用于将交流电能源电流转换成蓄电池的直流电能输配到蓄电池且防止蓄电池过充和倒灌，同时通过所述能源控制模组给所述前端检测监测装置提供能源电流；所述能源控制模组一端连接所述蓄电池和变压模组，另一端连接主控模块和结构模块，用于通过主控模块的指令为主控模块和结构模块提供能源电流。

3.根据权利要求2所述的基于光能量积分球的水质检测监测系统，其特征在于，所述主控模块包括光谱采集模组和主控模组，所述光谱采集模组的一端连接所述主控模组，另一端连接所述结构模块的光谱采集探头，用于把所述光谱采集探头采集的光能量数据传输给所述主控模组；所述主控模组分别与能源控制模组、温度水位模组和外设模组连接。