[发明专利]一种基于液芯光纤和紫外光谱的水质监测系统

权利要求书

1.一种基于液芯光纤和紫外光谱的水质监测系统及检测方法，其特征在于：它包括紫外LED光源、液芯光纤、水样输入孔、水样输出孔、光电传感器、输入多模光纤、输出多模光纤和单片机；从LED光源发出光束通过输入光纤传输进入液芯光纤，同时待测水样通过水样输入孔流入液芯，对光束进行吸收，光束经输出多模光纤传入光电传感器，传感器接收吸收后的光束，并检测对应LED发出波长的光强，将光信号转换为电信号传入单片机，通过1-DCNN神经网络对结果进行处理，获得待测水体的总磷、总氮、氨氮和COD四个指标的数据，并发送至终端计算机，可实现实时监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于液芯光纤和紫外光谱的水质监测系统，其特征在于：所述的LED光源使用紫外波段LED灯珠，波长为200nm、220nm、240nm、260nm、280nm、300nm、320nm、340nm、360nm、380nm和400nm，每种波长两只灯珠，采用先串后并的连接方式，相同波长的灯珠串联，不同波长的灯珠并联。

3.根据权利要求1所述的一种基于液芯光纤和紫外光谱的水质监测系统，其特征在于：所述的液芯光纤外壁使用FEP管，内径800μm。

4.根据权利要求1所述的一种基于液芯光纤和紫外光谱的水质监测系统，其特征在于：所述的输入多模光纤、输出多模光纤芯径600μm，输入、输出多模光纤的芯径应略小于FEP管的内径。

5.根据权利要求1所述的一种基于液芯光纤和紫外光谱的水质监测系统，其特征在于：所述的输入、输出多模光纤与液芯光纤使用AB胶连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于液芯光纤和紫外光谱的水质监测系统，其特征在于：所述的水样输入孔使用蠕动泵将待测水样泵入，流速为2.5mL/min。

7.根据权利要求1所述的一种基于液芯光纤和紫外光谱的水质监测系统，其特征在于：所述表明水质的四个重要指标：总磷、总氮、氨氮和COD使用1-D CNN神经网络算法对光谱处理后得出；通过使用紫外可见分光光度计采集水样的光谱数据,将总磷、总氮、氨氮和COD的光吸收度、透射率、反射率数据经电信号转换成一维数据后输入已训练好的1-D CNN神经网络，输出特定波长下的总磷、总氮、氨氮和COD的预测结果，最后取所有波长下的四个指标的均值作为四个指标的预测值。