一種水質監測系統及方法
【專利摘要】本發明提供了一種水質監測系統及方法，所述系統包括：測量裝置、控制器、顯示器、多個試劑容器、多個備用試劑容器、蒸餾水容器、清洗容器以及廢液容器；所述測量裝置包括光源、旋轉濾光片、水樣容器以及監測光接收器；所述多個試劑容器裝有至少監測兩種污染因子的多個反應試劑，每個試劑容器裝有一種反應試劑；所述旋轉濾光片包括至少兩個濾光片，可以獲得至少兩種波長的監測光，采用本發明所提供的水質監測系統，啟動一次水質監測系統可同時監測不同的污水因子，監測不同的污水因子時采用共同的測量裝置、蒸餾水容器、清洗容器以及廢液容器，也不需要手動更換濾光片，節省污水監測時間，減少污水監測成本以及所占用的監測空間。
【專利說明】一種水質監測系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學探測【技術領域】，特別是涉及一種水質監測系統及方法。
【背景技術】
[0002]隨著工農業生產的發展，工農業生產所產生的廢水、廢料不斷排放到地下水或附近的河流中，造成地下水和河流的污染。為了滿足可持續發展的要求，需要對地表水以及工廠排污口的廢水進行水質實時監測，以便及時發現被污染的地表水以及排放超標的排污口，及時治理，保護水環境符合可持續發展的需求。
[0003]對污水的實時監測，主要檢測污水中的化學需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、氨氮含量以及重金屬含量等污染因子，其中，COD主要測量水樣中需要被氧化的還原性物質的量。監測每種污染因子所需的光源的波長不同，比如:監測COD需要的波長為410nm或600nm左右，監測氨氮所需的波長為660nm左右。監測不同的重金屬需要的波長也不同，例如:監測鉛需要540nm左右等。
[0004]現有的水質分析儀只有一個濾光片，每次只能提供一種波長的光源，每啟動一次水質監測系統次只能對污水的一種污染因子進行監測，測量下一個污水因子時，需要關閉水質監測系統手動更換濾光片和試劑容器中的反應試劑，浪費監測時間。如果需要同時監測多種污染因子，則需要多個水質分析儀，成本高，占用空間大。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提供了一種水質監測系統及方法，所述系統可以同時提供多種污水處理因子的監測條件，啟動一次可以同時監測多種污水處理因子，造價低，所占空間小。
[0006]一種水質監測系統，所述系統包括:
[0007]測量裝置、控制器、顯示器、多個試劑容器、多個備用試劑容器、蒸餾水容器、清洗容器以及廢液容器；
[0008]所述測量裝置包括光源、旋轉濾光片、水樣容器以及監測光接收器；
[0009]所述多個試劑容器裝有至少監測兩種污染因子的多個反應試劑，每個試劑容器裝有一種反應試劑；
[0010]所述旋轉濾光片包括至少兩個濾光片，可以獲得至少兩種波長的監測光；
[0011]多個備用試劑容器用于裝反應試劑；
[0012]清洗容器用于裝清洗試劑，所述清洗試劑用于清洗各個傳輸管道；
[0013]蒸餾水容器用于裝蒸餾水，所述蒸餾水用于清洗水樣容器或稀釋水樣；
[0014]廢液容器用于裝系統的廢液；
[0015]水樣容器中的污水樣品與反應試劑反應后，光源輸出的光信號經旋轉濾光片濾光獲得監測污水因子所需波長的監測光信號，監測光信號透過水樣容器中的污水樣品后被監測光接收器接收并發送到控制器；[0016]控制器分析監測光信號后得到污水因子監測結果發送到顯示器進行顯示。
[0017]可選的，所述光源為:
[0018]LED白光光源。
[0019]可選的，所述水樣容器的材質為:
[0020]石英玻璃。
[0021]可選的，所述旋轉濾光片包括:
[0022]四個濾光片或六個濾光片。
[0023]可選的，所述濾光片包括:
[0024]COD監測濾光片、氨氮監測濾光片以及至少兩種重金屬監測濾光片。
[0025]可選的，所述控制器為:
[0026]可編程邏輯控制器。
[0027]一種水質監測方法，所述方法包括:
[0028]當水樣容器中裝有待測污水樣品后，控制器控制與水樣容器相連的導管抽取預設種類和體積的反應試劑；
[0029]當污水樣品與反應試劑反應結束后，控制器控制光源輸出光信號；
[0030]光信號經旋轉濾光片濾光獲得監測污水因子所需波長的監測光信號；
[0031]監測光信號透過水樣容器中的污水樣品后被監測光接收器接收并發送到控制器；
[0032]控制器分析監測光信號后得到污水因子監測結果發送到顯示器進行顯示；
[0033]控制器控制蒸餾水容器清洗水樣容器，并控制旋轉濾光片旋轉至監測另外一個污水樣品所需的濾光片，抽取下一個污水樣品進行監測。
[0034]可選的，所述方法還包括:
[0035]控制器將所有污水樣品的監測結果發送到顯示器進行顯示。
[0036]可選的，所述方法還包括:
[0037]控制器控制各個試劑傳輸管道從清洗容器抽取清洗試劑對試劑傳輸管道進行清洗，并控制將清洗后的廢液排放至廢液容器。
[0038]由上述內容可知，本發明有如下有益效果:
[0039]本發明提供了一種水質監測系統及方法，所述系統包括:測量裝置、控制器、顯示器、多個試劑容器、多個備用試劑容器、蒸餾水容器、清洗容器以及廢液容器；所述測量裝置包括光源、旋轉濾光片、水樣容器以及監測光接收器；所述多個試劑容器裝有至少監測兩種污染因子的多個反應試劑，每個試劑容器裝有一種反應試劑；所述旋轉濾光片包括至少兩個濾光片，可以獲得至少兩種波長的監測光；多個備用試劑容器用于裝反應試劑；清洗容器用于裝清洗試劑，所述清洗試劑用于清洗各個傳輸管道；蒸餾水容器用于裝蒸餾水，所述蒸餾水用于清洗水樣容器或稀釋水樣；廢液容器用于裝系統的廢液；水樣容器中的污水樣品與反應試劑反應后，光源輸出的光信號經旋轉濾光片濾光獲得監測污水因子所需波長的監測光信號，監測光信號透過水樣容器中的污水樣品后被監測光接收器接收并發送到控制器；控制器分析監測光信號后得到污水因子監測結果發送到顯示器進行顯示。采用本發明所提供的水質監測系統，啟動一次水質監測系統可同時監測不同的污水因子，監測不同的污水因子時采用共同的測量裝置、蒸餾水容器、清洗容器以及廢液容器，也不需要手動更換濾光片，節省污水監測時間，減少污水監測成本以及所占用的監測空間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0041]圖1為本發明一種水質監測系統實施例一結構示意圖；
[0042]圖2為本發明測量裝置結構示意圖；
[0043]圖3為本發明旋轉濾光片結構示意圖；
[0044]圖4為本發明一種水質監測方法實施例二流程圖。
【具體實施方式】
[0045]本發明公開了一種水質監測系統及方法，所述系統可以同時提供多種污水處理因子的監測條件，啟動一次可以同時監測多種污水處理因子，節省污水監測時間，減少污水監測成本以及所占用的監測空間。
[0046]下面結合附圖對本發明實施例進行詳細說明。
[0047]實施例一
[0048]圖1為本發明一種水質監測系統實施例一結構示意圖，所述系統包括:
[0049]測量裝置101、控制器102、顯示器103、多個試劑容器01?08、多個備用試劑容器09?11、蒸餾水容器104、清洗容器105以及廢液容器106。
[0050]圖2為本發明測量裝置結構示意圖，所述測量裝置101包括光源201、旋轉濾光片202、水樣容器203以及監測光接收器204。
[0051]所述光源201為白光光源,在具體的監測系統中一般米用LED白光光源。
[0052]旋轉濾光片202的結構如圖3所示，旋轉濾光片202至少包括兩種濾光片，可以獲得監測至少兩種污水因子所需波長的光信號。圖3中所示的旋轉濾光片202有四個濾光片，即可以獲得監測四種污水處理因子所需波長的光信號。這里需要說明的是，旋轉濾光片202還可以包括5個或者6個濾光片等更多個數的濾波片，在制作旋轉濾光片202時，可以根據實際需要自行設定，這里不進行具體限定。
[0053]旋轉濾光片202上設置的濾光片包括:
[0054]COD監測濾光片、氨氮監測濾光片以及至少兩種重金屬監測濾光片等。
[0055]水樣容器203主要是裝被監測的污水樣品，實際使用過程中，從試劑容器中抽取所需種類以及體積的反應試劑與污水樣品進行反應。
[0056]水樣容器203常用的材質為石英玻璃。
[0057]監測光接收器204主要用于接收從水樣容器透過的監測光信號，將監測光信號轉換成電信號發送到控制器進行分析。在實際使用中，系統中的監測光接收器204可以是光
電二極管等。
[0058]所述多個試劑容器01?08裝有至少監測兩種污染因子的多個反應試劑，每個試劑容器裝有一種反應試劑。[0059]每個試劑容器中裝有一種與污水樣品反應的試劑，比如:掩蔽試劑，用來去除污水樣品中的干擾離子；氧化試劑，用于氧化污水樣品中的待測污水因子等。這里需要說明的是，試劑容器不僅限于圖1中所示的01?08，還可以根據實際需要設計更多的試劑容器。
[0060]多個備用試劑容器09?11用于裝反應試劑。備用試劑容器的個數不僅限于圖1所示的三個，還可以根據實際需要設置更多的備用試劑容器。
[0061]蒸餾水容器104用于裝蒸餾水，所述蒸餾水用于清洗水樣容器或稀釋水樣。
[0062]蒸餾水容器104中裝的蒸餾水，當水樣容器203中的污水樣品濃度高時，可以抽取蒸餾水容器104中的蒸餾水進行稀釋；當水樣容器203中的污水樣品監測完后，可以抽取蒸餾水容器104中的蒸餾水對水樣容器進行清洗。
[0063]清洗容器105用于裝清洗試劑，所述清洗試劑用于清洗各個傳輸管道。
[0064]清洗容器105中裝的清洗試劑一般采用弱酸，用于對各個試劑傳輸管道進行清洗。
[0065]廢液容器106用于裝系統的廢液。
[0066]清洗管道的廢液、水樣容器203監測后的污水樣品以及清洗水樣容器203的廢液等都可以排到廢液容器106中。一般情況下，廢液容器設置在整個系統的最下面，以免廢液污染到其他的試劑。
[0067]水樣容器中的污水樣品與反應試劑反應后，光源輸出的光信號經旋轉濾光片濾光獲得監測污水因子所需波長的監測光信號，監測光信號透過水樣容器中的污水樣品后被監測光接收器接收并發送到控制器；控制器分析監測光信號后得到污水因子監測結果發送到顯示器進行顯示。
[0068]—般情況下，控制器102可以采用可編程邏輯控制器(Programmable LogicController, PLC)。
[0069]由上述內容可知，本發明有如下有益效果:
[0070]測量裝置、控制器、顯示器、多個試劑容器、多個備用試劑容器、蒸餾水容器、清洗容器以及廢液容器；所述測量裝置包括光源、旋轉濾光片、水樣容器以及監測光接收器；所述多個試劑容器裝有至少監測兩種污染因子的多個反應試劑，每個試劑容器裝有一種反應試劑；所述旋轉濾光片包括至少兩個濾光片，可以獲得至少兩種波長的監測光；多個備用試劑容器用于裝反應試劑；清洗容器用于裝清洗試劑，所述清洗試劑用于清洗各個傳輸管道；蒸餾水容器用于裝蒸餾水，所述蒸餾水用于清洗水樣容器或稀釋水樣；廢液容器用于裝系統的廢液；水樣容器中的污水樣品與反應試劑反應后，光源輸出的光信號經旋轉濾光片濾光獲得監測污水因子所需波長的監測光信號，監測光信號透過水樣容器中的污水樣品后被監測光接收器接收并發送到控制器；控制器分析監測光信號后得到污水因子監測結果發送到顯示器進行顯示。采用本發明所提供的水質監測系統，啟動一次水質監測系統可同時監測不同的污水因子，監測不同的污水因子時采用共同的測量裝置、蒸餾水容器、清洗容器以及廢液容器，也不需要手動更換濾光片，節省污水監測時間，減少污水監測成本以及所占用的監測空間。
[0071]實施例二
[0072]圖4為本發明一種水質監測方法實施例二流程圖，是與實施例一所述的系統所對應的方法，所述方法包括。[0073]步驟401:當水樣容器中裝有待測污水樣品后，控制器控制與水樣容器相連的導管抽取預設種類和體積的反應試劑。
[0074]步驟402:當污水樣品與反應試劑反應結束后，控制器控制光源輸出光信號。
[0075]步驟403:光信號經旋轉濾光片濾光獲得監測污水因子所需波長的監測光信號。
[0076]步驟404:監測光信號透過水樣容器中的污水樣品后被監測光接收器接收并發送到控制器。
[0077]步驟405:控制器分析監測光信號后得到污水因子監測結果發送到顯示器進行顯
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[0078]步驟406:控制器控制蒸餾水容器清洗水樣容器，并控制旋轉濾光片旋轉至監測另外一個污水樣品所需的濾光片，抽取下一個污水樣品進行監測。
[0079]在監測過程中，清洗水樣容器，抽取反應試劑以及更換旋轉濾光片都由PLC控制自動完成，不需要人工參與，水質監測系統中有監測多種污水因子的反應試劑，也包括監測多種污水因子的濾光片，可以實現一次性監測多種污水因子。
[0080]采用本發明所提供的水質監測系統利用上述方法對多個污水樣品進行監測，啟動一次設備，可以同時對多個污水樣品進行監測，監測不同的污水因子時采用共同的測量裝置、蒸餾水容器、清洗容器以及廢液容器，也不需要手動更換濾光片，節省污水監測時間，減少污水監測成本以及所占用的監測空間。
[0081]在實際監測過程中，還可以包括:控制器將所有污水樣品的監測結果發送到顯示器進行顯示。
[0082]一定時間內，對系統中的各個傳輸管道進行清洗，控制器控制各個試劑傳輸管道從清洗容器抽取清洗試劑對試劑傳輸管道進行清洗，并控制將清洗后的廢液排放至廢液容器。
[0083]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種水質監測系統，其特征在于，所述系統包括: 測量裝置、控制器、顯示器、多個試劑容器、多個備用試劑容器、蒸餾水容器、清洗容器以及廢液容器； 所述測量裝置包括光源、旋轉濾光片、水樣容器以及監測光接收器； 所述多個試劑容器裝有至少監測兩種污染因子的多個反應試劑，每個試劑容器裝有一種反應試劑； 所述旋轉濾光片包括至少兩個濾光片，可以獲得至少兩種波長的監測光； 多個備用試劑容器用于裝反應試劑； 清洗容器用于裝清洗試劑，所述清洗試劑用于清洗各個傳輸管道； 蒸餾水容器用于裝蒸餾水，所述蒸餾水用于清洗水樣容器或稀釋水樣； 廢液容器用于裝系統的廢液； 水樣容器中的污水樣品與反應試劑反應后，光源輸出的光信號經旋轉濾光片濾光獲得監測污水因子所需波長的監測光信號，監測光信號透過水樣容器中的污水樣品后被監測光接收器接收并發送到控制器； 控制器分析監測光信號后得到污水因子監測結果發送到顯示器進行顯示。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述光源為: LED白光光源。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述水樣容器的材質為: 石英玻璃。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述旋轉濾光片包括: 四個濾光片或六個濾光片。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述濾光片包括: COD監測濾光片、氨氮監測濾光片以及至少兩種重金屬監測濾光片。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的系統，其特征在于，所述控制器為: 可編程邏輯控制器。
7.一種水質監測方法，其特征在于，所述方法包括: 當水樣容器中裝有待測污水樣品后，控制器控制與水樣容器相連的導管抽取預設種類和體積的反應試劑； 當污水樣品與反應試劑反應結束后，控制器控制光源輸出光信號； 光信號經旋轉濾光片濾光獲得監測污水因子所需波長的監測光信號； 監測光信號透過水樣容器中的污水樣品后被監測光接收器接收并發送到控制器； 控制器分析監測光信號后得到污水因子監測結果發送到顯示器進行顯示； 控制器控制蒸餾水容器清洗水樣容器，并控制旋轉濾光片旋轉至監測另外一個污水樣品所需的濾光片，抽取下一個污水樣品進行監測。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 控制器將所有污水樣品的監測結果發送到顯示器進行顯示。
9.根據權利要求7-8任意一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 控制器控制各個試劑傳輸管道從清洗容器抽取清洗試劑對試劑傳輸管道進行清洗，并控制將清洗后的廢液排放至廢液容器。
【文檔編號】G01N21/17GK103645140SQ201310745779
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】楊儀方, 郜武 申請人:北京雪迪龍科技股份有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
