CN108254320A - 一种宽光谱多参数水质在线检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽光谱多参数水质在线检测仪，属于水质检测技术领域。比色皿(13)用来装水质样本和蠕动泵(15)用来实现水管进出水和清洗。比色皿(13)和蠕动泵(15)通过螺纹配合固定在导轨(7)上，光谱仪(9)通过可调节的管箍一同固定在该导轨(7)上，并将该导轨(7)通过螺纹配合固定在箱体(14)的底部。转换器(4)、转换器(5)和继电器(6)通过电线相互连接，分别用螺纹配合固定在导轨(7)上，导轨(7)由螺纹固定在箱体(14)的中部。水管(12)和箱体(14)是一体化结构，水管(12)用来走上水或下水清洗所用的水软管。该装置机械结构简单，准确性好。采用光谱法，灵敏度高，速度快，检测更加精确。
Description
技术领域
本发明涉及一种宽光谱检测水质多参数的装置，尤其涉及通过各种水质参数的光学特性检测水质参数的光谱仪的结构，属于水质检测技术领域。
背景技术
近年来随着水资源污染日益严重，水质监测作为水污染控制工作中的基础性工作，其意义和作用也变得更加重要。现今普遍使用的站房式监测仪体积过于庞大，维护成本高，二次污染，安装和固定难度高，运输不便，而且使用的化学试剂有保存年限，需要定期更换，检测过程耗时长且复杂。而光谱检测仪相比于传统的试剂法检测仪结构更为简单，采样方式灵活，检测速率高，分析速度快，选择性强，制造和运营维护成本更低，使用、运输和携带更为方便，使用光学法测量水质参数的光学特性，所测数据更加准确。
发明内容
本发明的目的是提供结构紧凑、简单，加工精密，体积小质量轻，密封性好的一种宽光谱多参数水质检测仪的结构，可应用在便携式水质检测和浮标式在线水质检测中。其优势在于结构简单，使用方便，测量结果准确，易于使用和加工，减少了检测水质参数的各种繁琐步骤，提高了检测效率，降低了生产成本和维修费用。
基于宽光谱检测水质多参数的装置，该光谱装置包括：箱盖(1)、屏幕(2)、屏幕板(3)、转换器(4)、转换器(5)、继电器(6)、导轨(7)、走线管(8)、光谱仪(9)、接头(10)、DTU(11)、水管(12)、比色皿(13)、箱体(14)和蠕动泵(15)。
比色皿(13)用来装水质样本和蠕动泵(15)用来实现水管进出水和清洗。比色皿(13)和蠕动泵(15)通过螺纹配合固定在导轨(7)上，光谱仪(9)通过可调节的管箍一同固定在该导轨(7)上，并将该导轨(7)通过螺纹配合固定在箱体(14)的底部。
转换器(4)将电源电压转换为5V电压给屏幕(2)供电，转换器(5)将电源电压转换为12V电压给DTU(11)供电，继电器(6)用于控制DTU和屏幕的开启和关闭。转换器(4)、转换器(5)和继电器(6)通过电线相互连接，分别用螺纹配合固定在导轨(7)上，导轨(7)由螺纹固定在箱体(14)的中部。
屏幕(2)通过螺母固定在屏幕板(3)上，屏幕板(3)由螺纹配合固定在箱体(14)的上部。屏幕(2)和DTU(11)通过串口线连接。通过串口线进行数据传输。
箱盖(1)通过螺纹固定将箱体(14)密封。
水管(12)和箱体(14)是一体化结构，水管(12)用来走上水或下水清洗所用的水软管。
所述该装置机械结构简单，准确性好。
与现有技术相比，本发明的优势如下：
1、使用方便简单；
2、结构紧凑简单，加工精密，体积小质量轻，密封性好；
3、检测周期短、成本低；
4、采用光谱法，灵敏度高，速度快，检测更加精确；
附图说明
图1为该光谱仪的结构原理主视图。
图2为该光谱仪的结构原理左视图。
图3为零件组成图一。
图4为零件组成图二。
图中：1.箱盖2.屏幕3.屏幕板4.转换器5.转换器6.继电器7.导轨8.走线管9.光谱仪10.接头11.DTU 12.水管13.比色皿14.箱体15.蠕动泵.
具体实施方式
本装置结构如图1-2所示。零件组成部分如图3和图4所示。本发明结构箱体主要分为底部、中部、上部三部分。
基于宽光谱检测水质多参数的装置包括：箱盖(1)、屏幕(2)、屏幕板(3)、转换器(4)、转换器(5)、继电器(6)、导轨(7)、走线管(8)、光谱仪(9)、接头(10)、DTU(11)、水管(12)、比色皿(13)、箱体(14)和蠕动泵(15)。
比色皿(13)和蠕动泵(15)通过螺纹配合固定在导轨(7)上，两个光谱仪(9)通过可调节的管箍一同固定在导轨(7)上，导轨(7)通过螺纹配合固定在箱体(14)的底部。
转换器(4)、转换器(5)、继电器(6)分别通过螺纹配合固定在导轨(7)上，该导轨由螺纹固定在箱体(14)中部。
屏幕(2)通过螺母固定在屏幕板(3)上，屏幕板(3)通过螺纹配合固定在箱体(14)的上部。
箱盖(1)通过螺纹配合与箱体(14)连接，实现箱体(14)的密封。
箱体(14)有进出水管的水管(12)通道，所有的电线都通过走线管(8)和接头(10)。
该装置动作过程：
S1.由蠕动泵(15)通过水管(12)抽取水质样本到比色皿(13)中。
S2.比色皿(13)中水质样本由光谱仪(9)通过光纤获得光谱数据信号。
S3.将光谱数据信号通过串口线传递给DTU(11)。
S4.DTU(11)通过数据解析处理和模型计算得到光谱测量数据。
S5.将DTU(11)得到的光谱测量数据通过串口线传递给屏幕(2)进行测量结果显示。
一种宽光谱多参数水质在线检测仪，该在线检测仪分为水循环***、采样***、水质分析和显示***。
水循环***包括：蠕动泵(15)、水管(12)、比色皿(13)。采样***包括：光谱仪(9)、比色皿(13)。水质分析***包括：DTU(11)。显示***包括屏幕(2)。
水循环***包括进水***和出水***。进水***能持续不断地向比色皿(13)提供水样，蠕动泵在该装置DTU(11)通过程序的控制蠕动泵(15)的启停，把污水导入采样***中。出水***将从采样***出来的污水排出，并获取当前污水样品。采样***包括水质参数采集***和光谱数据采集***。光谱数据采集***由光谱仪(9)组成，光谱仪(9)包括光源、光谱和光纤组成。光源通过光纤连接比色皿(13)，比色皿(13)通过光纤连接光谱。光源用于提供稳定的光，经过比色皿(13)中的水质样本由光谱接收。光纤是光信号的传输介质。水质分析***和显示***对由采样***获得的数据进行处理,并显示最终结果。水质分析***包括DTU(11)。显示用触摸屏幕(2)。触摸屏(2)不仅能显示水质参数,而且可直接对分析仪进行各项操作。
该装置采用模块化设计，除了以后便于扩充不同的测量单元外,主要目的是为了防止模块之间的相互干扰，提高仪器运行的稳定性。
本发明是水质检测相关，因此要考虑到结构的耐腐蚀的问题。由于一般的材质刚度和硬度不够，而铁制品和铝制品等金属制品的耐腐蚀性不够，因此只考虑使用不锈钢材料和钛合金材料才生产制造本发明的结构。但是由于钛合金材料本身的成本过高且对于加工要求较高，加工成本也很高，因此本发明采用的是既耐腐蚀而且材料成本和加工成本较低的不锈钢材料。
与现有的技术相比较，在设计本发明结构时，首先考虑到现在光谱仪器普遍体积较大，给安装维修和携带运输造成很大的不便，因此在设计时经过认真计算和全面考虑，将各部分的结构尽可能的缩小。考虑到光谱仪内部结构及其本身的硬度和刚度，经过多次试验，最终确定了结构为最合适加工的厚度。
考虑到结构设计的问题，将宽光谱法检测相关设备零件设计成一体式的结构，当各部分连接起来时，由箱盖密封，参考了工业设计的审美学理论，使得造型更加美观。
Claims (3)
1.一种宽光谱多参数水质在线检测仪，其特征在于：该光谱装置包括箱盖(1)、屏幕(2)、屏幕板(3)、转换器(4)、转换器(5)、继电器(6)、导轨(7)、走线管(8)、光谱仪(9)、接头(10)、DTU(11)、水管(12)、比色皿(13)、箱体(14)和蠕动泵(15)；
比色皿(13)用来装水质样本和蠕动泵(15)用来实现水管进出水和清洗；比色皿(13)和蠕动泵(15)通过螺纹配合固定在导轨(7)上，光谱仪(9)通过可调节的管箍一同固定在该导轨(7)上，并将该导轨(7)通过螺纹配合固定在箱体(14)的底部；
转换器(4)将电源电压转换为5V电压给屏幕(2)供电，转换器(5)将电源电压转换为12V电压给DTU(11)供电，继电器(6)用于控制DTU和屏幕的开启和关闭；转换器(4)、转换器(5)和继电器(6)通过电线相互连接，分别用螺纹配合固定在导轨(7)上，导轨(7)由螺纹固定在箱体(14)的中部；
屏幕(2)通过螺母固定在屏幕板(3)上，屏幕板(3)由螺纹配合固定在箱体(14)的上部；屏幕(2)和DTU(11)通过串口线连接；通过串口线进行数据传输；
箱盖(1)通过螺纹固定将箱体(14)密封；
水管(12)和箱体(14)是一体化结构，水管(12)用来走上水或下水清洗所用的水软管。
2.根据权利要求1所述的一种宽光谱多参数水质在线检测仪，其特征在于：
该装置的动作过程如下，
S1.由蠕动泵(15)通过水管(12)抽取水质样本到比色皿(13)中；
S2.比色皿(13)中水质样本由光谱仪(9)通过光纤获得光谱数据信号；
S3.将光谱数据信号通过串口线传递给DTU(11)；
S4.DTU(11)通过数据解析处理和模型计算得到光谱测量数据；
S5.将DTU(11)得到的光谱测量数据通过串口线传递给屏幕(2)进行测量结果显示。
3.根据权利要求1所述的一种宽光谱多参数水质在线检测仪，其特征在于：该在线检测仪分为水循环***、采样***、水质分析和显示***；
水循环***包括：蠕动泵(15)、水管(12)、比色皿(13)；采样***包括：光谱仪(9)、比色皿(13)；水质分析***包括：DTU(11)；显示***包括屏幕(2)；
水循环***包括进水***和出水***；进水***能持续不断地向比色皿(13)提供水样，蠕动泵在该装置DTU(11)通过程序的控制蠕动泵(15)的启停，把污水导入采样***中；出水***将从采样***出来的污水排出，并获取当前污水样品；采样***包括水质参数采集***和光谱数据采集***；光谱数据采集***由光谱仪(9)组成，光谱仪(9)包括光源、光谱和光纤组成；光源通过光纤连接比色皿(13)，比色皿(13)通过光纤连接光谱；光源用于提供稳定的光，经过比色皿(13)中的水质样本由光谱接收；光纤是光信号的传输介质；水质分析***和显示***对由采样***获得的数据进行处理,并显示最终结果；水质分析***包括DTU(11)；显示用触摸屏幕(2)；触摸屏(2)不仅能显示水质参数,而且可直接对分析仪进行各项操作。
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