CN110887801B - 基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的装置及方法,实现了水下连续精细宽光谱的原位获取，同时该结构简单，紧凑，密封性强，具有小型化、低功耗、便携式等优点，并且该装置采用测试路和标准路进行实时对比探测，使得探测精度更高。该装置包括壳体、光源、第一准直镜组、一分二光纤、第二准直镜组、第三准直镜组、光路切换组件、第四准直镜组、第五准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组、同步电路板、光谱模块以及上位机。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的装置及方法。
背景技术
20世纪80年代以来，对于水质监测具有决定影响的两大技术为光谱分析技术和化学计量技术。
若进行细分，可分为化学分析技术、原子光谱技术、色谱分离技术、电化学分析技术、生物传感技术和分子光谱技术；其中，前三者的水质分析仪存在体积大、采样,测试周期长、成本高等问题。
基于电化学分析技术和生物传感技术的水质分析仪虽然便携，但存在使用寿命短，维护成本高等问题。
光谱分析技术是水环境监测中应用最广泛的技术，而基于直接紫外-可见-近红外光谱分析的水质监测是利用有机物及部分无机物吸收紫外光的特性建立紫外吸光度和水质参数浓度的相关模型来获得重要的水质参数，具有无需试剂、实时在线、体积小、成本低、多参数检测等优点，在对地表水、生活饮用水、工业污水(处理后)、海水等水体的在线监测中具有显著优势，已成为水质监测仪器的重要发展方向。
目前对水质的监测主要是针对地表水、生活饮用水、工业污水(处理后)、海水等展开的相关技术研究，但基本上采用了人工取样+实验室化学分析的方法，存在监测频次低、数据分散、非同步、离线等缺点。
岸边机柜式的在线监测仪器采用抽水+多单传感器集成测量的方式，***较为机械复杂，由于化学成份与温度、压力等关系很大，这种非原位测量的准确性也会受到质疑；
由于水下应用对设备要求非常高，故用于水体组份的光谱法原位探测处于起步阶段，在对水体进行连续长时间业务化运行监测时,由于光源、探测器、处理电路等的热噪声使得水质测试结果产生漂移、测试***的随机误差无也无法有效校正。
发明内容
本发明针对现有人工取样+实验室化学分析方式存在监测频次低、数据分散、非同步、离线等缺陷，岸边机柜在线监测仪器的抽水+多单传感器集成测量方式准确性差的问题，以及现有原位探测的***误差和随机误差影响大等缺点，提出了一种基基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的装置及方法。
本发明的具体技术方案是：
本发明提供了一种基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的装置，包括壳体、光源、第一准直镜组、一分二光纤、第二准直镜组、第三准直镜组、光路切换组件、第四准直镜组、第五准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组、光谱模块以及上位机；
壳体中部区域内设有相互平行的四块竖直隔板，四块竖直隔板将中部区域分割成三个相互隔离的第一区域，第二区域以及第三区域；其中第二区域内设置有水平隔板，水平隔板将第二区域分割为相互隔离的标准水容置腔以及与外部连通的待测水容置槽；
第一区域内与待测水容置槽对应位置水平安装有第二准直镜组，以及与标准水容置腔对应位置水平安装有第三准直镜组；
第三区域内与待测水容置槽对应位置水平安装有第四准直镜组，以及与标准水容置腔对应位置水平安装有第五准直镜组；
位于中间的两块竖直隔板上对应第二准直镜组、第四准直镜组的位置分别设置有第一玻璃窗口；
位于中间的两块竖直隔板上对应第三准直镜组、第五准直镜组的位置分别设置有第二玻璃窗口；
光路切换组件安装在第一区域或第三区域内，实现标准水容置腔和待测水容置槽内光路的切换；
光源安装在壳体前端内部，光源发出的光束通过第一准直镜组以及一分二光纤后分为两个光束，其中一个光束通过第二准直镜组、第四准直镜组对待测水进行探测，另一光束通过第三准直镜组、第五准直镜组对标准水进行探测，两束探测光通过二合一光纤、第六准直镜组输送至安装在壳体后端内的光谱模块；光谱模块将两束探测光的光谱信号获取后进行数字化处理上传至上位机；同步电路板分别与光源与光谱模块连接，控制两者逻辑时序同步。
进一步地，上述光路切换组件包括电机及遮光板；电机水平安装在第二准直镜组和第三准直镜组之间或第四准直镜组和第五准直镜组之间，遮光板安装在电机输出轴上，通过电机输出轴旋转带动遮光板旋转，从而对第二准直镜组、第四准直镜组之间光路以及第三准直镜组、第五准直镜组之间光路进行切换。
进一步地，该装置长时间置于水下应用时，为了减小水下杂质沉积在第一玻璃窗口上，从而影响探测准确性的问题，上述装置还包括待测水光路清洗机构；所述待测水光路清洗机构包括驱动电机以及电刷组件；驱动电机固定在待测水容置腔外部的壳体外壁上；驱动电机的输出轴上安装电刷组件；电刷组件包括上部连杆以及与上部连杆连接的两个下部刷头；其中，一个下部刷头与靠近第二准直镜组的竖直隔板接触，另一个下部刷头与靠近第四准直镜组的竖直隔板接触。
进一步地，为了避免或减少较大颗粒的杂质进入待测水容置槽内，影响监测准确性的问题，上述装置还包括滤网，滤网安装在所述待测水容置槽的槽口，且滤网上开设有供电刷组件摆动的弧形缺口。
进一步地，上述装置还包括水密接头；光谱模块通过水密接头与所述上位机实现通讯。
进一步地，上述壳体包括依次螺纹连接的前段密封套筒、中段密封套筒以及后段密封套筒；
所述光源、第一准直镜组、一分二光纤位于前段安装套筒内；
所述第二准直镜组、第三准直镜组、光路切换组件、第四准直镜组、第五准直镜组均位于中段密封套筒内；
所述二合一光纤、第六准直镜组、光谱模块均位于后段密封套筒内。
进一步地，上述前段安装套筒的前端为防撞设计。
进一步地，上述光源输出的光为紫外光或可见光或近红外光；光源输出的光波长范围是165nm～2200nm。
基于上述装置的结构描述，现对该装置进行探测的方法进行介绍，具体步骤如下：
步骤1：获取探测装置的本底误差Δ；
步骤1.1：将探测装置置于标准水的环境中，使用光路切换组件先遮住标准水容置舱所对应的一侧光路，光源发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组、一分二光纤后、第二准直镜组后通过待测水容置槽内的外部标准水，再经由第四准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组后进入光谱模块、光谱模块获取光谱信号上传至上位机得到待测水光路一侧的标准水对应光谱测试曲线的吸光度值
步骤1.2：再将光路切换组件进行切换遮住待测水容置槽所对应的一侧光路，光源发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组、一分二光纤后、第三准直镜组后通过标准水容置槽内的标准水，再经由第五准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组后进入光谱模块、光谱模块获取光谱信号上传至上位机得到标准水光路一侧的标准水对应光谱测试曲线的吸光度值
步骤1.3：计算本底误差，具体公式为：
步骤2：待测水内杂质对应光谱曲线的吸光度值
步骤2.1：将探测装置置于实际待测水的环境中，使用光路切换组件先遮住标准水容置舱所对应的一侧光路，光源发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组、一分二光纤后、第二准直镜组后通过待测水容置槽内的外部标准水，再经由第四准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组后进入光谱模块、光谱模块获取光谱信号上传至上位机得到实际环境下待测水一侧对应的光谱测试曲线的吸光度值
步骤2.2：再将光路切换组件进行切换遮住待测水容置槽所对应的一侧光路，光源发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组、一分二光纤后、第三准直镜组后通过标准水容置槽内的标准水，再经由第五准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组后进入光谱模块、光谱模块获取光谱信号上传至上位机得到实际环境下标准水一侧光谱测试曲线的吸光度值
步骤2.3：计算实际环境下待测水内杂质对应光谱曲线的吸光度值
具体公式为：
步骤3：上位机基于朗伯比尔定律对待测水内杂质对应光谱曲线的吸光度值
进行计算可反演得到待测水内杂质的浓度结果。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的原位探测装置解决了传统化学法人工取样和柜式抽水等非原位测量带来的监测频次低、非同步、离线离散等缺点，实现了水下连续精细宽光谱的原位获取，突破了传统单光谱单一组份分析的缺点，同时该结构简单，紧凑，密封性强，解决了传统多参数水体组份分析仪器的缺点，实现了小型化、低功耗、便携式等优点，并且该装置采用测试路和标准路进行实时对比探测，使得探测精度更高。
2、本发明提供的原位探测方法中考虑到了装置本底误差给探测带来的影响，大幅提升了探测的精度。
3、本发明采用电刷组件，使探测光路具备了自清洁能力，提升了恶劣环境下的长时间业务化监测时的准确性。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为中段密封套筒处的结构示意图；
图3为中段密封套筒处的俯视图；
图4为光路切换组件的原理图；
图5为待测水光路清洗机构的原理图。
附图标记如下：
1-壳体、2-光源、3-第一准直镜组、4-一分二光纤、5-第二准直镜组、6-第三准直镜组、7-第四准直镜组、8-第五准直镜组、9-二合一光纤、10-第六准直镜组、11-光谱模块、12-竖直隔板、13-第一区域、14-第二区域、15-第三区域、16-水平隔板、17-标准水容置腔、18-待测水容置槽、19-第一玻璃窗口、20-第二玻璃窗口、21-电机、22-遮光板、23-水密接头、24-前段密封套筒、25-中段密封套筒、26-后段密封套筒、27-驱动电机、28-电刷组件、29-上部连杆、30-下部刷头、31-滤网、32-弧形缺口、33-同步电路板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
如图1和图2所示，本实施例提供了一种基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的装置的具体结构包括壳体1、光源2、第一准直镜组3、一分二光纤4、第二准直镜组5、第三准直镜组6、光路切换组件、第四准直镜组7、第五准直镜组8、二合一光纤9、第六准直镜组10、光谱模块11以及上位机(图中未示出)；
上述各零件的作用在于：
壳体1是实现整体部组件的固定及防护；
光源2是实现基准宽谱光信号的输入，该光源的输出光刻为紫外光-可见光-近红光外；光源的输出光的波长取值范围为165nm～2200nm；
第一准直镜组3是实现光源的光信号准直输出；
一分二光纤4的作用是实现光源的光传输分束成两路探测光；
第二准直镜组5、第三准直镜组6、第四准直镜组7、第五准直镜组8是实现光纤束中光的准直；
光路切换组件是实现待测水处探测光路与标准水处探测光路之间的光路切换；
二合一光纤9的作用是对通过待测水或者标准水的光进行耦合传输至光谱模块11。
第六准直镜组10实现水体吸收后光束的准直；
光谱模块11是实现吸收光的光谱信号获取及数字化输出，其光谱获取原理可以为交叉色散、干涉、分离色散等方式，典型光谱测量范围是：165nm～1100nm；
同步电路板是实现光源2与光谱模块11的触发信号同步。
各零件之间的位置及连接关系具体如下：
壳体1中部区域内设有相互平行的四块竖直隔板12，四块竖直隔板12将中部区域分割成三个相互隔离的第一区域13，第二区域14以及第三区域15；其中第二区域14内设置有水平隔板16，水平隔板16将第二区域14分割为相互隔离的标准水容置腔17(标准水容置腔内盛放的一般为去离子水)以及与外部连通的待测水容置槽18(由于该装置在水下作业，此待测水容置槽18与外部需要监测的水源连通)；
第一区域13内与待测水容置槽18对应位置水平安装有第二准直镜组5，以及与标准水容置腔17对应位置水平安装有第三准直镜组6；
第三区域15内与待测水容置槽18对应位置水平安装有第四准直镜组7，以及与标准水容置腔17对应位置水平安装有第五准直镜组8；
位于中间的两块竖直隔板12上对应第二准直镜组5、第四准直镜组7的位置分别设置有第一玻璃窗口19(即第二准直镜组5、第一玻璃窗口19、第四准直镜组7保持同轴)；
位于中间的两块竖直隔板12上对应第三准直镜组6、第五准直镜组8的位置分别设置有第二玻璃窗口20；(即第三准直镜组6、第二玻璃窗口20、第五准直镜组8保持同轴)；
光路切换组件安装在第一区域13或第三区域15内，实现标准水容置腔17一侧光路和待测水容置槽18一侧光路的切换；本实施例采用的具体结构如图2和4所示，光路切换组件包括电机21及遮光板22；电机21水平安装在第四准直镜组7和第五准直镜组8之间(即第三区域15内，同样安装在第一区域13内亦可)，遮光板22安装在电机21输出轴上，通过电机21输出轴旋转带动遮光板22旋转，从而对第二准直镜组5、第四准直镜组7之间光路以及第三准直镜组6、第五准直镜组8之间光路进行切换。
光源2安装在壳体1前端内部，光源2发出的光束通过第一准直镜组3以及一分二光纤4后分为两个光束，其中一个光束通过第二准直镜组5、第四准直镜组7对待测水进行探测，另一光束通过第三准直镜组6、第五准直镜组8对标准水进行探测，两束探测光通过二合一光纤9、第六准直镜组10输送至安装在壳体后端内的光谱模块11；光谱模块11将两束探测光的光谱信号获取后进行数字化处理上传至上位机(此处的上传方式可选择为无线和有线传输两种，当进行有线传输时，该装置还包括水密接头23；光谱模块11通过水密接头23与所述上位机实现通讯)；同步电路板分别与光源与光谱模块连接，控制两者逻辑时序同步。
为了方便加工以及零件装配，本实施例中壳体包括依次螺纹连接的前段密封套筒24、中段密封套筒25以及后段密封套筒26；
光源2、第一准直镜组3、一分二光纤4位于前段安装套筒24内；
第二准直镜组5、第三准直镜组6、光路切换组件、第四准直镜组7、第五准直镜8组均位于中段密封套筒25内；
二合一光纤9、第六准直镜组10、光谱模块11、同步电路板33均位于后段密封套筒26内。
上述实施例还做出了以下优化设计：
1、该装置长时间置于水下应用时，为了减小水下杂质沉积在第一玻璃窗口上，从而影响探测准确性，上述装置还包括待测水光路清洗机构；如图2和5所示，待测水光路清洗机构包括驱动电机27以及电刷组件28；驱动电机27固定在待测水容置腔18外部的壳体1外壁上；驱动电机27的输出轴上安装电刷组件28；电刷组件28包括上部连杆29以及与上部连杆29连接的两个下部刷头30；其中，一个下部刷头30与靠近第二准直镜组5的竖直隔板接触，另一个下部刷头30与靠近第四准直镜组7的竖直隔板接触。通过驱动电机27往复旋转，带动下部刷头30摆动，从而对第一玻璃窗口19和第二玻璃窗口20处进行清洁。
2、为了避免或减少较大颗粒的杂质进入待测水容置槽内，影响监测准确性的问题，上述装置还包括滤网31，如图2和图3所示，滤网31安装在所述待测水容置槽17的槽口上，且滤网31上开设有供电刷组件摆动的弧形缺口32。
3、前段安装套筒的前端为防撞设计，作用是当装置放入水中时减少冲击。
本实施例的工作原理：
首先，在标准水的环境下，计算装置的本底误差；
将探测装置置于标准水的环境中，使用光路切换组件先遮住标准水容置腔17所对应的一侧光路，光源2发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组3、一分二光纤4后、第二准直镜组5后通过待测水容置槽18内的外部标准水，再经由第四准直镜组7、二合一光纤9、第六准直镜10组后进入光谱模块11、光谱模块11获取光谱信号上传至上位机得到待测水光路一侧的标准水对应光谱测试曲线的吸光度值
再将光路切换组件进行切换遮住待测水容置槽18所对应的一侧光路，光源2发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组3、一分二光纤4后、第三准直镜组6后通过标准水容置槽17内的标准水，再经由第五准直镜组8、二合一光纤9、第六准直镜组10后进入光谱模块11、光谱模块获取光谱信号上传至上位机得到标准水光路一侧的标准水对应光谱测试曲线的吸光度值
计算本底误差，具体公式为：
然后，在实际待测水的环境进行探测；
将探测装置置于实际待测水的环境中，使用光路切换组件先遮住标准水容置腔17所对应的一侧光路，光源2发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组3、一分二光纤4后、第二准直镜组5后通过待测水容置槽18内的外部标准水，再经由第四准直镜组7、二合一光纤9、第六准直镜组10后进入光谱模块11、光谱模块11获取光谱信号上传至上位机得到实际环境下待测水一侧对应的光谱测试曲线的吸光度值
(一般为采集5～10次，数据需要进行去粗大取平均值处理)
再将光路切换组件进行切换遮住待测水容置槽18所对应的一侧光路，光源2发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组3、一分二光纤4后、第三准直镜组6后通过标准水容置槽17内的标准水，再经由第五准直镜组8、二合一光纤9、第六准直镜组10后进入光谱模块11、光谱模块获取光谱信号上传至上位机得到实际环境下标准水一侧光谱测试曲线的吸光度值
(一般为采集5～10次，数据需要进行去粗大取平均值处理)；另外在此过程中如果发现入射光信号明显衰弱，可以通过电刷组件，自动擦拭玻璃窗口，实现自清洁；
计算实际环境下待测水内杂质对应光谱曲线的吸光度值
具体公式为：
上位机基于朗伯比尔定律对待测水内杂质对应光谱曲线的吸光度值
进行计算可反演得到待测水内杂质的浓度结果。
通过得到的浓度结果可实现待测水中浊度、色度、硝氮、氨氮、亚硝氮、化学耗氧量COD、总有机碳TOC、254nm吸光系数、苯类、酚类、烃类有机物等的分析。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的方法，其特征在于，采用的长时间原位探测的装置包括壳体、光源、第一准直镜组、一分二光纤、第二准直镜组、第三准直镜组、光路切换组件、第四准直镜组、第五准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组、同步电路板、光谱模块以及上位机；
壳体中部区域内设有相互平行的四块竖直隔板，四块竖直隔板将中部区域分割成三个相互隔离的第一区域，第二区域以及第三区域；其中第二区域内设置有水平隔板，水平隔板将第二区域分割为相互隔离的标准水容置腔以及与外部连通的待测水容置槽；
第一区域内与待测水容置槽对应位置水平安装有第二准直镜组，以及与标准水容置腔对应位置水平安装有第三准直镜组；
第三区域内与待测水容置槽对应位置水平安装有第四准直镜组，以及与标准水容置腔对应位置水平安装有第五准直镜组；
位于中间的两块竖直隔板上对应第二准直镜组、第四准直镜组的位置分别设置有第一玻璃窗口；
位于中间的两块竖直隔板上对应第三准直镜组、第五准直镜组的位置分别设置有第二玻璃窗口；
光路切换组件安装在第一区域或第三区域内，实现标准水容置腔和待测水容置槽内光路的切换；所述光路切换组件包括电机及遮光板；电机水平安装在第二准直镜组和第三准直镜组之间或第四准直镜组和第五准直镜组之间，遮光板安装在电机输出轴上，通过电机输出轴旋转带动遮光板旋转，从而对第二准直镜组、第四准直镜组之间光路以及第三准直镜组、第五准直镜组之间光路进行切换；
光源安装在壳体前端内部，光源发出的光束通过第一准直镜组以及一分二光纤后分为两个光束，其中一个光束通过第二准直镜组、第四准直镜组对待测水进行探测，另一光束通过第三准直镜组、第五准直镜组对标准水进行探测，两束探测光通过二合一光纤、第六准直镜组输送至安装在壳体后端内的光谱模块；光谱模块将两束探测光的光谱信号获取后进行数字化处理上传至上位机；同步电路板分别与光源与光谱模块连接，控制两者逻辑时序同步；
具体的探测步骤为：
步骤1：获取探测装置的本底误差Δ；
步骤1.1：将探测装置置于标准水的环境中，使用光路切换组件先遮住标准水容置舱所对应的一侧光路，光源发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组、一分二光纤后、第二准直镜组后通过待测水容置槽内的外部标准水，再经由第四准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组后进入光谱模块、光谱模块获取光谱信号上传至上位机得到待测水光路一侧的标准水对应光谱测试曲线的吸光度值
步骤1.2：再将光路切换组件进行切换遮住待测水容置槽所对应的一侧光路，光源发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组、一分二光纤后、第三准直镜组后通过标准水容置槽内的标准水，再经由第五准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组后进入光谱模块、光谱模块获取光谱信号上传至上位机得到标准水光路一侧的标准水对应光谱测试曲线的吸光度值
步骤1.3：计算本底误差，具体公式为：
步骤2：待测水内杂质对应光谱曲线的吸光度值
步骤2.1：将探测装置置于实际待测水的环境中，使用光路切换组件先遮住标准水容置舱所对应的一侧光路，光源发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组、一分二光纤后、第二准直镜组后通过待测水容置槽内的外部标准水，再经由第四准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组后进入光谱模块、光谱模块获取光谱信号上传至上位机得到实际环境下待测水一侧对应的光谱测试曲线的吸光度值
步骤2.2：再将光路切换组件进行切换遮住待测水容置槽所对应的一侧光路，光源发出的连续宽谱光，经过第一准直镜组、一分二光纤后、第三准直镜组后通过标准水容置槽内的标准水，再经由第五准直镜组、二合一光纤、第六准直镜组后进入光谱模块、光谱模块获取光谱信号上传至上位机得到实际环境下标准水一侧光谱测试曲线的吸光度值
步骤2.3：计算实际环境下待测水内杂质对应光谱曲线的吸光度值
具体公式为：
步骤3：上位机基于朗伯比尔定律对待测水内杂质对应光谱曲线的吸光度值
进行计算可反演得到待测水内杂质的浓度结果。
2.根据权利要求1所述的基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的方法，其特征在于：还包括待测水光路清洗机构；所述待测水光路清洗机构包括驱动电机以及电刷组件；驱动电机固定在待测水容置腔外部的壳体外壁上；驱动电机的输出轴上安装电刷组件；电刷组件包括上部连杆以及与上部连杆连接的两个下部刷头；其中，一个下部刷头与靠近第二准直镜组的竖直隔板接触，另一个下部刷头与靠近第四准直镜组的竖直隔板接触。
3.根据权利要求2所述的基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的方法，其特征在于：还包括滤网，滤网安装在所述待测水容置槽的槽口，且滤网上开设有供电刷组件摆动的弧形缺口。
4.根据权利要求3所述的基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的方法，其特征在于：还包括水密接头；光谱模块通过水密接头与所述上位机实现通讯。
5.根据权利要求4所述的基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的方法，其特征在于：所述壳体包括依次螺纹连接的前段密封套筒、中段密封套筒以及后段密封套筒；
所述光源、第一准直镜组、一分二光纤位于前段安装套筒内；
所述第二准直镜组、第三准直镜组、光路切换组件、第四准直镜组、第五准直镜组均位于中段密封套筒内；
所述二合一光纤、第六准直镜组、光谱模块均位于后段密封套筒内。
6.根据权利要求5所述的基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的方法，其特征在于：所述前段安装套筒的前端为防撞设计。
7.根据权利要求6所述的基于光谱法对复杂水体进行长时间原位探测的方法，其特征在于：光源输出的光为紫外光或可见光或近红外光；光源输出的光波长范围是165nm～2200nm。
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