CN105259129B - 一种探头式水质多参数在线监测仪及其监测方法 - Google Patents
一种探头式水质多参数在线监测仪及其监测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105259129B CN105259129B CN201510771160.0A CN201510771160A CN105259129B CN 105259129 B CN105259129 B CN 105259129B CN 201510771160 A CN201510771160 A CN 201510771160A CN 105259129 B CN105259129 B CN 105259129B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light source
- led light
- probe body
- led
- sample room
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 47
- 241000276438 Gadus morhua Species 0.000 claims abstract description 25
- 235000019516 cod Nutrition 0.000 claims abstract description 25
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005429 turbidity Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims description 6
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004879 turbidimetry Methods 0.000 abstract description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 210000003128 Head Anatomy 0.000 description 1
- 231100000614 Poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000020673 eicosapentaenoic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Abstract
本发明涉及一种环境在线监测仪及其监测方法。一种探头式水质多参数在线监测仪,该监测仪包括表头控制器、传输线缆和探头本体,所述的探头本体包含光源模块、检测模块和流通样品室。本发明还公开了采用上述任一技术方案所述的监测仪的监测方法。本发明由于采用了上述的技术方案,可以同时测量化学需氧量(COD),浊度和色度三个参数。同时,通过精确的浊度测量,来补偿最终的紫外吸收法COD的测量结果。
Description
技术领域
本发明涉及一种环境在线监测仪及其监测方法。
背景技术
化学需氧量(COD)是环保监测中的主要指标,COD和浊度是地表水、地下水监测中的重要指标。传统的监测方法,需要独立的两台设备,同时COD的监测过程会使用到化学反应过程,需要高温高压和毒性化学物质,存在测量周期长,二次污染高,维护量大的问题。
用于地表水监测时,采用化学比色法的传统COD在线监测仪,体积大,存在二次污染风险,不适合地表水监测。且不能很好的与浊度、色度等监测参数整合。
水体中的有机污染物浓度对特定波长紫外光的吸收遵循朗伯-比尔定律。这表明特定波长光的吸光度可以作为水中有机物浓度的替代参数。通过特定的标定,可以通过该方法,对水中的COD、BOD、TOC等指标进行检测。该类检测设备,也具有单独的机箱,或探头结构。
浊度测量根据国际标准ISO7027和美国环保标准EPA180.1,采用880nm光源,利用90度散射光强度来测量浊度值。这种监测方法,可以准确测量低浓度浊度值。
传统的色度测定采用铂钻比色法,该方法使用目视法判断,过程过于复杂,不适用于在线监测。国内外多项研究表明,350nm~390nm的吸光度和铂钻比色法得到的色度值有很好的相关性。
传统的紫外双光路COD在线监测仪,一般采用汞灯光源,低压汞灯的发光特性决定了智能选择254nm光谱进行COD测量,采用546nm光谱进行浊度补偿,然而,254nm处测量COD,由于254nm光谱吸收过大,限制了测试量程。而546nm处于可见光波段,用作浊度补偿,会受到色度的干扰,影响浊度补偿的效果。
发明内容
针对以上提出问题,本发明的一个目的在于提供一种便携可靠的光谱吸收水质在线监测仪,同时测量化学需氧量(COD),浊度和色度三个参数。同时,通过精确的浊度测量,来补偿最终的紫外吸收法COD的测量结果。本发明的另外一个目的是提供采用上述的监测仪的监测方法。
为了实现上述的第一个目的,本发明采用了以下的技术方案:
一种探头式水质多参数在线监测仪,该监测仪包括表头控制器、传输线缆和探头本体,所述的探头本体包含光源模块、检测模块和流通样品室;表头控制器通过传输线缆分别连接探头本体内的光源模块和检测模块擦洗装置;所述的流通样品室设置在探头本体中部,为探头本体上的一个凹形口;所述的光源模块设置在流通样品室的一侧,包括光源恒温模块、化学需氧量测定的第一LED光源、浊度补偿的第二LED光源和色度测定的第三LED光源,所述的第一LED光源、第二LED光源和第三LED光源由光源恒温模块控制温度;所述的检测模块包括全波长透射检测器和近红外散射检测器,全波长透射检测器设置在光源模块的正对面用于分时接收第一LED光源、第二LED光源和第三LED光源的透射光,近红外散射检测器流通样品室的侧边并与全波长透射检测器成90°角设置,近红外散射检测器用于接收第三LED光源的散射光,并在近红外散射检测器前端设置有滤光片,滤光片用于滤除非第三LED光源发出的光。
作为优选,所述的第一LED光源选用紫外区275nmLED光源。
作为优选,所述的第二LED光源选用紫外区375nm LED光源。
作为优选,所述的第三LED光源选用近红外区选880nmLED光源。
作为优选,该监测仪还包括擦洗装置,擦洗装置包含电机和刮片,电机设置在探头本体上,刮片与电机轴相连接,刮片设置在流通样品室内,电机与表头控制器相连接。
为了实现上述的第二个目的,本发明采用了以下的技术方案:
一种探头式水质多参数在线监方法,该方法采用上述任一技术方案所述的监测仪,包括以下的步骤:
1)将探头本体浸入被测水体,液面没过整个流通样品室;
2)启动第一LED光源,关闭其他两个波长的LED,并通过全波长透射检测器进行信号采集;
3)启动第二LED光源,关闭其他两个波长的LED,并通过全波长透射检测器进行信号采集;
4)启动第三LED光源,关闭其他两个波长的LED,并通过全波长透射检测器和近红外散射检测器分别进行信号采集;
5)根据2)、3)、4)过程中采集的信号,分别计算吸光度值,以及散射光强值,并计算最终化学需氧量、色度与浊度检测值;
6)表头控制器显示检测结果;
7)结束流程,等待下次测量。
作为优选,该方法步骤2)之前还包括擦洗步骤,擦洗步骤如下转动电机,带动刮片对流通样品室2进行擦洗;重复该过程三次后,电机复位。
本发明由于采用了上述的技术方案,可以同时测量化学需氧量(COD),浊度和色度三个参数。同时,通过精确的浊度测量,来补偿最终的紫外吸收法COD的测量结果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的左视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
一种探头式水质多参数在线监测仪,该监测仪包括表头控制器9、传输线缆8、擦洗装置和探头本体7,所述的探头本体7包含光源模块6、检测模块和流通样品室2;表头控制器9通过传输线缆8分别连接探头本体7内的光源模块和检测模块擦洗装置;所述的流通样品室2设置在探头本体7中部,为探头本体7上的一个凹形口;浸入水体过程中,水样可以充满样品室2,作为被检测对象。所述的光源模块6设置在流通样品室2的一侧,包括光源恒温模块5、化学需氧量测定的第一LED光源、浊度补偿的第二LED光源和色度测定的第三LED光源,所述的第一LED光源、第二LED光源和第三LED光源温度由光源恒温模块5控制温度,保证LED光源信号稳定。所述的第一LED光源选用紫外区275nmLED光源,所述的第二LED光源选用紫外区375nm LED光源,第三LED光源选用近红外区选880nmLED光源;所述的检测模块包括全波长透射检测器1和近红外散射检测器3,全波长透射检测器1设置在光源模块6的正对面用于分时接收第一LED光源、第二LED光源和第三LED光源的透射光,测量化学需氧量及色度。近红外散射检测器4流通样品室2的侧边并与全波长透射检测器1成90°角设置,近红外散射检测器3用于接收第三LED光源的散射光,精确测量浊度。并在近红外散射检测器4前端设置有滤光片3,滤光片3用于滤除870nm~890nm以外的光,以降低环境光干扰。擦洗装置包含电机11和刮片10,电机11设置在探头本体7上,刮片10与电机轴相连接,刮片10设置在流通样品室2内,电机11与表头控制器9相连接。
本发明由表头控制器9控制进行的测量程序步骤如下:
1.将探头本体7浸入被测水体,液面没过整个流通样品室22;
2.转动电机11,带动刮片10对流通样品室22进行擦洗;
3.重复1)过程三次后,电机11复位;
4.启动光源模块6中的275nmLED,关闭其他两个波长的LED,并通过全波长透射检测器1进行信号采集;
5.启动光源模块6中的375nmLED,关闭其他两个波长的LED,并通过全波长透射检测器1进行信号采集;
6.启动光源模块6中的880nmLED,关闭其他两个波长的LED,并通过全波长透射检测器1和近红外散射检测器4分别进行信号采集;
7.根据5)、6)、7)过程中采集的信号,分别计算275nm,375nm,880nm的吸光度值,以及880nm散射光强值,并计算最终化学需氧量、色度与浊度检测值;
8.表头控制器9显示检测结果;
9.结束流程,等待下次测量。
Claims (4)
1.一种探头式水质多参数在线监测仪,其特征在于该监测仪包括表头控制器(9)、传输线缆(8)和探头本体(7),所述的探头本体(7)包含光源模块(6)、检测模块和流通样品室(2);表头控制器(9)通过传输线缆(8)分别连接探头本体(7)内的光源模块(6)和检测模块擦洗装置;所述的流通样品室(2)设置在探头本体(7)中部,为探头本体(7)上的一个凹形口;所述的光源模块(6)设置在流通样品室(2)的一侧,包括光源恒温模块(5)、化学需氧量测定的第一LED光源、浊度补偿的第二LED光源和色度测定的第三LED光源,所述的第一LED光源、第二LED光源和第三LED光源由光源恒温模块(5)控制温度;所述的检测模块包括全波长透射检测器(1)和近红外散射检测器(4),全波长透射检测器(1)设置在光源模块(6)的正对面用于分时接收第一LED光源、第二LED光源和第三LED光源的透射光,近红外散射检测器(4)流通样品室(2)的侧边并与全波长透射检测器(1)成90°角设置,近红外散射检测器(4)用于接收第三LED光源的散射光,并在近红外散射检测器(4)前端设置有滤光片(3),滤光片(3)用于滤除非第三LED光源发出的光;第一LED光源选用紫外区275nmLED光源,第二LED光源选用紫外区375nm LED光源,第三LED光源选用近红外区选880nmLED光源。
2.根据权利要求1所述的一种探头式水质多参数在线监测仪,其特征在于该监测仪还包括擦洗装置,擦洗装置包含电机(11)和刮片(10),电机(11)设置在探头本体(7)上,刮片(10)与电机轴相连接,刮片(10)设置在流通样品室(2)内,电机(11)与表头控制器(9)相连接。
3.一种探头式水质多参数在线监方法,其特征在于该方法采用权利要求1或2所述的监测仪,包括以下的步骤:
1)将探头本体(7)浸入被测水体,液面没过整个流通样品室(2);
2)启动第一LED光源,关闭其他两个波长的LED,并通过全波长透射检测器(1)进行信号采集;
3)启动第二LED光源,关闭其他两个波长的LED,并通过全波长透射检测器(1)进行信号采集;
4)启动第三LED光源,关闭其他两个波长的LED,并通过全波长透射检测器(1)和近红外散射检测器(4)分别进行信号采集;
5)根据2)、3)、4)过程中采集的信号,分别计算吸光度值,以及散射光强值,并计算最终化学需氧量、色度与浊度检测值;
6)表头控制器(9)显示检测结果;
7)结束流程,等待下次测量。
4.根据权利要求3所述的一种探头式水质多参数在线监方法,其特征在于该方法步骤2)之前还包括擦洗步骤,擦洗步骤如下转动电机(11),带动刮片(10)对流通样品室(2)进行擦洗;重复该过程三次后,电机(11)复位。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510771160.0A CN105259129B (zh) | 2015-11-12 | 一种探头式水质多参数在线监测仪及其监测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510771160.0A CN105259129B (zh) | 2015-11-12 | 一种探头式水质多参数在线监测仪及其监测方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105259129A CN105259129A (zh) | 2016-01-20 |
CN105259129B true CN105259129B (zh) | 2018-08-31 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1228358A1 (en) * | 1999-10-18 | 2002-08-07 | Siemens Plc | Device for measuring water quality |
CN103398980A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-11-20 | 中山欧麦克仪器设备有限公司 | 一种紫外光浊度检测仪表 |
CN103969206A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-08-06 | 北京金达清创环境科技有限公司 | 一种基于紫外-可见吸收光谱的水质多指标传感探头 |
CN104730054A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-06-24 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | 一种一体化探头式光电水质多参数在线测量系统 |
CN205139003U (zh) * | 2015-11-12 | 2016-04-06 | 浙江微兰环境科技有限公司 | 一种探头式水质多参数在线监测仪 |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1228358A1 (en) * | 1999-10-18 | 2002-08-07 | Siemens Plc | Device for measuring water quality |
CN103398980A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-11-20 | 中山欧麦克仪器设备有限公司 | 一种紫外光浊度检测仪表 |
CN103969206A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-08-06 | 北京金达清创环境科技有限公司 | 一种基于紫外-可见吸收光谱的水质多指标传感探头 |
CN104730054A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-06-24 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | 一种一体化探头式光电水质多参数在线测量系统 |
CN205139003U (zh) * | 2015-11-12 | 2016-04-06 | 浙江微兰环境科技有限公司 | 一种探头式水质多参数在线监测仪 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
基于紫外可见光谱的水下多参数水质检测技术研究;李玉春;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20120715(第7期);摘要、第19、22、29-30、42-43、46-48页 * |
水质浊度的测定;德国标准化学会;《ISO7027》;20000430;全文 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100260903A1 (en) | Device for the qualification of cooking oils, and methods | |
US8704174B2 (en) | Refined oil degradation level measuring instrument and refined oil degradation level measuring method | |
CN104198388B (zh) | 一种基于复合光谱测量的在线水质监测装置 | |
CN104730054A (zh) | 一种一体化探头式光电水质多参数在线测量系统 | |
CN203275288U (zh) | 一种集合光谱和传感器技术的水质多参数在线自动监测仪 | |
CN111351762A (zh) | 一种紫外-可见光全波长扫描污水水质在线快速检测方法和应用 | |
JP2014521095A (ja) | 体液中の物質の濃度を測定するための方法及びシステム | |
IES980925A2 (en) | Photometric analysis of water suspensions | |
CN205749258U (zh) | 一种多参数水质在线检测笔 | |
GB2603355A (en) | Apparatus and method of measuring component concentrations of nonhomogeneous mixtures in multiphase flows using near-infrared filter photometry apparatus | |
CN205139003U (zh) | 一种探头式水质多参数在线监测仪 | |
CN105259129B (zh) | 一种探头式水质多参数在线监测仪及其监测方法 | |
CN110132922A (zh) | 一种叶绿素浓度的快速在线检测方法 | |
WO2015040626A1 (en) | Quantitative analysis of milk components | |
CN203519460U (zh) | 一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统 | |
CN205080058U (zh) | 一种水质在线浊度色度一体检测装置 | |
TW201516154A (zh) | 微藻監測系統與方法 | |
CN102590131A (zh) | 生鲜肉深层水分无损伤在线检测装置及方法 | |
CN109187416A (zh) | 一种自来水管网光谱在线监测方法 | |
CN105259129A (zh) | 一种探头式水质多参数在线监测仪及其监测方法 | |
CN111024644B (zh) | 一种基于单波长的水的pH值快速光学检测方法及装置 | |
Stippl et al. | Optical method for the in-situ measurement of the pH-value during high pressure treatment of foods | |
CN109142260A (zh) | 一种紫外光度法cod在线分析仪及其工作方法 | |
TWI661197B (zh) | 全光譜水質分析系統 | |
WO2002075284A2 (en) | Flow-through cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |