CN106323943A - 一种水质检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水质检测系统，包括水质传感器、无线传感器网络以及接收终端；水质传感器包括外壳，外壳内设有光学系统，光学系统连接光电转换单元，光电转换单元将信号数据传输至数据处理单元，数据处理单元通过通信单元将数据发射出去，还包括锂电池，锂电池通过电缆连接通信单元。本发明采用拉曼散射技术，利用安装在传感器末端的光电转换和分析单元自动分析水质的颗粒物含量检测数据通过有线或者无线方式发送到接收端，系统可以采用播撒方式布置到测量区域，采用无线传感器网络进行数据收集，系统自带电池，回收方便，安装简单，整机体积减小，智能化水平高，安全性好，既满足分布式水质PPM测量的功能要求，又可以实现水质网络在线检测。
Description
技术领域
本发明属于传感技术领域，尤其是涉及一种水质检测系统。
背景技术
水质自动监测在国外起步较早，我国在水质自动监测、移动快速分析等预警预报体系建设方面尚处于探索阶段。1998年以来，我国已先后在七大水系的10个重点流域建成了100个国家地表水水质自动监测站，各地方根据环境管理需要，也陆续建立了400多个地方级地表水水质自动监测站，实现了水质自动监测周报。目前国内所用的自动化监测系统多为国外进口设备，水质自动化监测装置在制造上已不能满足快速发展的水质监测的需要，因此，国产化自动监测仪有广阔的开发前景和潜在的销售市场。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种水质检测系统，以实现水质网络的在线监测。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种水质检测系统，包括水质传感器，所述水质传感器通过无线传感器网络将数据发送到接收终端；
所述水质传感器包括外壳，所述外壳内设有处理装置，所述处理装置包括光电转换单元，光电转换单元将信号数据传输至数据处理单元，所述数据处理单元通过通信单元将数据发送出去，还包括锂电池，用于为系统提供电源，所述锂电池通过电缆连接通信单元，所述光电转换单元还通过导线连接半导体激光器，所述半导体激光器下方设有发射光透镜，所述处理装置下端两侧分别连接检测装置，所述检测装置之间形成介质容纳通道，所述检测装置内设有光电探测器和接收光透镜，所述光电探测器通过导线连接光电转换单元。
进一步的，所述外壳为不锈钢筒状结构。
进一步的，所述水质传感器上方还通过电缆连接浮球浮标，所述浮球浮标通过法兰与水质传感器外壳连接。
进一步的，所述接收终端包括中央处理器以及与中央处理器电连接的射频信号收发模块、数据计算机接口、键盘、数字显示器，所述射频信号收发模块还连接收发天线。
进一步的，所述数据处理单元为单片机。
相对于现有技术，本发明所述的一种水质检测系统具有以下优势：本发明采用拉曼散射技术，采用固定波段激光光源对被测量水质进行扫描，散射接收部分采用固定滤光片接收，安装在传感器末端的光电转换和分析单元自动分析水质的颗粒物含量。检测数据通过有线或者无线方式发送到接收端，系统可以采用播撒方式布置到测量区域，采用无线传感器网络进行数据收集；系统自带电池，回收方便，安装简单，整机体积减小，智能化水平高，安全性好，既满足分布式水质PPM测量的功能要求，又可以实现水质网络在线检测。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的水质传感器的结构示意图；
图2为本发明实施例所述一种水质检测系统的结构示意图；
附图标记说明：
1-处理装置，2-检测装置，3-光电转换单元，4-数据处理单元，5-通信单元，6-锂电池，7-半导体激光器，8-发射光透镜，9-光电探测器，10-接收光透镜。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种水质检测系统，包括水质传感器，所述水质传感器通过无线传感器网络将数据发送到接收终端；
所述水质传感器包括外壳，所述外壳内设有处理装置1，所述处理装置1包括光电转换单元3，光电转换单元3将信号数据传输至数据处理单元4，所述数据处理单元4通过通信单元5将数据发送出去，还包括锂电池6，用于为系统提供电源，所述锂电池6通过电缆连接通信单元5，所述光电转换单元3还通过导线连接半导体激光器7，所述半导体激光器7下方设有发射光透镜8，所述处理装置1下端两侧分别连接检测装置2，所述检测装置2之间形成介质容纳通道，所述检测装置2内设有光电探测器9和接收光透镜10，所述光电探测器9通过导线连接光电转换单元3。
所述外壳为不锈钢筒状结构。
所述水质传感器上方还通过电缆连接浮球浮标，所述浮球浮标通过法兰与水质传感器外壳连接。
所述接收终端包括中央处理器以及与中央处理器电连接的射频信号收发模块、数据计算机接口、键盘、数字显示器，所述射频信号收发模块还连接收发天线。
所述数据处理单元4为单片机。
本发明的工作过程如下：
整个传感器采用不锈钢材料筒形结构，光电转换单元3安装在最下端，半导体激光器7发出激光束到被测量样品中，如果被测量水质颗粒物含量PPM含量非常低，也就是颗粒物含量少，激光通过介质后散射的部分就非常少；相反，当水质比较浑浊，颗粒物含量较多，散射光的能量较大，会有更多的散射光线通过光电探测器9传输到接收光透镜10。在光路垂直方向上接收光透镜10将散射光送到连接到光电变换单元后进行光电转换，根据散射光脉冲宽度和幅度值，计算水质中颗粒物的大小和数量。光电转换单元3将信号传输到数据处理单元4进行数据分析和处理，处理数据通过通信单元5将数据发射出去。锂电池6为系统提供电源，通过4根电缆连接到通信单元5，浮球浮标是可选部件，在水库或水源地水质布点测量实用，浮球浮标通过法兰与不锈钢外壳连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种水质检测系统，其特征在于：包括水质传感器，所述水质传感器通过无线传感器网络将数据发送到接收终端；
所述水质传感器包括外壳，所述外壳内设有处理装置(1)，所述处理装置(1)包括光电转换单元(3)，光电转换单元(3)将信号数据传输至数据处理单元(4)，所述数据处理单元(4)通过通信单元(5)将数据发送出去，还包括锂电池(6)，用于为系统提供电源，所述锂电池(6)通过电缆连接通信单元(5)，所述光电转换单元(3)还通过导线连接半导体激光器(7)，所述半导体激光器(7)下方设有发射光透镜(8)，所述处理装置(1)下端两侧分别连接检测装置(2)，所述检测装置(2)之间形成介质容纳通道，所述检测装置(2)内设有光电探测器(9)和接收光透镜(10)，所述光电探测器(9)通过导线连接光电转换单元(3)。
2.根据权利要求1所述的一种水质检测系统，其特征在于：所述外壳为不锈钢筒状结构。
3.根据权利要求1所述的一种水质检测系统，其特征在于：所述水质传感器上方还通过电缆连接浮球浮标，所述浮球浮标通过法兰与水质传感器外壳连接。
4.根据权利要求1所述的一种水质检测系统，其特征在于：所述接收终端包括中央处理器以及与中央处理器电连接的射频信号收发模块、数据计算机接口、键盘、数字显示器，所述射频信号收发模块还连接收发天线。
5.根据权利要求1所述的一种水质检测系统，其特征在于：所述数据处理单元(4)为单片机。
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