CN109187416A - 一种自来水管网光谱在线监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自来水管网光谱在线监测方法，属于水质监测技术领域。一种自来水管网光谱在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：控制系统选择监控点，采集监控点自来水管内的水，将水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析，得到监控点检测数据；红外光谱仪将检测数据传输给控制系统；控制系统将检测数据与内存中预设的标准数据进行比较，不合格发出警示，合格则再选择监控点进行检测。本发明提供的一种自来水管网广谱在线监测方法，对自来水管网水质集中监测、监控功能，不仅节省了人力，而且保证了自来水管网的饮用水安全，消除了安全隐患，便于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种自来水管网光谱在线监测方法，属于水质监测技术领域。
背景技术
自来水管网水质涉及居民饮用水安全，而且范围广、影响大。通常，自来水管网水质是符合生活饮用水卫生标准的，但由于自来水管网往往具有距离长、时空范围大、影响因素多而复杂的特点，其水质在管网输送中可能发生细菌的再生长，造成饮用水的二次污染，影响水的嗅、味和色度，并可能引发致病菌的繁殖，对人体健康造成影响。因此建立自来水管网水质在线监控系统可以及时发现水质的潜在风险和提高饮用水安全具有非常重要意义。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供安全、可靠、实用性强、便于集中监控与管理的自来水管网光谱在线监测方法，
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种自来水管网光谱在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：控制系统选择监控点，采集监控点自来水管内的水，将水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析，得到监控点检测数据；红外光谱仪将检测数据传输给控制系统；控制系统将检测数据与内存中预设的标准数据进行比较，不合格发出警示，合格则再选择监控点进行检测。
具体的，包括以下步骤：
（1）采集监测水源
在同一时间段，控制系统根据预设的规律或者随机的选择监控点，采集监控点自来水管内的水，将水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析，得到监控点被监测自来水管水的吸收强度光谱数据和透光度光谱数据；
（2）监测分析
红外光谱仪将被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据和透光度光谱数据传输给控制系统；
控制系统将被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据和透光度光谱数据与内存中预设的多个标准水质的吸收光谱数据进行比较；
若被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据均大于等于一种或多种预设标准水质的吸收光谱预设值，或者若被监测自来水管内水的透光度光谱数据小于等于一种或多种标准水质气体的吸收光谱预设值，则控制系统发出警示信号；
若被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据或透光度光谱数据没有达到任何一种预设标准水质的吸收光谱预设值，为监测合格，则控制系统选择另一个监控点进行监测工作。
其中，步骤（1）所述的采集监控点自来水管的水，采用的方法为，在被监测自来水管的监控点设置电磁阀，采样时候将该监控点电磁阀启动，水泵通过该电磁阀将与被监测自来水管的水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析。
或者，步骤（1）所述的采集监控点自来水管的水，采用的方法为，在被监测自来水管的水泵处作为监控点，采样时候，该监控点水泵将与被监测自来水管的水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析。
或者，步骤（1）所述的采集监控点自来水管的水，采用的方法为，在被监测自来水管的监控点设置采样支路，采样时候将该采样支路内的水水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析。
作为优选的设计，所述的红外光谱仪为傅里叶变换红外光谱仪。
进一步的，所述的控制系统发出警示信号，所述的警示信号包括监控点的信息、达到的预设标准水质的级别、监测时间。
最后，所述的控制系统选择另一个监控点进行监测工作，选择的方法为根据预设的规律或者随机选择，但是不再选择该时间段内已经监测过并且合格的监控点。
本发明提供的一种自来水管网广谱在线监测方法，对自来水管网水质集中监测、监控功能，不仅节省了人力，而且保证了自来水管网的饮用水安全，消除了安全隐患，便于推广应用。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，一种自来水管网光谱在线监测方法，包括以下步骤：
（1）采集监测水源
在同一时间段，控制系统根据预设的规律或者随机的选择监控点，采集监控点自来水管内的水，将水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析，得到监控点被监测自来水管水的吸收强度光谱数据和透光度光谱数据；本实施例采用的红外光谱仪为傅里叶变换红外光谱仪。
步骤（1）所述的采集监控点自来水管的水，采用的方法有三种：
第一种，在被监测自来水管的监控点设置电磁阀，采样时候将该监控点电磁阀启动，水泵通过该电磁阀将与被监测自来水管的水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析。
第二种，在被监测自来水管的水泵处作为监控点，采样时候，该监控点水泵将与被监测自来水管的水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析。
第三种，在被监测自来水管的监控点设置采样支路，采样时候将该采样支路内的水水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析。
（2）监测分析
红外光谱仪将被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据和透光度光谱数据传输给控制系统；
控制系统将被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据和透光度光谱数据与内存中预设的多个标准水质的吸收光谱数据进行比较；
水质的光谱在线分析按照水质在线分析的方法进行。首先获得自来水的标样及其光谱图，然后采用特征提取的方法，为每一个标准级别的标准自来水提取特征变量，并以这些特征变量作为输入，以自来水的级别、浓度为输出，采用偏最小二乘法、神经网络法建立分析模型。在实际在线分析过程中，首先进行光谱基线的校正，然后根据特征变量的计算式计算特征变量值，并根据所建立的模型参数，计算各采样水质的成分指标数值。如果水样成分指标的浓度达到某一设定的浓度值，则给出警示信号。
具体的对比设计为：
若被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据均大于等于一种或多种预设标准水质的吸收光谱预设值，或者若被监测自来水管内水的透光度光谱数据小于等于一种或多种标准水质气体的吸收光谱预设值，则控制系统发出警示信号；为更清楚的表达报警，所述的控制系统发出警示信号，所述的警示信号包括监控点的信息、达到的预设标准水质的级别、监测时间。
若被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据或透光度光谱数据没有达到任何一种预设标准水质的吸收光谱预设值，为监测合格，则控制系统选择另一个监控点进行监测工作。所述的控制系统选择另一个监控点进行监测工作，选择的方法为根据预设的规律或者随机选择，但是不再选择该时间段内已经监测过并且合格的监控点。
对比常规的自来水监测方法，本方法对多个自来水水管的水质监测进行判断做需要的时间为1-10分钟，其过程将自来水管内水管抽到红外光谱仪，时间10-30秒，红外光谱仪检测时间10-30秒，然后再将多个不同地点的检测数据传输到控制系统中心进行对比，时间为1-5分钟，本发明不会在将样本传输到检测中心的过程中进行二次污染，极大地提高了监测的准确性。常规监测方法需要将各个监测点的自来水样本分别传输到检测中心，然后再进行水质检测，样本传输的时间远远大于本发明的数据传输时间，同时在长时间的传输过程中也样品中的微生物会进行繁殖等，最造成样品检测的准确性降低，本发明就在监测点附近进行检测，然后将检测的结果直接传输到控制系统中进行比较，保证了样品的品质与采样点的品质一致，大大提高了监测的精度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种自来水管网光谱在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：控制系统选择监控点，采集监控点自来水管内的水，将水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析，得到监控点检测数据；红外光谱仪将检测数据传输给控制系统；控制系统将检测数据与内存中预设的标准数据进行比较，不合格发出警示，合格则再选择监控点进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种自来水管网光谱在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）采集监测水源
在同一时间段，控制系统根据预设的规律或者随机的选择监控点，采集监控点自来水管内的水，将水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析，得到监控点被监测自来水管水的吸收强度光谱数据和透光度光谱数据；
（2）监测分析
红外光谱仪将被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据和透光度光谱数据传输给控制系统；
控制系统将被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据和透光度光谱数据与内存中预设的多个标准水质的吸收光谱数据进行比较；
若被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据均大于等于一种或多种预设标准水质的吸收光谱预设值，或者若被监测自来水管内水的透光度光谱数据小于等于一种或多种标准水质气体的吸收光谱预设值，则控制系统发出警示信号；
若被监测自来水管内水的吸收强度光谱数据或透光度光谱数据没有达到任何一种预设标准水质的吸收光谱预设值，为监测合格，则控制系统选择另一个监控点进行监测工作。
3.根据权利要求2所述的一种自来水管网光谱在线监测方法，其特征在于，所述的控制系统发出警示信号，所述的警示信号包括监控点的信息、达到的预设标准水质的级别、监测时间。
4.根据权利要求2所述的一种自来水管网光谱在线监测方法，其特征在于，所述的控制系统选择另一个监控点进行监测工作，选择的方法为根据预设的规律或者随机选择，但是不再选择该时间段内已经监测过并且合格的监控点。
5.根据权利要求1所述的一种自来水管网光谱在线监测方法，其特征在于，步骤（1）所述的采集监控点自来水管的水，采用的方法为，在被监测自来水管的监控点设置电磁阀，采样时候将该监控点电磁阀启动，水泵通过该电磁阀将与被监测自来水管的水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析。
6.根据权利要求1所述的一种自来水管网光谱在线监测方法，其特征在于，步骤（1）所述的采集监控点自来水管的水，采用的方法为，在被监测自来水管的水泵处作为监控点，采样时候，该监控点水泵将与被监测自来水管的水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析。
7.根据权利要求1所述的一种自来水管网光谱在线监测方法，其特征在于，步骤（1）所述的采集监控点自来水管的水，采用的方法为，在被监测自来水管的监控点设置采样支路，采样时候将该采样支路内的水水抽至红外光谱仪检测室进行在线分析。
8.根据权利要求1到7任一项所述的一种自来水管网光谱在线监测方法，其特征在于，所述的红外光谱仪为傅里叶变换红外光谱仪。
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