CN109781641A - 一种水质参数检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水质参数检测装置及其方法，包括壳体单元、检测单元和显示单元；检测单元为液体流路耐压腔体结构，置于壳体单元内；待测流体通过入水口进入检测装置，依次流经调整块﹑比色皿﹑截流阀，最后经过出水口排出；当待测液体流经比色皿时，检测获得待液体的TOC值、浊度值和TDS值；检测结果通过显示装置显示和/或示警。本发明可提高实时在线检测水中TOC﹑浊度﹑TDS参数的精确性和稳定性；其综合误差率可达到±2％，并能提高测量精确性和稳定性；与常规现场采样，实验室分析相比，检测速度快，检测速度小于1秒，可达到实时显示。

Description

一种水质参数检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域，具体涉及一种水质参数检测装置及其方法。

背景技术

随着人们对日常的饮水安全和环保关注度提高，水质参数检测已成为社会水资源质量监控的必要手段。目前主要采用化学法、光谱分析法来进行水质检测。化学法的成本较低，但是寿命较短，受外界环境影响大，不能实时快速监测；光谱分析技术在水质监测中的应用也日趋广泛。其具有无二次污染、无需化学试剂及可实现多参数测量等众多优点。据检测方法的不同，光谱水质分析参数主要有连续光谱分析、多波长分析、双波长分析及单波长分析等方法。目前，市场常见设备多存在现场人工采样，实验室检测分析，后续出数据的过程，其方法和功能单一、不能实时检测的特点，具有成本高，体积大，功耗高，使用范围小，校正困难及功能不稳定等弊端，且难以与智能移动终端相结合。如难以满足目前日益增强的饮用水净水器水质检测市场需求。

因此，在水质参数检测中，如何有效的克服现有的的缺点，达到高测量精度和系统稳定性，降低测量成本与操作难度、产品小型化、实时快速、智能化成为现在亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种水质参数检测装置及其方法，通过实时检测和在线反馈，能够随时获得检测结果，解决了现有技术的不足。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种水质参数检测装置，其特征在于，包括壳体单元、检测单元和显示单元；

所述检测单元为液体流路耐压腔体结构，置于壳体单元内；所述检测单元包括底座、支架、主控板、接收模块、比色皿、连接块、调整块、截流阀、紫外线模块、红外线模块、TDS模块；

所述支架位于底座上方，所述支架包括左腔体和右腔体，左腔体和右腔体连通；左腔体与入水口连通，右腔体与出水口连通；

所述比色皿安装在所述左腔体内且与腔体同轴，所述紫外线模块和所述红外线模块置于比色皿外周；

所述连接块同心连接支撑底座左腔体和比色皿；所述调整快卡设在连接块与比色皿中间，用于调整密封间隙；所述调整块为弹性耐腐蚀材料。

所述显示单元显示经过主控板分析后的检测结果。

进一步的，所述壳体单元通过可拆卸的方式与检测单元相互固定连接。通过可拆卸的方式连接，能够轻松更换壳体，便于检修和更换。

进一步的，所述紫外线模块包括紫外发射器控制板和紫外发射器；所述红外线模块包括红外发射控制板和红外线发射器；所述接收模块包括接收控制板和接收器；所述紫外线发射器的安装孔与接收器的安装孔同轴，因为采用紫外吸收法测量TOC时，紫外光打在水中溶解性和悬浮性有机物含碳的物质时被部分吸收，其透射部分光强经同轴汇聚测量衰减更加准确；所述红外线发射器与接收器的安装孔的轴相互垂直因为采用散射法检测浊度时，红外光打在水中小颗粒时前后左右都会发生散射即杂散射，降低测量精度，而小颗粒对于短波长光线的散射比对于长波长光线的散射更有效，当浊度低于 40NTU时，使用90度散射光检测器测量浊度可以有效避免由于色度或吸收物质带来的干扰，并将散光最小化，增加了测量的准确度。

进一步的，所述显示单元包括显示装置、无线传输模块、移动终端和警示模块。通过无线方式传输数据，能够将网络中的所有智能终端加以利用，实时显示检测参数的结果，便于用户随时了解水质的详情。

进一步的，所述显示装置包括显示屏和指示灯。

进一步的，所述显示单元将检测结果通过所述无线传输模块传送至移动终端显示和 /或示警。

进一步的，待检测的液体流经的管路包括若干密封装置，所述密封装置包括密封圈，使得待测液体的管路形成耐压密闭管路。

用该检测装置检测水质参数的具体步骤如下：

待测流体通过入水口进入检测装置，依次流经调整块﹑比色皿﹑截流阀，最后经过出水口排出；

当待测液体流经比色皿时，所述紫外发射器经紫外发射控制板控制，将紫外光作为光源，进行准直入射到比色皿内，经内液体有机碳化合物的吸收，透射后的光汇聚到接收器，经接收控制板测量出光的相对光强值，再经过主控板运算电路的计算获得待测液体的TOC值；所述红外发射器经红外发射控制板控制，将红外光作为光源，进行准直入射到比色皿内，经内液体浮颗粒物的散射，散射光汇聚到接收器，经接收控制板测量出光的相对光强值，再经过主控板运算电路的计算获得待测液体的浊度值；所述TDS 模块的电极与待测液体接触，通过主控板运算电路的计算获得待测液体的TDS值；

主控板将所述待测液体的TOC值、所述待测液体的浊度值和所述待测液体的TDS值通过显示装置显示和/或示警。

有益效果：本发明提供的一种水质参数检测装置及其方法，具有如下优点：

(1)可提高实时在线检测水中TOC﹑浊度﹑TDS参数的精确性和稳定性；其综合误差率可达到±2％，

(2)提高测量精确性和稳定性；

(3)与以往化学检测方法相比，无污染﹑长寿命﹑受环境影响小；

(4)结构紧凑，布局合理，集成度高，体积小，便于安装和携带，使用范围广；

(5)智能化；

(6)与常规现场采样，实验室分析相比，检测速度快，检测速度小于1秒，可达到实时显示。

附图说明

图1为本发明水质参数检测的方法和装置的原理图。

图2为本发明水质参数检测的方法和装置的示意图。

图3为本发明水质参数检测的方法和装置的主视剖视图。

图4为本发明水质参数检测的方法和装置检测单元的立体示意图。

图5为本发明水质参数检测的方法和装置检测单元的A-A俯视剖视图。

图中，1、壳体单元；1.1、罩壳；1.2、凸扣；2、检测单元；2.1、底座；2.2、入水口；2.3、出水口；2.4、O型圈；2.5、安装法兰；2.6、凹扣；2.7、支架；2.8、螺钉； 2.9、堵头；2.10、主控板；2.11、接收控制板；2.12、接收器；2.13、红外发射控制板； 2.14、红外发射器；2.15、紫外发射器控制板；2.16、紫外发射器；2.17、连接块；2.18、调整块；2.19、比色皿；2.20、O型圈；2.21、截流阀；2.22、腔体；2.23、TDS模块； 3、检测单元；3.1、显示装置；3.2、无线传输模块；3.3、移动终端；3.4警示模块；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种水质参数检测装置，其特征在于，包括壳体单元、检测单元和显示单元；主要用于检测水质的TOC﹑浊度和TDS参数。TOC参数，即Total Organic Carbon，总有机碳参数；浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度；TDS参数，即TotalDissolved Solids，总溶解固体。

如图2和图3所示，壳体单元1主要包括罩壳1.1和凸扣1.2；所述罩壳1.1为腔体结构，其套于检测单元2外侧，通过内侧凸扣1.2与检测单元底座所设凹扣2.6卡设固定，用于保护和美观检测单元，且通过该方式的连接易于拆卸，可方便的替换内件。

图3中的A-A为剖视示意，图5即A-A面的剖视图。

如图1、3、4、5所示检测单元2包括底座2.1、入水口2.2、出水口2.3、O型圈2.4 和安装法兰2.5、凹扣2.6、支架2.7、螺钉2.8、堵头2.9、主控板2.10、接收控制板2.11、接收器2.12、红外发射控制板2.13、红外发射器2.14、紫外发射器控制板2.15、紫外发射器2.16、连接块2.17、调整块2.18、比色皿2.19、O型圈2.20、截流阀2.21、腔体2.22、 TDS模块2.23。

检测单元2整体为液体流路耐压密闭腔体结构；所述底座2.1设有入水口2.2和出水口2.3；入水口2.1与出水口2.3外设有一个或多个O型圈2.4，用于保证与之配套管路密封；所述底座2.1上设有左右腔体孔分别与入水口2.2和出水口2.3相通；所述连接块2.17同心卡设于底座2.1左腔体孔内；所述连接块2.17通过O型圈2.20与左腔体内孔密封；所述调整块2.18为弹性材质且卡设于连接块2.17与比色皿2.19之间；所述截流阀2.21设于比色皿2.19上。

支架内部设有左右相通的腔体；连接块2.17、调整块2.18、比色皿2.19、截流阀2.21 同心卡设于支架2.1左腔体内，且通过多个O型圈2.20密封。支架右侧腔体卡设于底座2.1右侧腔体孔内，且通过O型圈内外腔体密封；所述支架2.7与底座2.1通过螺钉连结固定为一体。

支架2.7左腔内安装比色皿2.19的位置，设有紫外发射器2.16、红外发射器2.14、接收器2.12安装孔；所述紫外线发射器2.16安装孔与接收器2.12安装孔同心布局；所述红外发射器2.14安装孔与接收器2.12安装孔90度布局设置；所述支架2.7上端设有定位孔2.23；所述紫外发射器控制板2.15定位于支架2.7安装孔内且与紫外发射控制板 2.15连为一体，通过螺钉固定于支架上；所述红外发射器2.14定位于支架2.7安装孔内且与红外发射控制板2.13连为一体，通过螺钉固定于支架2.7上；所述接收器2.12定位于支架2.7安装孔内且与接收控制板2.11连为一体，通过螺钉固定于支架2.7上；所述紫外发射控制板2.15、红外发射控制板2.13、接收控制板2.11分别通过信号线与主控板2.10相连；所述TDS模块2.23用于安装固定于支架2.7腔体2.22内。

待测流体通过入水口2.2进入检测装置，依次流经调整块2.18﹑比色皿2.19﹑截流阀2.21，支架的左腔体、支架的右腔体、最后经过出水口2.3排出；整个管路形成耐压密闭管路。

当待测液体流经比色皿时，所述紫外发射器2.16经紫外发射控制板2.15控制，将250-280nm波长的紫外光作为光源，进行准直入射到比色皿2.19内，经内液体有机碳化合物的吸收，透射后的光汇聚到接收器2.12，经接收控制板2.11测量出光的相对光强值，再经过主控板2.10运算电路的计算获得待测液体的TOC值；

所述红外发射器2.14经红外发射控制板控制，将700-900nm波长的红外光作为光源，进行准直入射到比色皿2.19内，经内液体浮颗粒物的散射，散射光汇聚到接收器 2.12，经接收控制板测量出光的相对光强值，再经过主控板2.10运算电路的计算获得待测液体的浊度值；

所述TDS模块2.23的电极与待测液体接触，通过主控板2.10运算电路的计算获得待测液体的TDS值。

所述主控板2.10用于运算电路的计算并将检测结果输出至显示单元。

比色皿2.19采用高透射率的石英材料。

显示单元3将主控板2.10的测量结果通过显示装置3.1呈现出来。显示装置包括但不限于显示屏、指示灯等，能够起到类似作用的装置均可作为显示装置。显示单元同时也可以将测量结果通过无线传输模块3.2传输至移动终端3.3显示，这里的移动终端可以是任何能够接入网络的终端，包括手机、平板电脑等等。

当测量结果超过阈值时(即测量结果不符合相关设定的标准)，警示单元3.4予以提醒或发出警示，所述警示单元可通过声音、文字、图像或灯光等能够起到提示作用的任何形式对用户进行提示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水质参数检测装置，其特征在于，包括壳体单元、检测单元和显示单元；

所述检测单元为液体流路耐压腔体结构，置于壳体单元内；所述检测单元包括底座、支架、主控板、接收模块、比色皿、连接块、调整块、截流阀、紫外线模块、红外线模块、TDS模块；

所述支架位于底座上方，所述支架包括左腔体和右腔体，左腔体和右腔体连通；左腔体与入水口连通，右腔体与出水口连通；

所述比色皿安装在所述左腔体内且与腔体同轴，所述紫外线模块和所述红外线模块置于比色皿外周；

所述显示单元显示经过主控板分析后的检测结果。

2.如权利要求1所述的一种水质参数检测装置，其特征在于，所述壳体单元通过可拆卸的方式与检测单元相互固定连接。

3.如权利要求1所述的一种水质参数检测装置，其特征在于，所述紫外线模块包括紫外发射器控制板和紫外发射器；所述红外线模块包括红外发射控制板和红外线发射器；所述接收模块包括接收控制板和接收器；所述紫外线发射器的安装孔与接收器的安装孔同轴；所述红外线发射器与接收器的安装孔的轴相互垂直。

4.如权利要求1所述的一种水质参数检测装置，其特征在于，所述显示单元包括显示装置、无线传输模块、移动终端和警示模块。

5.如权利要求4所述的一种水质参数检测装置，其特征在于，所述显示装置包括显示屏和指示灯。

6.如权利要求1所述的一种水质参数检测装置，其特征在于，所述显示单元将检测结果通过所述无线传输模块传送至移动终端显示和/或示警。

7.如权利要求1所述的一种水质参数检测装置，其特征在于，待检测的液体流经的管路包括若干密封装置，所述密封装置包括密封圈。

8.如权利要求1-7任一所述的一种水质参数检测装置，其特征在于，用该检测装置检测水质参数的具体步骤如下：

待测流体通过入水口进入检测装置，依次流经调整块﹑比色皿﹑截流阀，最后经过出水口排出；

当待测液体流经比色皿时，所述紫外发射器经紫外发射控制板控制，将紫外光作为光源，进行准直入射到比色皿内，经内液体有机碳化合物的吸收，透射后的光汇聚到接收器，经接收控制板测量出光的相对光强值，再经过主控板运算电路的计算获得待测液体的TOC值；所述红外发射器经红外发射控制板控制，将红外光作为光源，进行准直入射到比色皿内，经内液体浮颗粒物的散射，散射光汇聚到接收器，经接收控制板测量出光的相对光强值，再经过主控板运算电路的计算获得待测液体的浊度值；所述TDS模块的电极与待测液体接触，通过主控板运算电路的计算获得待测液体的TDS值；

主控板将所述待测液体的TOC值、所述待测液体的浊度值和所述待测液体的TDS值通过显示装置显示和/或示警。