CN109827902A - 水质检测设备及其水质检测方法、装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种水质检测设备及其水质检测方法、装置，利用紫外光对待检测水进行照射，只要根据紫外光经过待检测水之后射出的透射光强度以及相应的预设水质参数，就能够计算得待检测水中对应的待测物的第一浓度数据。同时，为了避免外界环境因素对所测第一浓度数据的准确性产生影响，根据预设补偿参数对第一浓度数据进行补偿处理之后得到最终的待测物浓度数据，从而实现对水质的检测。本方案采用紫外光谱法实现对水质的检测，可实现快速检测，同时通过补偿参数对初步检测得到的第一浓度数据进行补偿处理，有效地避免了外界环境对检测结果的影响，与传统的水质检测方法相比具有检测可靠性强的优点。
Description
技术领域
本申请涉及水质安全技术领域，特别是涉及一种水质检测设备及其水质检测方法、装置。
背景技术
随着工业发展所带来的水环境污染以及人民生活水平的不断提高，人们对饮用水的安全和健康变得越来越重视，对水质状态的监控也成为一种强烈的需求。因此，在日常生活中通常采用相应的设备来对检测饮用水中总有机碳(TOC，指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量)等是否达到健康安全的标准。
传统的水质检测主要采用燃烧法，燃烧法可以将水体中的有机物氧化，然后直接地得到水之中总有机碳的含量。然而，燃烧法受外界环境的影响较大，不能够实时快速检测。因此，传统的水质检测方法存在检测可靠性差的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对传统的水质检测方法检测可靠性差的问题，提供一种水质检测设备及其水质检测方法、装置。
一种水质检测设备的水质检测方法，包括：获取经过待检测水后射出的紫外光的透射光强度；根据所述紫外光的透射光强度和预设水质参数，计算得到待检测水中待测物的第一浓度数据；根据所述第一浓度数据和预设补偿参数，进行补偿处理得到所述待测物的浓度数据，所述浓度数据表征待检测水的水质。
在一个实施例中，所述预设补偿参数包括预设浊度补偿参数和预设温度补偿参数，所述根据所述第一浓度数据和预设补偿参数，进行补偿处理得到所述待测物的浓度数据的步骤，包括：根据所述第一浓度数据和预设浊度补偿参数进行浊度补偿处理，得到所述待测物的第二浓度数据；根据所述第二浓度数据和预设温度补偿参数进行温度补偿处理，得到所述待测物的浓度数据。
在一个实施例中，所述根据所述第一浓度数据和预设浊度补偿参数进行浊度补偿处理，得到所述待测物的第二浓度数据的步骤，包括：获取经过待检测水后射出的可见光的透射光强度；根据所述可见光的透射光强度和预设浊度补偿参数得到浊度补偿数值；根据所述第一浓度数据和所述浊度补偿数值得到所述待测物的第二浓度数据。
在一个实施例中，所述根据所述第二浓度数据和预设温度补偿参数进行温度补偿处理，得到所述待测物的浓度数据的步骤，包括：获取第一热敏电阻阻值和第二热敏电阻阻值；所述第一热敏电阻阻值为设置于所述水质检测设备的光源板上的第一热敏电阻的阻值，所述第二热敏电阻阻值为设置于所述水质检测设备的光探测器板上的第二热敏电阻的阻值；根据所述第一热敏电阻阻值、第二热敏电阻阻值和预设温度补偿参数得到温度补偿数值；根据所述第二浓度数据和所述温度补偿数值得到所述待测物的浓度数据。
一种水质检测设备的水质检测装置，包括：透射光强度获取模块，用于获取经过待检测水后射出的紫外光的透射光强度；第一浓度数据计算模块，用于根据所述紫外光的透射光强度和预设水质参数，计算得到待检测水中待测物的第一浓度数据；补偿处理模块，用于根据所述第一浓度数据和预设补偿参数，进行补偿处理得到所述待测物的浓度数据，所述浓度数据表征待检测水的水质。
一种水质检测设备，包括：待检测水盛放装置、光源板、光探测器板和控制主板，所述光源板和所述光探测器板分别设置于所述待检测水盛放装置的相对两侧，所述光源板与所述光探测器板分别连接所述控制主板，所述待检测水盛放装置用于盛放待检测水；所述光源板用于向待检测水发射紫外光；所述光探测器板用于接收经待检测水后射出的紫外光；所述控制主板用于根据上述的水质检测方法进行水质检测。
在一个实施例中，所述光源板包括光源基板、紫外发光二极管和可见光发光二极管，所述紫外发光二极管和所述可见光发光二极管均设置于所述光源基板，所述光源基板上设置有光源板接口，所述紫外发光二极管和所述可见光发光二极管均通过所述光源板接口连接所述控制主板。
在一个实施例中，所述光探测器板包括光探测基板、紫外探测器和可见光探测器，所述紫外探测器和所述可见光探测器均设置于所述光探测基板，所述光探测基板上设置有光探测器板接口，所述紫外探测器和所述可见光探测器均通过所述光探测器板接口连接所述控制主板。
在一个实施例中，所述水质检测设备还包括第一热敏电阻和第二热敏电阻，所述第一热敏电阻设置于所述光源基板，所述第一热敏电阻通过所述光源板接口连接所述控制主板；所述第二热敏电阻设置于所述光探测基板，所述第二热敏电阻通过所述光探测器板接口连接所述控制主板。
在一个实施例中，所述控制主板包括主板基板、电源处理电路、光源驱动电路、信号运放电路、模数转换电路和计算处理单元，所述电源处理电路、所述光源驱动电路、所述信号运放电路、所述模数转换电路和所述计算处理单元均设置于所述主板基板，所述光源驱动电路用于连接外部电源，所述信号运放电路和所述计算处理单元分别连接所述电源处理电路，所述信号运放电路连接所述模数转换电路，所述模数转换电路连接所述计算处理单元，所述主板基板上设置有光探测器板接口和光源板接口，所述信号运放电路通过所述光探测器板接口连接所述光探测器板，所述光源驱动电路通过所述光源板接口连接所述光源板。
上述水质检测设备及其水质检测方法、装置，利用紫外光对待检测水进行照射，由于待检测水中的有机物对紫外光具有一定的吸收作用，使得经过待检测水之后的紫外光的透射光强度发生一定的变化。只要根据紫外光经过待检测水之后射出的透射光强度以及相应的预设水质参数，就能够计算得待检测水中对应的待测物的第一浓度数据。同时，为了避免外界环境因素对所测第一浓度数据的准确性产生影响，根据预设补偿参数对第一浓度数据进行补偿处理之后得到最终的待测物浓度数据，从而实现对水质的检测。本方案采用紫外光谱法实现对水质的检测，可实现快速检测，同时通过补偿参数对初步检测得到的第一浓度数据进行补偿处理，有效地避免了外界环境对检测结果的影响，与传统的水质检测方法相比具有检测可靠性强的优点。
附图说明
图1为一实施例中水质检测设备的水质检测方法流程示意图；
图2为另一实施例中水质检测设备的水质检测方法流程示意图；
图3为又一实施例中水质检测设备的水质检测方法流程示意图；
图4为再一实施例中水质检测设备的水质检测方法流程示意图；
图5为一实施例中水质检测设备的水质检测装置结构示意图；
图6为另一实施例中水质检测设备的水质检测装置结构示意图；
图7为一实施例中水质检测设备结构示意图；
图8为一实施例中电源板、光探测器板和控制主板结构示意图；
图9为另一实施例中电源板、光探测器板和控制主板结构示意图；
图10为另一实施例中水质检测设备结构示意图；
图11为又一实施例中水质检测设备结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
请参阅图1，一种水质检测设备的水质检测方法，包括步骤S100、步骤S200和步骤S300。步骤S100，获取经过待检测水后射出的紫外光的透射光强度。
具体地，紫外光是电磁波谱中波长从0.01微米-0.40微米的辐射的总称，不能引起人们的视觉。紫外光波长比可见光短，比X射线长的电磁辐射。紫外光在电磁波谱中范围波长为10-400nm。这范围内开始于可见光的短波极限，而与X射线的长波波长相重叠，紫外光被划分为A射线、B射线和C射线(分别简称UVA、UVB和UVC)，波长范围分别为400-315nm，315-280nm，280-190nm。待检测水盛放于待检测水盛放装置，在待检测水盛放装置的相对两侧分别设置有光源板和光探测器板，紫外光通过光源板产生，然后通过待检测水盛放装置对待检测水进行照射之后被光探测器板接收，光探测器板将接收的紫外光的光信号转换为电信号后传输至控制主板。控制主板对电信号进行相应的处理之后即可以得到紫外光被待检测水中的有机物吸收之后的透射光强度。应当指出的是，在本实施例中，紫外光的透射光强度通过控制主板获取的电信号进行处理得到。可以理解，在其它实施例中，还可以是光探测器板在接收到紫外光的光信号之后，将其转换为电信号的同时，还能够进一步地进行计算处理得到紫外光的透射光强度，直接将透射光强度发送至控制主板即可。
应当指出的是，在一个实施例中，控制主板还具有控制光源板进行工作的功能，即在本实施例中，当需要对待检测水的水质进行检测时，通过控制主板向光源板发送启动控制信号，在该启动控制信号的作用下，光源板发射相应的紫外光对盛放于待检测水盛放装置的待检测水进行照射，然后经待检测水后射出被光探测器板接收。
步骤S200，根据紫外光的透射光强度和预设水质参数，计算得到待检测水中待测物的第一浓度数据。
具体地，控制主板具有一定的存储功能，当需要对待检测水中的某些物质的含量进行检测时，可以在控制主板中预设相应待测物的预设水质参数，然后根据获取的紫外光的透射光强度即可进行计算，得到相应的待测物的第一浓度数据。应当指出的是，在一个实施例中，预设水质参数包括摩尔吸光系数、紫外光的入射光强度和液层厚度(也称光程长度)，其中摩尔吸光系数也称摩尔消光系数，在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。摩尔吸光系数的大小与待测物、溶剂的性质及光的波长有关，待测物不同，则摩尔吸光系数也不同，因此可以通过设置不同的摩尔吸光系数来实现对待检测水中的不同待测物的浓度检测。在一个实施例中，待测物可以是TOC(Total OrganicCarbon，总有机碳)，TOC即为在水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量，也就是说在本实施例中通过紫外线的透射光强度和待检测水中TOC相关的预设水质参数进行计算，即可以初步得到待检测水中TOC的第一浓度数据。在其它实施例中，待测物还可以是其它类型，例如COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)等，只需要在控制主板中设置不同的待测物相关的预设水质参数即可实现不同的待测物浓度检测。
进一步地，在一个实施例中，根据紫外光的透射光强度和预设水质参数进行计算的步骤具体为：其中，C表示待测物的第一浓度数据，lgIt1表示紫外光的透射光强度，ε表示摩尔吸光系数，b表示液层厚度。
具体地，根据朗伯-比尔定律有：其中，A表示吸光度，Io1表示紫外光的入射光强度。在本实施例中，为了便于进行待测物的第一浓度数据的计算，将紫外线的入射光强度看作是1，针对同一待测物，而摩尔吸光系数、液层厚度均为固定值，因此当获取紫外光的透射光强度之后即可直接地计算得到待测物的第一浓度数据。
步骤S300，根据第一浓度数据和预设补偿参数，进行补偿处理得到待测物的浓度数据。
具体地，浓度数据表征待检测水的水质。控制主板还存储有预设补偿参数，当控制主板根据紫外光的透射光强度和预设水质参数计算得到相应的待测物的浓度数据之后，为了保证所得到的待测物的浓度数据的可靠性，在初步得到待测物的浓度数据(即第一浓度数据)之后，控制主板还能根据预设补偿参数对得到的第一浓度数据进行补偿，进一步地增强水质检测方法的检测可靠性。
在一个实施例中，请参阅图2，预设补偿参数包括预设浊度补偿参数和预设温度补偿参数，步骤S300包括步骤S310和步骤S320。
步骤S310，根据第一浓度数据和预设浊度补偿参数进行浊度补偿处理，得到待测物的第二浓度数据。
具体地，浊度是指溶液对光线通过时所产生的阻碍程度，它包括悬浮物对光的散射和溶质分子对光的吸收。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。也就是说，即使是在在待测物的浓度数据一致的情况下，如果待检测水在其它物质影响下出现浊度不一致，则会在不同的浊度下所测得的第一浓度数据之间有一定的区别，也就是受到待检测水的浊度的影响，产生了一定的检测误差。为了减小误差，使得该方法检测的待测物的浓度数据更加准确，将会根据预设浊度补偿参数对第一浓度数据进行相应的浊度补偿，有效地提高该水质检测方法的可靠性。
步骤S320，根据第二浓度数据和预设温度补偿参数进行温度补偿处理，得到待测物的浓度数据。
具体地，光源板和光探测器板在工作过程中，会随着时间的增加使得温度也随之增加，而温度会对光源板和光探测器板的效率造成偏移影响，也就是说即使是在待测物浓度相同的水中，在持续工作的工程中，受到温度的影响，也会导致检测得到的待测物的第二浓度数据发生变化。因此，在本实施例中将会对经过浊度补偿处理之后得到的待测物第二浓度数据进行温度补偿处理，以减小温度对所检测得到的待测物的第二浓度数据的影响，进一步地增强了该水质检测方法的可靠性。
进一步地，请参阅图3，在一个实施例中，步骤S310包括步骤S311、步骤S312和步骤S313。
步骤S311，获取经过待检测水后射出的可见光的透射光强度。
具体地，与上述获取经过待检测水后的紫外光的透射光强度类似，光源板还能够发射可见光，通过光源板发射的可见光将待检测水后发射至光探测器板，光探测器板具有接收可可见光的功能。光探测器板接收可见光的光信号之后将光信号转换为电信号并传输至控制主板，控制主板经过计算处理之后即可得到相应的可见光的透射光强度。
步骤S312，根据可见光的透射光强度和预设浊度补偿参数得到浊度补偿数值。
具体地，控制主板存储有预设浊度补偿参数，预设浊度补偿参数包括预设可见光透射光强度和对应的预设浊度补偿数值两部分。控制主板获取得到可见光的透射光强度之后，与预设可见光透射光强度进行对比分析，然后直接获取在该透射光强度下对应的预设浊度补偿数值，即为在该可见光的透射光强度下需要的相应浊度补偿数值。
步骤S313，根据第一浓度数据和浊度补偿数值得到待测物的第二浓度数据。
具体地，当得到浊度补偿数值之后，直接根据相应的浊度补偿数值和第一浓度数据进行计算，既可以得到待检测水中的待测物的第二浓度数据。例如，在一个实施例中，第一浓度数据为1mol/L，而此时根据经过待检测水后射出的可见光的透射光强度为200Lux，根据预设浊度补偿参数可知200Lux对应的预设浊度补偿数值为-0.01mol/L，则可以得到待测物的第二浓度数据为0.99mol/L。
在一个实施例中，请参阅图4，步骤S320包括步骤S321、步骤S322和步骤S323。
步骤S321，获取第一热敏电阻阻值和第二热敏电阻阻值。
具体地，第一热敏电阻阻值为设置于水质检测设备的光源板上的第一热敏电阻的阻值，第二热敏电阻阻值为设置于水质检测设备的光探测器板上的第二热敏电阻的阻值。温度对光源板和光探测器板的效率会造成偏移影响，在光源板上设置有第一热敏电阻，通过第一热敏电阻的阻值变化可以直观的得到光源板的温度变化情况，同时在光探测器板上也设置有相应的第二热敏电阻，通过第二热敏电阻的阻值变化可以直观的得到光探测器板的温度变化情况。因此，在本实施例中只需要直接采集电源板和光探测器板上分别设置热敏电阻，然后通过第一热敏电阻和第二热敏电阻的阻值变化来实现不同的温度补偿操作。可以理解，在其它实施例中，还可以是通过温度采集装置(例如温度传感器等)直接获取光源板和光探测器板的温度数据，然后根据温度数据进行相应的温度补偿操作，同样能够实现对待测物的第二浓度数据的温度补偿，以使得最终得到的待测物的浓度数据更加准确、可靠。
步骤S322，根据第一热敏电阻阻值、第二热敏电阻阻值和预设温度补偿参数得到温度补偿数值。
具体地，与上述浊度补偿操作类似，控制主板存储的预设温度补偿参数包括第一预设电阻值、第二预设电阻值和预设温度补偿数值。控制主板在获取第一热敏电阻的阻值和第二热敏电阻的阻值之后，分别与第一预设电阻值、第二预设电阻值进行对比分析，即可直接得到对应的预设温度补偿数值。可以理解，预设温度补偿参数可以是第一热敏电阻和第二热敏电阻分别对应设置有相应的预设温度补偿数值，也可以是第一热敏电阻和第二热敏电阻的两个电阻值参数对应一个预设温度补偿数值，只要能够根据获取的第一热敏电阻阻值和第二热敏电阻阻值得到相应的温度补偿参数进行温度补偿处理即可。
步骤S323，根据第二浓度数据和温度补偿数值得到待测物的浓度数据。
具体地，与上述根据第一浓度数据和浊度补偿数值进行处理得到待测物的第二浓度数据类似，当得到温度补偿数值之后，根据第二浓度数据和相应的浊度补偿数值进行分析计算，即可得到对应的待测物的浓度数据。例如，在一个实施例中，第二浓度数据为0.99mol/L，第一热敏电阻阻值为20Ω，第二热敏电阻阻值为15Ω，此时第一热敏电阻对应的预设温度补偿数值为-0.001mol/L，而第二热敏电阻对应的预设温度补偿数值为0.002mol/L，则可以得到对应的待测物的浓度数据为0.991mol/L。
上述水质检测设备的水质检测方法，利用紫外光对待检测水进行照射，由于待检测水中的有机物对紫外光具有一定的吸收作用，使得经过待检测水之后的紫外光的透射光强度发生一定的变化。只要根据紫外光经过待检测水之后射出的透射光强度以及相应的预设水质参数，就能够计算得待检测水中对应的待测物的第一浓度数据。同时，为了避免外界环境因素对所测第一浓度数据的准确性产生影响，根据预设补偿参数对第一浓度数据进行补偿处理之后得到最终的待测物浓度数据，从而实现对水质的检测。本方案采用紫外光谱法实现对水质的检测，可实现快速检测，同时通过补偿参数对初步检测得到的第一浓度数据进行补偿处理，有效地避免了外界环境对检测结果的影响，与传统的水质检测方法相比具有检测可靠性强的优点。
请参阅图5，一种水质设备的水质检测装置，包括透射光强度获取模块100、第一浓度数据计算模块200和补偿处理模块300。
透射光强度获取模块100用于获取经过待检测水后射出的紫外光的透射光强度。
具体地，待检测水盛放于待检测水盛放装置，在待检测水盛放装置的相对两侧分别设置有光源板和光探测器板，紫外光通过光源板产生，然后通过待检测水盛放装置对待检测水进行照射之后被光探测器板接收，光探测器板将接收的紫外光的光信号转换为电信号后传输至控制主板。控制主板对电信号进行相应的处理之后即可以得到紫外光被待检测水中的有机物吸收之后的透射光强度。应当指出的是，在本实施例中，紫外光的透射光强度通过控制主板获取的电信号进行处理得到。可以理解，在其它实施例中，还可以是光探测器板在接收到紫外光的光信号之后，将其转换为电信号的同时，还能够进一步地进行计算处理得到紫外光的透射光强度，直接将透射光强度发送至控制主板即可。
第一浓度数据计算模块200用于根据紫外光的透射光强度和预设水质参数，计算得到待检测水中待测物的第一浓度数据。
具体地，控制主板具有一定的存储功能，当需要对待检测水中的某些物质的含量进行检测时，可以在控制主板中预设相应待测物的预设水质参数，然后根据获取的紫外光的透射光强度即可进行计算，得到相应的待测物的第一浓度数据。应当指出的是，在一个实施例中，预设水质参数包括摩尔吸光系数、紫外光的入射光强度和液层厚度(也称光程长度)，其中摩尔吸光系数也称摩尔消光系数，在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。摩尔吸光系数的大小与待测物、溶剂的性质及光的波长有关，待测物不同，则摩尔吸光系数也不同，因此可以通过设置不同的摩尔吸光系数来实现对待检测水中的不同待测物的浓度检测。在一个实施例中，待测物可以是TOC，TOC即为在水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量，也就是说在本实施例中通过紫外线的透射光强度和待检测水中TOC相关的预设水质参数进行计算，即可以初步得到待检测水中TOC的第一浓度数据。在其它实施例中，待测物还可以是其它类型，例如COD等，只需要在控制主板中设置不同的待测物相关的预设水质参数即可实现不同的待测物浓度检测。
补偿处理模块300用于根据第一浓度数据和预设补偿参数，进行补偿处理得到待测物的浓度数据，浓度数据表征待检测水的水质。
具体地，浓度数据表征待检测水的水质。控制主板还存储有预设补偿参数，当控制主板根据紫外光的透射光强度和预设水质参数计算得到相应的待测物的浓度数据之后，为了保证所得到的待测物的浓度数据的可靠性，在初步得到待测物的浓度数据(即第一浓度数据)之后，控制主板还能根据预设补偿参数对得到的第一浓度数据进行补偿，进一步地增强水质检测方法的检测可靠性。
在一个实施例中，请参阅图6，预设补偿参数包括预设浊度补偿参数和预设温度补偿参数，补偿处理模块300包括第一补偿单元310和第二补偿单元320。
第一补偿单元310用于根据第一浓度数据和预设浊度补偿参数进行浊度补偿处理，得到待测物的第二浓度数据。
具体地，浊度是指溶液对光线通过时所产生的阻碍程度，它包括悬浮物对光的散射和溶质分子对光的吸收。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。也就是说，即使是在在待测物的浓度数据一致的情况下，如果待检测水在其它物质影响下出现浊度不一致，则会在不同的浊度下所测得的第一浓度数据之间有一定的区别，也就是受到待检测水的浊度的影响，产生了一定的检测误差。为了减小误差，使得该方法检测的待测物的浓度数据更加准确，将会根据预设浊度补偿参数对第一浓度数据进行相应的浊度补偿，有效地提高该水质检测方法的可靠性。
第二补偿单元320用于根据第二浓度数据和预设温度补偿参数进行温度补偿处理，得到待测物的浓度数据。
具体地，光源板和光探测器板在工作过程中，会随着时间的增加使得温度也随之增加，而温度会对光源板和光探测器板的效率造成偏移影响，也就是说即使是在待测物浓度相同的水中，在持续工作的工程中，受到温度的影响，也会导致检测得到的待测物的第二浓度数据发生变化。因此，在本实施例中将会对经过浊度补偿处理之后得到的待测物第二浓度数据进行温度补偿处理，以减小温度对所检测得到的待测物的第二浓度数据的影响，进一步地增强了该水质检测方法的可靠性。
在一个实施例中，第一补偿单元310还用于获取经过待检测水后射出的可见光的透射光强度；根据可见光的透射光强度和预设浊度补偿参数得到浊度补偿数值；根据第一浓度数据和浊度补偿数值得到待测物的第二浓度数据。
具体地，与上述获取经过待检测水后的紫外光的透射光强度类似，光源板还能够发射可见光，通过光源板发射的可见光将待检测水后发射至光探测器板，光探测器板具有接收可可见光的功能。光探测器板接收可见光的光信号之后将光信号转换为电信号并传输至控制主板，控制主板经过计算处理之后即可得到相应的可见光的透射光强度。控制主板存储有预设浊度补偿参数，预设浊度补偿参数包括预设可见光透射光强度和对应的预设浊度补偿数值两部分。控制主板获取得到可见光的透射光强度之后，与预设可见光透射光强度进行对比分析，然后直接获取在该透射光强度下对应的预设浊度补偿数值，即为在该可见光的透射光强度下需要的相应浊度补偿数值。当得到浊度补偿数值之后，直接根据相应的浊度补偿数值和第一浓度数据进行计算，既可以得到待检测水中的待测物的第二浓度数据。
在一个实施例中，第二补偿单元320还用于获取获取第一热敏电阻阻值和第二热敏电阻阻值；根据第一热敏电阻阻值、第二热敏电阻阻值和预设温度补偿参数得到温度补偿数值；根据第二浓度数据和温度补偿数值得到待测物的浓度数据。
具体地，第一热敏电阻阻值为设置于水质检测设备的光源板上的第一热敏电阻的阻值，第二热敏电阻阻值为设置于水质检测设备的光探测器板上的第二热敏电阻的阻值。温度对光源板和光探测器板的效率会造成偏移影响，在光源板上设置有第一热敏电阻，通过第一热敏电阻的阻值变化可以直观的得到光源板的温度变化情况，同时在光探测器板上也设置有相应的第二热敏电阻，通过第二热敏电阻的阻值变化可以直观的得到光探测器板的温度变化情况。因此，在本实施例中只需要直接采集电源板和光探测器板上分别设置热敏电阻，然后通过第一热敏电阻和第二热敏电阻的阻值变化来实现不同的温度补偿操作。可以理解，在其它实施例中，还可以是通过温度采集装置(例如温度传感器等)直接获取光源板和光探测器板的温度数据，然后根据温度数据进行相应的温度补偿操作，同样能够实现对待测物的第二浓度数据的温度补偿，以使得最终得到的待测物的浓度数据更加准确、可靠。
与上述浊度补偿操作类似，控制主板存储的预设温度补偿参数包括第一预设电阻值、第二预设电阻值和预设温度补偿数值。控制主板在获取第一热敏电阻的阻值和第二热敏电阻的阻值之后，分别与第一预设电阻值、第二预设电阻值进行对比分析，即可直接得到对应的预设温度补偿数值。可以理解，预设温度补偿参数可以是第一热敏电阻和第二热敏电阻分别对应设置有相应的预设温度补偿数值，也可以是第一热敏电阻和第二热敏电阻的两个电阻值参数对应一个预设温度补偿数值，只要能够根据获取的第一热敏电阻阻值和第二热敏电阻阻值得到相应的温度补偿参数进行温度补偿处理即可。与上述根据第一浓度数据和浊度补偿数值进行处理得到待测物的第二浓度数据类似，当得到温度补偿数值之后，根据第二浓度数据和相应的浊度补偿数值进行分析计算，即可得到对应的待测物的浓度数据。
上述水质检测设备的水质检测装置，利用紫外光对待检测水进行照射，由于待检测水中的有机物对紫外光具有一定的吸收作用，使得经过待检测水之后的紫外光的透射光强度发生一定的变化。只要根据紫外光经过待检测水之后射出的透射光强度以及相应的预设水质参数，就能够计算得待检测水中对应的待测物的第一浓度数据。同时，为了避免外界环境因素对所测第一浓度数据的准确性产生影响，根据预设补偿参数对第一浓度数据进行补偿处理之后得到最终的待测物浓度数据，从而实现对水质的检测。本方案采用紫外光谱法实现对水质的检测，可实现快速检测，同时通过补偿参数对初步检测得到的第一浓度数据进行补偿处理，有效地避免了外界环境对检测结果的影响，与传统的水质检测方法相比具有检测可靠性强的优点。
请参阅图7，一种水质检测设备，包括：待检测水盛放装置110、光源板120、光探测器板130和控制主板140，光源板120和光探测器板130分别设置于待检测水盛放装置110的相对两侧，光源板120与光探测器板130分别连接控制主板140，待检测水盛放装置110用于盛放待检测水；光源板120用于向待检测水发射紫外光；光探测器板130用于接收经待检测水后射出的紫外光；控制主板140用于根据上述的水质检测方法进行水质检测。
具体地，控制主板140首先获取经过待检测水后射出的紫外光的透射光强度。紫外光是电磁波谱中波长从0.01微米-0.40微米的辐射的总称，不能引起人们的视觉。紫外光波长比可见光短，比X射线长的电磁辐射。紫外光在电磁波谱中范围波长为10-400nm。这范围内开始于可见光的短波极限，而与X射线的长波波长相重叠，紫外光被划分为A射线、B射线和C射线(分别简称UVA、UVB和UVC)，波长范围分别为400-315nm，315-280nm，280-190nm。待检测水盛放于待检测水盛放装置110，在待检测水盛放装置110的相对两侧分别设置有光源板120和光探测器板130，紫外光通过光源板120产生，然后通过待检测水盛放装置110对待检测水进行照射之后被光探测器板130接收，光探测器板130将接收的紫外光的光信号转换为电信号后传输至控制主板140。控制主板140对电信号进行相应的处理之后即可以得到紫外光被待检测水中的有机物吸收之后的透射光强度。应当指出的是，在本实施例中，紫外光的透射光强度通过控制主板140获取的电信号进行处理得到。可以理解，在其它实施例中，还可以是光探测器板130在接收到紫外光的光信号之后，将其转换为电信号的同时，还能够进一步地进行计算处理得到紫外光的透射光强度，直接将透射光强度发送至控制主板140即可。
根据紫外光的透射光强度和预设水质参数，计算得到待检测水中待测物的第一浓度数据。控制主板140具有一定的存储功能，当需要对待检测水中的某些物质的含量进行检测时，可以在控制主板140中预设相应待测物的预设水质参数，然后根据获取的紫外光的透射光强度即可进行计算，得到相应的待测物的第一浓度数据。应当指出的是，在一个实施例中，预设水质参数包括摩尔吸光系数、紫外光的入射光强度和液层厚度(也称光程长度)，其中摩尔吸光系数也称摩尔消光系数，在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。摩尔吸光系数的大小与待测物、溶剂的性质及光的波长有关，待测物不同，则摩尔吸光系数也不同，因此可以通过设置不同的摩尔吸光系数来实现对待检测水中的不同待测物的浓度检测。在一个实施例中，待测物可以是TOC，TOC即为在水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量，也就是说在本实施例中通过紫外线的透射光强度和待检测水中TOC相关的预设水质参数进行计算，即可以初步得到待检测水中TOC的第一浓度数据。在其它实施例中，待测物还可以是其它类型，例如COD等，只需要在控制主板140中设置不同的待测物相关的预设水质参数即可实现不同的待测物浓度检测。
根据第一浓度数据和预设补偿参数，进行补偿处理得到待测物的浓度数据，浓度数据表征待检测水的水质。控制主板140还存储有预设补偿参数，当控制主板140根据紫外光的透射光强度和预设水质参数计算得到相应的待测物的浓度数据之后，为了保证所得到的待测物的浓度数据的可靠性，在初步得到待测物的浓度数据(即第一浓度数据)之后，控制主板140还能根据预设补偿参数对得到的第一浓度数据进行补偿，进一步地增强水质检测方法的检测可靠性。
在一个实施例中，请参阅图8，光源板120包括光源基板121、紫外发光二极管122和可见光发光二极管123，紫外发光二极管122和可见光发光二极管123均设置于光源基板121，光源基板121上设置有光源板120接口，紫外发光二极管122和可见光发光二极管123均通过光源板120接口连接控制主板140。
具体地，紫外发光二极管122(UV LED)即为能够发出400nm以下波长的紫外线的二极管。光源板120的光源基板121上设置有紫外发光二极管122和可见光发光二极管123，通过在外发光二极管能够产生紫外光对待检测水进行照射，同时可见光发光二极管123能够发射可见光对待检测水进行照射，进而实现对初步检测结果的浊度补偿操作。应当指出的是，在一个实施例中，紫外发光二极管122为深紫外发光二极管。根据发射的紫外光的波长大小，可以将紫外发光二极管122分为近紫外发光二极管和深紫外发光二极管，将发光波长大于380nm的紫外发光二极管称为近紫外发光二极管，而短于300nm紫外发光二极管称为深紫外发光二极管。进一步地，在一个实施例中，紫外发光二极管122采用波段为200nm-300nm的深紫外发光二极管。可以理解，在其它实施例中，还可以采用其它波段的紫外发光二极管，只要能够发射紫外光对待检测水进行照射即可。可以理解，在一个实施例中，同样可以选择一定波长的可见光发光二极管123，例如，选择波长为400nm-700nm的可见光发光二极管123作为可见光光源，实现对待测物的第一浓度数据的浊度补偿操作。
在一个实施例中，请参阅图8，光探测器板130包括光探测基板131、紫外探测器132和可见光探测器133，紫外探测器132和可见光探测器133均设置于光探测基板131，光探测基板131上设置有光探测器板130接口，紫外探测器132和可见光探测器133均通过光探测器板130接口连接控制主板140。
具体地，与光源板120相对应，在光探测基板131上设置有相应的紫外探测器132和可见光探测器133，分别接收经过待检测水后射出的紫外光和可见光，然后分别将相应的光信号转换为电信号分别输出至控制主板140进行计算，进而分别得到紫外光的透射光强度和可见光的透射光强度。
在一个实施例中，请参阅图8，水质检测设备还包括第一热敏电阻180和第二热敏电阻190，第一热敏电阻180设置于光源基板121，第一热敏电阻180通过光源板120接口连接控制主板140；第二热敏电阻190设置于光探测基板131，第二热敏电阻190通过光探测器板130接口连接控制主板140。
具体地，光源基板121上同时还设置有第一热敏电阻180，光探测器基板131上设置有第二热敏电阻190，分别通过相应的电路使得第一热敏电阻180和第二热敏电阻190的阻值随着光源板120的温度或者光探测器板130的温度发生变化。通过第一热敏电阻180的阻值变化情况，又可以进一步的实现对浊度补偿之后的待测物的第二浓度数据进行温度补偿操作，实现二次补偿。同时，光探测基板131上还设置有第二热敏电阻190，通过同时获取第二热敏电阻190的阻值来与第一热敏电阻180的阻值实现对待测物的第二浓度数据的温度补偿操作，进一步提高待测物的浓度数据的准确性。
在一个实施例中，控制主板140首先根据第一浓度数据和预设浊度补偿参数进行浊度补偿处理，得到待测物的第二浓度数据；然后根据第二浓度数据和预设温度补偿参数进行温度补偿处理，得到待测物的浓度数据。
具体地，浊度是指溶液对光线通过时所产生的阻碍程度，它包括悬浮物对光的散射和溶质分子对光的吸收。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。也就是说，即使是在在待测物的浓度数据一致的情况下，如果待检测水在其它物质影响下出现浊度不一致，则会在不同的浊度下所测得的第一浓度数据之间有一定的区别，也就是受到待检测水的浊度的影响，产生了一定的检测误差。为了减小误差，使得该方法检测的待测物的浓度数据更加准确，将会根据预设浊度补偿参数对第一浓度数据进行相应的浊度补偿，有效地提高该水质检测方法的可靠性。光源板120和光探测器板130在工作过程中，会随着时间的增加使得温度也随之增加，而温度会对光源板120和光探测器板130的效率造成偏移影响，也就是说即使是在待测物浓度相同的水中，在持续工作的工程中，受到温度的影响，也会导致检测得到的待测物的第二浓度数据发生变化。因此，在本实施例中将会对经过浊度补偿处理之后得到的待测物第二浓度数据进行温度补偿处理，以减小温度对所检测得到的待测物的第二浓度数据的影响，进一步地增强了该水质检测方法的可靠性。
进一步地，在一个实施例中，控制主板140获取经过待检测水后射出的可见光的透射光强度；根据可见光的透射光强度和预设浊度补偿参数得到浊度补偿数值；根据第一浓度数据和浊度补偿数值得到待测物的第二浓度数据。
具体地，与上述获取经过待检测水后的紫外光的透射光强度类似，光源板120还能够发射可见光，通过光源板120发射的可见光将待检测水后发射至光探测器板130，光探测器板130具有接收可可见光的功能。光探测器板130接收可见光的光信号之后将光信号转换为电信号并传输至控制主板140，控制主板140经过计算处理之后即可得到相应的可见光的透射光强度。控制主板140存储有预设浊度补偿参数，预设浊度补偿参数包括预设可见光透射光强度和对应的预设浊度补偿数值两部分。控制主板140获取得到可见光的透射光强度之后，与预设可见光透射光强度进行对比分析，然后直接获取在该透射光强度下对应的预设浊度补偿数值，即为在该可见光的透射光强度下需要的相应浊度补偿数值。当得到浊度补偿数值之后，直接根据相应的浊度补偿数值和第一浓度数据进行计算，既可以得到待检测水中的待测物的第二浓度数据。
在一个实施例中，控制主板140还获取第一热敏电阻阻值和第二热敏电阻阻值；根据第一热敏电阻阻值、第二热敏电阻阻值和预设温度补偿参数得到温度补偿数值；根据第二浓度数据和温度补偿数值得到待测物的浓度数据。
具体地，在光源板120上设置有第一热敏电阻180，通过第一热敏电阻180的阻值变化可以直观的得到光源板120的温度变化情况。因此，在本实施例中只需要直接采集电源板和光探测器板130上分别设置热敏电阻，然后通过第一热敏电阻180和第二热敏电阻190的阻值变化来实现不同的温度补偿操作。可以理解，在其它实施例中，还可以是通过温度采集装置(例如温度传感器等)直接获取光源板120和光探测器板130的温度数据，然后根据温度数据进行相应的温度补偿操作，同样能够实现对待测物的第二浓度数据的温度补偿，以使得最终得到的待测物的浓度数据更加准确、可靠。与上述浊度补偿操作类似，控制主板140存储的预设温度补偿参数包括第一预设电阻值、第二预设电阻值和预设温度补偿数值。控制主板140在获取第一热敏电阻180的阻值和第二热敏电阻190的阻值之后，分别与第一预设电阻值、第二预设电阻值进行对比分析，即可直接得到对应的预设温度补偿数值。可以理解，预设温度补偿参数可以是第一热敏电阻180和第二热敏电阻190分别对应设置有相应的预设温度补偿数值，也可以是第一热敏电阻180和第二热敏电阻190的两个电阻值参数对应一个预设温度补偿数值，只要能够根据获取的第一热敏电阻阻值和第二热敏电阻阻值得到相应的温度补偿参数进行温度补偿处理即可。与上述根据第一浓度数据和浊度补偿数值进行处理得到待测物的第二浓度数据类似，当得到温度补偿数值之后，根据第二浓度数据和相应的浊度补偿数值进行分析计算，即可得到对应的待测物的浓度数据。
在一个实施例中，请继续参阅图8，控制主板140包括主板基板141、电源处理电路142、光源驱动电路143、信号运放电路144、模数转换电路145和计算处理单元146，电源处理电路142、光源驱动电路143、信号运放电路144、模数转换电路145和计算处理单元146均设置于主板基板141，光源驱动电路143用于连接外部电源，信号运放电路144和计算处理单元146分别连接电源处理电路142，信号运放电路144连接模数转换电路145，模数转换电路145连接计算处理单元146，主板基板141上设置有光探测器板130接口和光源板120接口，信号运放电路144通过光探测器板130接口连接光探测器板130，光源驱动电路143通过光源板120接口连接光源板120。光探测器板130对光源板120发射的紫外光或可见光的光信号进行采集之后，能够转换为对应的电信号传输至控制主板140。控制主板140的光探测
具体地，控制主板140的主板基板141上设置有电源处理电路142，电源处理电路142能够为信号运放电路144、模数转换电路145和计算处理单元146提供相应的工作电压，而光源驱动电路143则与光源板120连接，为光源板120提供相应的驱动电流。光探测器板130对光源板120发射的紫外光或可见光的光信号进行采集之后，能够转换为对应的电信号传输至控制主板140。通过控制主板140的光探测器板130接口将电信号传输至信号运放电路144之后进行放大处理，然后经模数转换电路145转换为数字信号输送至计算处理单元146，计算处理单元146将会进行分析计算得到对应的透射光强度。应当指出的是，在一个实施例中，计算处理单元146为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，具有工作可靠性强和容易实现的优点。
进一步地，在一个实施例中，请参阅图9，电源处理电路142包括低压差线性稳压电路1421和电源电路1422，低压差线性稳压电路1421连接电源电路1422，电源电路1422连接信号运放电路144，低压差线性稳压电路1421连接计算处理单元146。通过低压差线性稳压电路1421和电源电路1422能够为控制主板140上的信号运放电路144、模数转换电路145和计算处理单元146等提供稳定的电压源，以保证整个水质检测设备的工作可靠性。应当指出的是，在一个实施例中，电源电路1422为3.3V电源电路。
在一个实施例中，请参阅图10或图11，水质检测设备还包括快接头150和连接头160，快接头150与连接头160连接，连接头160连接待检测水盛放装置110，快接头150用于连接外部水路设备。具体地，通过在待检测水盛放装置110的两端分别安装连接头160和快接头150，使得在进行水质检测时能够直接地、快速地将水质检测设备安装于外部水路设备上进行水质检测，具有操作便利强的优点。同时，根据本申请所制造的水质检测设备还具有体积小、轻便等优点。
进一步地，在一个实施例中，连接头160为食品级塑胶连接头。采用食品级塑胶连接头来实现快接头150与待检测水盛放装置110的连接，以便于将待检测水引入待检测水盛放装置110中，具有操作简单和容易实现的优点。可以理解，在其它实施例中，还可以是其它类型的连接头160，是要能够实现与快接头150配合，实现将水质检测设备快速安装于外部水路设备上即可。
在一个实施例中，请参阅图10，水质检测设备还包括保护壳170，待检测水盛放装置110、光源板120、光探测器板130和控制主板140均设置于保护壳170内部。在本实施例中，通过保护壳170将待检测水盛放装置110、光源板120、光探测器板130和控制主板140包裹设置，有效地保证了水质检测设备的使用安全性，同时还可以对保护壳170作防水处理，进一步地保证整个水质检测设备的使用安全性。应当指出的是，在一个实施例中，待检测水盛放装置110为石英玻璃管。石英玻璃管具有耐高温、耐腐蚀、较强的透光性和热稳定性，从而使得该水质检测设备能够对污染较为严重或者酸碱性特别强的水进行水质检测，具有更强的使用可靠性。
上述水质检测设备，利用紫外光对待检测水进行照射，由于待检测水中的有机物对紫外光具有一定的吸收作用，使得经过待检测水之后的紫外光的透射光强度发生一定的变化。只要根据紫外光经过待检测水之后射出的透射光强度以及相应的预设水质参数，就能够计算得待检测水中对应的待测物的第一浓度数据。同时，为了避免外界环境因素对所测第一浓度数据的准确性产生影响，根据预设补偿参数对第一浓度数据进行补偿处理之后得到最终的待测物浓度数据，从而实现对水质的检测。本方案采用紫外光谱法实现对水质的检测，可实现快速检测，同时通过补偿参数对初步检测得到的第一浓度数据进行补偿处理，有效地避免了外界环境对检测结果的影响，与传统的水质检测方法相比具有检测可靠性强的优点。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种水质检测设备的水质检测方法，其特征在于，包括：
获取经过待检测水后射出的紫外光的透射光强度；
根据所述紫外光的透射光强度和预设水质参数，计算得到待检测水中待测物的第一浓度数据；
根据所述第一浓度数据和预设补偿参数，进行补偿处理得到所述待测物的浓度数据，所述浓度数据表征待检测水的水质。
2.根据权利要求1所述的水质检测方法，其特征在于，所述预设补偿参数包括预设浊度补偿参数和预设温度补偿参数，所述根据所述第一浓度数据和预设补偿参数，进行补偿处理得到所述待测物的浓度数据的步骤，包括：
根据所述第一浓度数据和预设浊度补偿参数进行浊度补偿处理，得到所述待测物的第二浓度数据；
根据所述第二浓度数据和预设温度补偿参数进行温度补偿处理，得到所述待测物的浓度数据。
3.根据权利要求2所述的水质检测方法，其特征在于，所述根据所述第一浓度数据和预设浊度补偿参数进行浊度补偿处理，得到所述待测物的第二浓度数据的步骤，包括：
获取经过待检测水后射出的可见光的透射光强度；
根据所述可见光的透射光强度和预设浊度补偿参数得到浊度补偿数值；
根据所述第一浓度数据和所述浊度补偿数值得到所述待测物的第二浓度数据。
4.根据权利要求2所述的水质检测方法，其特征在于，所述根据所述第二浓度数据和预设温度补偿参数进行温度补偿处理，得到所述待测物的浓度数据的步骤，包括：
获取第一热敏电阻阻值和第二热敏电阻阻值；所述第一热敏电阻阻值为设置于所述水质检测设备的光源板上的第一热敏电阻的阻值，所述第二热敏电阻阻值为设置于所述水质检测设备的光探测器板上的第二热敏电阻的阻值；
根据所述第一热敏电阻阻值、第二热敏电阻阻值和预设温度补偿参数得到温度补偿数值；
根据所述第二浓度数据和所述温度补偿数值得到所述待测物的浓度数据。
5.一种水质检测设备的水质检测装置，其特征在于，包括：
透射光强度获取模块，用于获取经过待检测水后射出的紫外光的透射光强度；
第一浓度数据计算模块，用于根据所述紫外光的透射光强度和预设水质参数，计算得到待检测水中待测物的第一浓度数据；
补偿处理模块，用于根据所述第一浓度数据和预设补偿参数，进行补偿处理得到所述待测物的浓度数据，所述浓度数据表征待检测水的水质。
6.一种水质检测设备，其特征在于，包括：待检测水盛放装置、光源板、光探测器板和控制主板，所述光源板和所述光探测器板分别设置于所述待检测水盛放装置的相对两侧，所述光源板与所述光探测器板分别连接所述控制主板，
所述待检测水盛放装置用于盛放待检测水；所述光源板用于向待检测水发射紫外光；所述光探测器板用于接收经待检测水后射出的紫外光；所述控制主板用于根据权利要求1-4任一项所述的水质检测方法进行水质检测。
7.根据权利要求6所述的水质检测设备，其特征在于，所述光源板包括光源基板、紫外发光二极管和可见光发光二极管，所述紫外发光二极管和所述可见光发光二极管均设置于所述光源基板，所述光源基板上设置有光源板接口，所述紫外发光二极管和所述可见光发光二极管均通过所述光源板接口连接所述控制主板。
8.根据权利要求7所述的水质检测设备，其特征在于，所述光探测器板包括光探测基板、紫外探测器和可见光探测器，所述紫外探测器和所述可见光探测器均设置于所述光探测基板，所述光探测基板上设置有光探测器板接口，所述紫外探测器和所述可见光探测器均通过所述光探测器板接口连接所述控制主板。
9.根据权利要求8所述的水质检测设备，其特征在于，所述水质检测设备还包括第一热敏电阻和第二热敏电阻，所述第一热敏电阻设置于所述光源基板，所述第一热敏电阻通过所述光源板接口连接所述控制主板；所述第二热敏电阻设置于所述光探测基板，所述第二热敏电阻通过所述光探测器板接口连接所述控制主板。
10.根据权利要求6所述的水质检测设备，其特征在于，所述控制主板包括主板基板、电源处理电路、光源驱动电路、信号运放电路、模数转换电路和计算处理单元，所述电源处理电路、所述光源驱动电路、所述信号运放电路、所述模数转换电路和所述计算处理单元均设置于所述主板基板，所述光源驱动电路用于连接外部电源，所述信号运放电路和所述计算处理单元分别连接所述电源处理电路，所述信号运放电路连接所述模数转换电路，所述模数转换电路连接所述计算处理单元，所述主板基板上设置有光探测器板接口和光源板接口，所述信号运放电路通过所述光探测器板接口连接所述光探测器板，所述光源驱动电路通过所述光源板接口连接所述光源板。
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