CN111650146A - 分离式水质检测设备及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分离式水质检测设备及系统，属于水质检测领域，该设备包括检测装置、第一通讯装置和控制装置，第一通讯装置将外部移动端的工作信号传输至控制装置，控制装置控制检测装置工作，并将获取的水样参数通过第一通讯装置传输至水质检测系统；在检测水样参数过程中，水质检测设备主要起到获取水样检测数据的作用，而整个检测的操作过程通过移动端的分离式水质检测系统完成；免去水质检测设备本身具备操作功能的需求，大大减少了水质检测仪的体积；且省去了水质检测设备中的控制模块和操作模块，降低成本以及生产难度。

Description

分离式水质检测设备及系统
技术领域
本发明涉及水质检测领域，尤其涉及一种分离式水质检测设备及系统。
背景技术
水质检测仪，用于分析水质成分含量的专业仪表，主要指测量水中：COD、氨氮、总磷等项目的仪器，为了保护水环境，必须加强对污水排放的监测，水质检测仪在环境保护和水资源保护中起到了重要的作用。
现有的水质检测仪均为一体式结构；即用于检测水样信息的采样装置、以及用于操作和分析采样数据的处理系统集成在一个设备上；在设备上可以直接操作整个采样过程，并获取最终的检测结果；例如专利号为201922140378 .2，专利名称为规模化养殖水线水质检测仪的在先申请；但是这种一体式结构导致水质检测仪设备的体积较大，携带不便。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种分离式水质检设备和分离式水质检系统，该系统可被手机下载获得；水质检测设备用于检测水样的参数值，并与APP之间通讯；在手机端对检测过程进行操作、并处理检测数据输出检测结果；弱化对水质检测设备本身功能需求，从而实现水质检测设备的小型化和简单化。
为实现上述目的，本发明提供一种分离式水质检测设备，包括
检测装置，工作后用于检测水样，并获取检测参数；
第一通讯装置，用于传输检测参数至外部移动端，或接收外部移动端的工作信号；
控制装置，控制装置接收工作信号后控制检测装置开始工作。
第一通讯装置将外部移动端的工作信号传输至控制装置，控制装置控制检测装置工作，并将获取的水样参数通过第一通讯装置传输至外部移动端。
其中，检测参数包括光线波长、透过率和吸光度值。
其中，第一通讯装置接收外部移动端的工作信号时，至少接收外部移动端发送的两次工作信号；其中一次工作信号用于控制检测装置先对空白容器进行检测，二次工作信号用于控制检测装置对加入水样后的样品容器进行检测。
其中，检测装置对空白容器进行检测，并将获取的检测参数通过第一通讯装置传输至外部设备后，第一通讯装置接收二次工作信号。
其中，第一通讯装置接收移动端的二次工作信号时，先等待样品容器中的水样稳定；其中，水样稳定的时间由移动端设定的水样标准曲线类型生成。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种分离式水质检测系统，包括
操作装置，用于接收外部输入，并根据外部输入生成用于控制外部水质检测设备工作的工作信号；
第二通讯装置，用于传输工作信号至外部水质检测设备，或接收外部水质检测设备发送的检测参数；
处理装置，用于根据检测参数得出水样中参数的浓度值。
其中，操作装置根据外部输入选定待检测水样的标准曲线类型；再根据标准曲线类型生成工作信号。
其中，操作装置生成工作信号时，至少生成两次工作信号；其中一次工作信号用于控制水质检测设备先对空白容器进行检测，二次工作信号用于控制检测装置对加入水样后的样品容器进行检测；第二通讯装置接收水质检测设备两次获取的检测参数。
其中，第二通讯装置接收水质检测设备对空白容器进行检测获取的检测参数后，发送二次工作信号至水质检测设备。
其中，检测参数包括吸光度值，根据检测参数得出水样中参数的浓度值时，通过水样标准曲线类型和吸光度值得到水样中参数的浓度值。
本发明的有益效果是：本发明提供的分离式水质检测设备，包括检测装置、第一通讯装置和控制装置，第一通讯装置将外部移动端的工作信号传输至控制装置，控制装置控制检测装置工作，并将获取的水样参数通过第一通讯装置传输至外部移动端；在检测水样参数过程中，水质检测设备主要起到获取水样检测数据的作用，而整个检测的操作过程通过移动端的分离式水质检测系统完成；免去水质检测设备本身具备操作功能的需求，大大减少了水质检测仪的体积。
附图说明
图1为一体式水质检测设备结构图；
图2为本发明的水质检测设备与水质检测系统之间模块构造关系图；
图3为纳氏氨氮-吸光度的标准曲线图。
主要元件符号说明如下：
1、检测功能部分；2、操作功能部分；3、一体式水质检测仪；11、检测池；12、控制装置；13、检测装置；14、第一通讯装置；21、第二通讯装置；22、操作装置；23、处理装置。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
如背景技术所述，现有的水质检测仪由于集成操作和检测功能一体，导致水质检测仪体积较大；参阅图1，图1为申请人自主研发但暂未公开的一体式水质检测仪3的结构图；该水质检测仪的上部分为检测功能部分1，该部分包括用于插入水样的检测池11；下部分为操作功能部分2；操作功能部分2包括显示屏；通过点触显示屏完成检测操作；其中，操作功能部分2占了整个水质检测仪体积的三分之二，大大增加了整个水质检测仪的体积；之所以操作功能部分2的体积较大，是因为现有的水质检测仪功能十分丰富，可以对不同环境下的各种水样的各项参数进行检测，单纯的按键操作难以满足操作要求，或会让操作更复杂；故需要通过显示屏幕触控操作；这就不可避免的导致水质检测仪体积大大增加。
基于此，本发明提供了一种分离式水质检测设备和与该设备配套使用的分离式水质检测系统；参阅图2，该水质检测设备主要起到获取水样检测参数的作用，并将检测的参数传输至分离式水质检测系统；该分离式水质检测系统可通过手机下载获得；或者该系统被存储在可读取的存储介质内；故可在手机上实现对水样检测过程的操作；免去水质检测设备上操作部分的设置，减少水质检测仪的体积；而手机早已成为“机不可失”一词中“机”的新释义；是每个人必随身携带的电子设备，利用手机操作水质检测过程也不会带来新的麻烦。
本发明提供一种分离式水质检测设备，包括
检测装置13，工作后用于检测水样，并获取检测参数；
第一通讯装置14，用于传输检测参数至外部移动端，或接收外部移动端的工作信号；
控制装置12，控制装置12接收工作信号后控制检测装置13开始工作。
第一通讯装置14将外部移动端的工作信号传输至控制装置12，控制装置12控制检测装置13工作，并将获取的水样参数通过第一通讯装置14传输至外部移动端。
在本实施例中，检测装置13检测水样获取检测参数时，利用分光光度法检测水样，获取水样的吸光度值；该检测方法的基本原理为：物质与光作用，具有选择吸收的特性；有色物质的颜色是该物质与光作用产生的；即有色溶液所呈现的颜色是由于溶液中的物质对光的选择性吸收所致；由于不同的物质其分子结构不同，对不同波长光的吸收能力也不同，因此具有特征结构的结构集团，存在选择吸收特性的最大实收波长，形成最大吸收峰，而产生特有的吸收光谱；即使是相同的物质由于其含量不同，对光的吸收程度也不同；利用物质所特有的吸收光谱来鉴别物质的存在（定性分析），或利用物质对一定波长光的吸收程度来测定物质含量（定量分析）的方法，称为分光光度法。
在本实施例中，检测装置13获取的检测参数包括光线波长、透过率、吸光度值等参数；通过上述参数，水质检测设备可检测COD、氨氮、总磷、总氮、浊度、pH、溶解氧等项目。
水质检测设备在检测水样中某一参数时，第一通讯装置14至少接收外部移动端发送的两次工作信号；其中一次工作信号用于控制检测装置13先对空白容器进行检测，二次工作信号用于控制检测装置13对加入水样后的样品容器进行检测；由于水质检测仪采用分光光度法对水样进行检测，故需要先消除容器本身对检测结果的影响后，再在容器内加入水样进行检测；容器可以为比色管或者比色皿但不限于此。
在本实施例中，检测装置13对空白容器进行检测，并将获取的检测参数通过第一通讯装置14传输至外部设备后，第一通讯装置14接收二次工作信号；故在检测过程中，检测装置13在第一通讯装置14传输检测参数至外部设备后，到第一通讯装置14接收二次工作信号之间处于未工作的状态；当接收到二次工作信号后，检测装置13再次工作获取检测参数，并将二次检测的参数通过第一通讯装置14发送至移动端的水质检测系统中；整个检测过程中水质检测设备只需进行获取检测参数，并传输检测数据即可。
在本实施例中，第一通讯装置14接收移动端的二次工作信号时，先等待样品容器中的水样稳定，水样稳定时检测装置13可以获取最精确的吸光度值，也就能得到最精确的检测参数值；其中，水样稳定的时间为水样的显色时间，即为将试剂加入待测水样，直至待测水样的吸光度基本稳定的反应时间；该时间由移动端设定的水样标准曲线类型生成；或者人为设定；其中水样标准曲线与待测的参数类型和容器类型决定；例如水质检测仪的检测参数为COD，容器为比色管，此时的标准曲线为COD-比色管曲线，计时模块生成的时间设定为10min。
优选的方案，第一通讯装置14接收移动端的二次工作信号前先接收移动端发送的校验信号，在间隔稳定时间后，第一通讯装置14接收外部移动端发送的二次工作信号。
在本实施例中，吸光度与参数浓度的标准曲线由朗伯-比尔吸收定律得出；通过吸光度值和标准曲线即可得出，参数的浓度。
另一方案，水质检测设备还包括数据处理装置23，数据处理装置23可根据检测参数得出水样中某项参数的浓度值；并将该浓度值发送至移动端通过移动端显示；整个检测的操作过程仍在移动端完成。
本发明还提供了一种分离式水质检测系统，包括
操作装置22，用于接收外部输入，并根据外部输入生成用于控制外部水质检测设备工作的工作信号；
第二通讯装置21，用于传输工作信号至外部水质检测设备，或接收外部水质检测设备发送的检测参数；
处理装置23，用于根据检测参数得出水样中参数的浓度值。
在本实施例中，该系统可以小程序或者App的形式在手机或者其他移动端上被运行。
在检测水样前，先打开该系统通过无线通讯的方式与水质检测设备进行唯一配对；无线通讯方式包括蓝牙、WiFi、zigbee和5G但不限于此；配对过程中，分离式水质检测系统通过与水质检测设备唯一对应设备识别码实现配对。
在检测水样时，操作装置22根据外部输入选定待检测水样的标准曲线类型；再根据标准曲线类型生成工作信号；水样标准曲线类型由需要检测的水样参数类型决定；水样参数类型包括COD、氨氮、总磷、总氮、浊度、pH、溶解氧等项目。
在本实施例中，操作装置22生成工作信号时，至少生成两次工作信号；其中一次工作信号用于控制水质检测设备先对空白容器进行检测，二次工作信号用于控制检测装置13对加入水样后的样品容器进行检测；第二通讯装置21接收水质检测设备两次获取的检测参数。
其中，第二通讯装置21接收水质检测设备对空白容器进行检测获取的检测参数后，再发送二次工作信号至水质检测设备。
具体的，在发送二次工作信号至水质设备之前，可以选取获取具体的水质排放标准；得出检测水样结果，自动将检测结果与排放标准对比，并判定是否符合该项标准。
优选的方案，第二通讯装置21发送二次工作信号前先发送的校验信号至水质检测设备，在间隔稳定时间后，第一通讯装置14接收外部移动端发送的二次工作信号。
在本实施例中，检测参数包括吸光度值，根据检测参数得出水样中参数的浓度值时，通过水样标准曲线类型和吸光度值得到水样中参数的浓度值。
例如，参阅图3，图3为纳氏氨氮-吸光度的标准曲线；其中纵坐标为浓度C，单位为mg/L；横坐标表示吸光度值。当测得的水样中的吸光度值为0.29时，得出水样中纳氏氨氮浓度为2mg/L。
实例操作1：
检测水样的中纳氏氨氮含量，容器为比色管；
步骤1：打开手机端的水质检测系统，并与水质检测设备配对连接；
步骤2：在水质检测设备的检测池11内插入空白比色管；
步骤3：在移动端界面选择手动测量，并选定纳氏氨氮-比色管标准曲线；
步骤4：点击移动端界面空白按键，第二通讯装置21发送一次工作信号至水质检测设备，水质检测设备的检测模块获取空比色管的检测参数，并通过第一通讯装置14传输至水质检测系统；水质检测系统对检测数据进行处理消除空比色管对吸光度检测结果的影响；
步骤5：选择检测标准，并在向空比色管加入水样后，点击测量按键；
步骤6：第二通讯模块在点击测量并间隔显色时间后，发送二次工作信号至水质检测设备；检测装置13开始工作获取加入水样后的吸光度值；并将获取的吸光度值传输至水质检测系统；水质检测系统根据标准曲线和吸光度值得出水样的纳氏氨氮浓度值；并根据上述数值和标准曲线得出纳氏氨氮含量；若纳氏氨氮含量高于标准值，则发出超标提醒。
本发明的优势在于：
1、分离式水质检测设备，包括检测装置、第一通讯装置和控制装置，第一通讯装置将外部移动端的工作信号传输至控制装置，控制装置控制检测装置工作，并将获取的水样参数通过第一通讯装置传输至外部移动端；在检测水样参数过程中，水质检测设备主要起到获取水样检测数据的作用，而整个检测的操作过程通过移动端的分离式水质检测系统完成；免去水质检测设备本身具备操作功能的需求，大大减少了水质检测仪的体积。
2、水质检测设备采用分光光度法检测水样中各项参数的浓度值，检测装置获取检测数据时无需大空间。
3、采用二次检测的方式以保证能通过分光分度法测得准确的吸光度值；从而得到准确的水样参数浓度值。
4、水质检测设备本身省去了控制模块和触控屏幕，既大大降低了生产降低成本以及又降低了生产难度。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种分离式水质检测设备，其特征在于，包括
检测装置，工作后用于检测水样，并获取检测参数；
第一通讯装置，用于传输检测参数至外部移动端，或接收外部移动端的工作信号；
控制装置，控制装置接收工作信号后控制检测装置开始工作；
第一通讯装置将外部移动端的工作信号传输至控制装置，控制装置控制检测装置工作，并将获取的水样参数通过第一通讯装置传输至外部移动端。
2.根据权利要求1所述的分离式水质检测系统，其特征在于，检测参数包括光线波长、透过率和吸光度值。
3.根据权利要求1所述的分离式水质检测系统，其特征在于，第一通讯装置接收外部移动端的工作信号时，至少接收外部移动端发送的两次工作信号；其中一次工作信号用于控制检测装置先对空白容器进行检测，二次工作信号用于控制检测装置对加入水样后的样品容器进行检测。
4.根据权利要求3所述的分离式水质检测系统，其特征在于，检测装置对空白容器进行检测，并将获取的检测参数通过第一通讯装置传输至外部设备后，第一通讯装置接收二次工作信号。
5.根据权利要求4所述的分离式水质检测系统，其特征在于，第一通讯装置接收移动端的二次工作信号时，先等待样品容器中的水样稳定；其中，水样稳定的时间由移动端设定的水样标准曲线类型生成。
6.一种分离式水质检测系统，其特征在于，包括
操作装置，用于接收外部输入，并根据外部输入生成用于控制外部水质检测设备工作的工作信号；
第二通讯装置，用于传输工作信号至外部水质检测设备，或接收外部水质检测设备发送的检测参数；
处理装置，用于根据检测参数得出水样中参数的浓度值。
7.根据权利要求6所述的分离式水质检测系统，其特征在于，操作装置根据外部输入选定待检测水样的标准曲线类型；再根据标准曲线类型生成工作信号。
8.根据权利要求6所述的分离式水质检测系统，其特征在于，操作装置生成工作信号时，至少生成两次工作信号；其中一次工作信号用于控制水质检测设备先对空白容器进行检测，二次工作信号用于控制检测装置对加入水样后的样品容器进行检测；第二通讯装置接收水质检测设备两次获取的检测参数。
9.根据权利要求8所述的分离式水质检测系统，其特征在于，第二通讯装置接收水质检测设备对空白容器进行检测获取的检测参数后，发送二次工作信号至水质检测设备。
10.根据权利要求7所述的分离式水质检测系统，其特征在于，检测参数包括吸光度值，根据检测参数得出水样中参数的浓度值时，通过水样标准曲线类型和吸光度值得到水样中参数的浓度值。
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