CN111795998A - 一种基于电磁波的水质检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于电磁波的水质检测装置，包括电磁波发射器，用于向水样中发射不同波段的电磁波；传感器，用于接收水样中反射后的电磁波信号，并传输至处理器；处理器，用于对电磁波信号进行解译、信息恢复、各种校正及增强处理，并进行电磁波谱的分析；控制器，用于将处理器处理后的信息存储至存储器上，同时将其传输至显示屏中；存储器，用于对电磁波谱图进行存储备份，防止数据丢失；显示屏，用于显示处理后的电磁波谱图，以及处理器的电磁波信号分析结果。本发明解决了传统化学检测方法中价格昂贵的问题，也避免了空气温度、湿度、大气中的杂质等对电磁波信号的影响，能够精确的判断水中各种污染物的存在，并对物质浓度进行准确的测量。
Description
技术领域
本发明属于超声波测量技术领域，具体涉及一种基于电磁波的水质检测装置。
背景技术
目前，我国的水资源短缺问题越来越严重，缺水的类型主要有水质型缺水、资源型缺水和工程型缺水。水质型缺水是指由于人为污染或破坏，水源的水质达不到国家规定的水质标准，导致水资源不能被使用。水质直接关系着用水安全，工、农、渔、林、牧，以及居民生活对水质都有着不同的要求，因此对水质进行便捷、准确的检测非常重要。
对于水质的检测主要聚焦在测定水体中污染物的类型、浓度，对水质状况进行综合评价。我国的水质检测方法大致可分为化学检测法和物理检查法。化学检测法一般是先将待测水源收集起来作为样本，用气相色谱仪、原子吸收分光光度器、离子色谱等化学仪器对待测样本进行化学分析，从而得出其内含污染物的种类及含量；物理检查法则是用一些打捞工具直接对待测水源进行过滤，再分析和记录过滤后的悬浮物。两种方法一般结合使用。但化学检测一般是先将样本蒸发、原子化，才能进行定性、定量分析，且检测仪器价格较为昂贵。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于电磁波的水质检测装置，在一定程度上解决了传统化学检测方法中价格昂贵的问题，也避免了空气温度、湿度、大气中的杂质等对电磁波信号的影响，能够精确的判断水中各种污染物的存在，并对物质浓度进行准确的测量。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种基于电磁波的水质检测装置，其特征在于：包括电磁波发射器、传感器、处理器、控制器、存储器及显示屏；
所述电磁波发射器，用于向水样中发射不同波段的电磁波信号，进行多波段探测；
所述传感器，用于接收所述电磁波发射器发射并在水样中反射的电磁波信号，将其传输至所述处理器；
所述处理器，设置于所述传感器和所述控制器之间，用于对电磁波信号进行解译、信息恢复、各种校正及增强处理，并进行电磁波谱的分析；
所述控制器，用于将所述处理器处理后的信息存储至所述存储器上，同时将其传输至所述显示屏中；
所述存储器，用于对所述处理器处理后的电磁波谱图进行存储、备份，防止数据丢失；
所述显示屏，用于显示所述处理器处理后的电磁波谱图，以及所述处理器的电磁波信号分析结果。
而且，所述处理器包括解译模块、信息恢复模块、信号校正模块、信号增强模块及信号分析模块；
所述解译模块，用于将所述传感器传输的电磁波信号进行光学处理，转换为电磁波谱；
所述信息恢复模块，用于补偿由于光学衍射、随机噪声等造成的所述传感器传输的电磁波信号的退化；
所述信号校正模块，用于消除由于光的折射、所述传感器性能等产生的信号挤压、扭曲或偏移现象；
所述信号增强模块，用于使所述传感器传输的电磁波信号特性更加明显，便于所述信号分析模块对电磁波谱图进行准确的识别、判读和分析；
所述信号分析模块，用于分析电磁波谱图的特性，与相同温度、不同浓度的各种污染物在水中的电磁波谱图比较，精确的判断水中各种污染物的存在，并对物质的浓度进行准确的测量。
而且，所述控制器包括存储模块和传输模块；
所述存储模块，用于将所述处理器处理后的电磁波谱存储至所述存储器上，进行存储、备份；
所述传输模块，用于将所述处理器处理后的电磁波谱图，以及信号分析模块的分析结果传输至所述显示屏中，供使用人员进一步分析得到的电磁波谱特征。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明的基于电磁波的水质检测装置，有效避免了将样本蒸发、原子化的过程，降低水质检测的成本；通过向样本中发射电磁波信号，分析电磁波谱图的特性，判断水中污染物的存在及各种物质的浓度，避免了空气温度、湿度、大气中的杂质等因素对电磁波信号的影响。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明处理器模块示意图；
图3为本发明控制器模块示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
如图1～3所示，一种基于电磁波的水质检测装置，其特征在于：包括电磁波发射器、传感器、处理器、控制器、存储器及显示屏；
所述电磁波发射器，用于向水样中发射不同波段的电磁波信号，进行多波段探测；所发射的电磁波段分别为：Blue(0.450μm-0.515μm)、Green(0.525μm-0.605μm)、 Red(0.630μm-0.690μm)、Red Edge Position(0.670μm-0.760μm)、NIR(0.770μ m-0.890μm)；
所述传感器，用于接收所述电磁波发射器发射并在水样中反射的电磁波信号，将其传输至所述处理器；
所述处理器，设置于所述传感器和所述控制器之间，用于对电磁波信号进行解译、信息恢复、各种校正及增强处理，并进行电磁波谱的分析；
所述控制器，用于将所述处理器处理后的信息存储至所述存储器上，同时将其传输至所述显示屏中；
所述存储器，用于对所述处理器处理后的电磁波谱图进行存储、备份，防止数据丢失；
所述显示屏，用于显示所述处理器处理后的电磁波谱图，以及所述处理器的电磁波信号分析结果。
处理器包括解译模块、信息恢复模块、信号校正模块、信号增强模块及信号分析模块；
所述解译模块，用于将所述传感器传输的电磁波信号进行光学处理，转换为电磁波谱；
所述信息恢复模块，用于补偿由于光学衍射、随机噪声等造成的所述传感器传输的电磁波信号的退化；
所述信号校正模块，用于消除由于光的折射、所述传感器性能等产生的信号挤压、扭曲或偏移现象；
所述信号增强模块，用于使所述传感器传输的电磁波信号特性更加明显，便于所述信号分析模块对电磁波谱图进行准确的识别、判读和分析；
所述信号分析模块，用于分析电磁波谱图的特性，与相同温度、不同浓度的各种污染物在水中的电磁波谱图比较，精确的判断水中各种污染物的存在，并对物质的浓度进行准确的测量。
控制器包括存储模块和传输模块；
所述存储模块，用于将所述处理器处理后的电磁波谱存储至所述存储器上，进行存储、备份；
所述传输模块，用于将所述处理器处理后的电磁波谱图，以及信号分析模块的分析结果传输至所述显示屏中，供使用人员进一步分析得到的电磁波谱特征。
本发明的工作原理为：
首先将所采样本放入基于超声波的水质检测装置中，启动电磁波发射器，向样本中发射波段为Blue(0.450μm-0.515μm)、Green(0.525μm-0.605μm)、Red(0.630 μm-0.690μm)、Red Edge Position(0.670μm-0.760μm)、NIR(0.770μm-0.890μm) 的电磁波，使用传感器接收电磁波发射器发射并在水样中反射的电磁波信号，将其传输至处理器；处理器中的解译模块将电磁波信号进行光学处理，转换为电磁波谱；通过信息恢复模块补偿由于光学衍射、随机噪声等造成的传感器传输的电磁波信号的退化；使用信号校正模块消除由于光的折射、传感器性能等产生的信号挤压、扭曲或偏移现象；再经由信号增强模块，使传感器传输的电磁波信号特性更加明显；应用信号分析模块分析电磁波谱图的特性，与相同温度、不同浓度的各种污染物在水中的电磁波谱图比较，精确的判断水中各种污染物的存在，并对物质的浓度进行准确的测量。
处理器处理后的电磁波谱传输至处理器，经过处理器的存储模块，将电磁波谱存储至所述存储器上，进行存储、备份；通过传输模块，将电磁波谱图以及信号分析模块的分析结果传输至显示屏中，供使用人员进一步分析得到的电磁波谱特征。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (3)
1.一种基于电磁波的水质检测装置，其特征在于：包括电磁波发射器、传感器、处理器、控制器、存储器及显示屏；
所述电磁波发射器，用于向水样中发射不同波段的电磁波信号，进行多波段探测；
所述传感器，用于接收所述电磁波发射器发射并在水样中反射的电磁波信号，将其传输至所述处理器；
所述处理器，设置于所述传感器和所述控制器之间，用于对电磁波信号进行解译、信息恢复、各种校正及增强处理，并进行电磁波谱的分析；
所述控制器，用于将所述处理器处理后的信息存储至所述存储器上，同时将其传输至所述显示屏中；
所述存储器，用于对所述处理器处理后的电磁波谱图进行存储、备份，防止数据丢失；
所述显示屏，用于显示所述处理器处理后的电磁波谱图，以及所述处理器的电磁波信号分析结果。
2.根据权利要求1所述的基于电磁波的水质检测装置，其特征在于：所述处理器包括解译模块、信息恢复模块、信号校正模块、信号增强模块及信号分析模块；
所述解译模块，用于将所述传感器传输的电磁波信号进行光学处理，转换为电磁波谱；
所述信息恢复模块，用于补偿由于光学衍射、随机噪声等造成的所述传感器传输的电磁波信号的退化；
所述信号校正模块，用于消除由于光的折射、所述传感器性能等产生的信号挤压、扭曲或偏移现象；
所述信号增强模块，用于使所述传感器传输的电磁波信号特性更加明显，便于所述信号分析模块对电磁波谱图进行准确的识别、判读和分析；
所述信号分析模块，用于分析电磁波谱图的特性，与相同温度、不同浓度的各种污染物在水中的电磁波谱图比较，精确的判断水中各种污染物的存在，并对物质的浓度进行准确的测量。
3.根据权利要求1所述的基于电磁波的水质检测装置，其特征在于：所述控制器包括存储模块和传输模块；
所述存储模块，用于将所述处理器处理后的电磁波谱存储至所述存储器上，进行存储、备份；
所述传输模块，用于将所述处理器处理后的电磁波谱图，以及信号分析模块的分析结果传输至所述显示屏中，供使用人员进一步分析得到的电磁波谱特征。
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