CN114184549A - 一种基于ai深度学习的水中toc和cod快速检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水质检测技术领域，尤其是一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，光谱仪电性连接有光谱探头，且光谱探头设置在样品池内，光谱仪还电性连接有光谱仪无线通讯模块，且光谱仪无线通讯模块信号连接在计算机控制终端上；LED灯珠组设置在样品池上方，LED灯珠组电性连接有LED灯珠无线通讯模块，且LED灯珠无线通讯模块信号连接在计算机控制终端上；进样机构设置在样品池的底部一侧、并信号连接在计算机控制终端上；进样机构设置在样品池的底部另一侧、并信号连接在计算机控制终端上，以控制进水机构的进水量。该装置结构设计合理、操作简便、不使用化学药品节能环保、成本低廉、结果受其他因素影响较小，具有广泛的应用前景。

Description

一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，尤其涉及一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置。
背景技术
随着我国工业化水平的发展和人民生活水平的提高，环境污染物，尤其是水环境中的污染物愈发引起人们的重视。化学需氧量(COD)是指在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标，虽然水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标，化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。总有机碳量(TOC)是水中有机物所含碳的总量，能完全反映有机物对水体的污染程度。虽然，目前已经有较为成熟的国家标准方法检测水样的COD和TOC，然而却存在检测周期长、产生化学废液、自动化设备昂贵、操作繁琐、检测成本高的缺点，新型快速检测装置的需求日益增加。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在检测周期长、产生化学废液、自动化设备昂贵、操作繁琐、检测成本高的缺点，而提出的一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，包括：
计算机控制终端；
光谱仪，所述光谱仪电性连接有光谱探头，且光谱探头设置在样品池内，光谱仪还电性连接有光谱仪无线通讯模块，且光谱仪无线通讯模块信号连接在计算机控制终端上；
LED灯珠组，LED灯珠组设置在样品池上方，所述LED灯珠组电性连接有LED灯珠无线通讯模块，且LED灯珠无线通讯模块信号连接在计算机控制终端上、以控制LED灯珠组的通断电；
进样机构，进样机构设置在样品池的底部一侧、并信号连接在计算机控制终端上，以控制进样机构的进液量；
进水机构，进样机构设置在样品池的底部另一侧、并信号连接在计算机控制终端上，以控制进水机构的进水量。
优选的，所述进样机构包括水样管与进样泵，所述水样管连接在样品池上，所述进样泵设置在水样管上、并电性连接有进样泵无线通讯模块，所述进样泵无线通讯模块信号连接在计算机控制终端上。
优选的，所述进样机构还包括进样滤头，且进样滤头设置在水样管内，水样在进入进样泵前会经过进样滤头过滤。
优选的，所述进水机构包括进水管与进水泵，且进水管连接在样品池上，所述进水泵设置在进水管上、并电性连接有进水泵无线通讯模块，且进水泵无线通讯模块信号连接在计算机控制终端上。
优选的，所述样品池一侧上方设置有废液管，检测之后的水样从废液管排出。
优选的，所述LED灯珠无线通讯模块、光谱仪无线通讯模块、进样泵无线通讯模块以及进水泵无线通讯模块的无线通讯方式为BlueTooth、IrDA、Wi-Fi、Zigbee、WiMax中的一种或多种。
本发明提出的一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，有益效果在于：(1)光谱仪测量光的波长范围广，波长范围为200nm～850nm，能够为AI测试系统的深度学习提供多方位的数据；(2)测量范围广，采用判断-稀释的过程，能够对高浓度水样快速检测；(3)对水质和测试环境的适应性强，几乎不受水样的氯离子、PH、温度、电导率等因素影响；(4)检测速度快、不消耗化学药品、几乎不破坏水样，成本低廉。本发明提供了结构新颖、设计合理、工艺简单且节能环保的基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，其检测速度快、浓度范围广、结果准确，具有广泛的应用范围和广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置的示意图。
图中：光谱仪1，LED灯珠组2，光谱探头3，样品池4，废液管5，水样管6，进水管7，进样泵8，进样滤头9，进水泵10，进样泵无线通讯模块11，进水泵无线通讯模块12，光谱仪无线通讯模块13，LED灯珠无线通讯模块14，计算机控制终端15。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，包括计算机控制终端15，计算机控制终端15具备AI深度学习功能，通过输入待测水样的光谱值和国标法测量值，计算模拟出更准确的AI模型。
光谱仪1，光谱仪1电性连接有光谱探头3，且光谱探头3设置在样品池4内，光谱仪1还电性连接有光谱仪无线通讯模块13，且光谱仪无线通讯模块13信号连接在计算机控制终端15上；LED灯珠组2，LED灯珠组2设置在样品池4上方，LED灯珠组2电性连接有LED灯珠无线通讯模块14，且LED灯珠无线通讯模块14信号连接在计算机控制终端15上、以控制LED灯珠组2的通断电，算机控制终端15通过调控不同类型LED灯珠的通断电，光谱探头测量样品池中液体在不同波长光照下的吸光度，LED灯珠组波长在200～850nm范围内，每1～30nm设置一种类型的LED灯珠。
进样机构，进样机构设置在样品池4的底部一侧、并信号连接在计算机控制终端15上，以控制进样机构的进液量；进样机构包括水样管6与进样泵8，水样管6连接在样品池4上，进样泵8设置在水样管6上、并电性连接有进样泵无线通讯模块11，进样泵无线通讯模块11信号连接在计算机控制终端15上，进样机构还包括进样滤头9，且进样滤头9设置在水样管6内，水样在进入进样泵8前会经过进样滤头9过滤，进样滤头9视水样性质可设置一级或多级过滤，滤网可以是金属网、塑料网、HEPA、超滤膜、反渗透膜中的一种或多种，滤网孔径范围10μm～1cm。
进水机构，进样机构设置在样品池4的底部另一侧、并信号连接在计算机控制终端15上，以控制进水机构的进水量，进水机构包括进水管7与进水泵10，且进水管7连接在样品池4上，进水泵10设置在进水管7上、并电性连接有进水泵无线通讯模块12，且进水泵无线通讯模块12信号连接在计算机控制终端15上。
通过计算机控制终端15调控进样泵8和进水泵10的进液量，实现水样和稀释液分别从水样管6和进水管7的定量注入，达到对高浓度水样稀释的目的，稀释倍数为整数，稀释液为自来水、蒸馏水、去离子水、超纯水废水、盐水的水溶液；由计算机控制终端15根据测量的待测液体的吸光度判断待测液体的TOC/COD，超过一定的数值后，自动判定该待测液体需要稀释，执行稀释操作；通过输入待测水样的光谱值和国标法测量值，计算模拟出更准确的AI模型；测量范围可达到30～5000mg/L。
本发明通过无线通信模块实现计算机控制终端15与各模块的连接和交互，采用AI深度学习的方法建立起吸光度与水样COD/TOC之间的关联，进而快速计算出水样的COD/TOC。并且，通过判断-稀释过程，实现对较宽范围COD/TOC水样的测量。
样品池4一侧上方设置有废液管5，检测之后的水样从废液管5排出。
LED灯珠无线通讯模块14、光谱仪无线通讯模块13、进样泵无线通讯模块11以及进水泵无线通讯模块12的无线通讯方式为BlueTooth、IrDA、Wi-Fi、Zigbee、WiMax中的一种或多种。
本发明具有以下特点：1光谱仪测量光的波长范围广，波长范围为200nm～850nm，能够为AI测试系统的深度学习提供多方位的数据；2测量范围广，采用判断-稀释的过程，能够对高浓度水样快速检测；3对水质和测试环境的适应性强，几乎不受水样的氯离子、PH、温度、电导率等因素影响；4检测速度快、不消耗化学药品、几乎不破坏水样，成本低廉。本发明提供了结构新颖、设计合理、工艺简单且节能环保的基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，其检测速度快、浓度范围广、结果准确，具有广泛的应用范围和广阔的市场前景。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，其特征在于，包括：
计算机控制终端(15)；
光谱仪(1)，所述光谱仪(1)电性连接有光谱探头(3)，且光谱探头(3)设置在样品池(4)内，光谱仪(1)还电性连接有光谱仪无线通讯模块(13)，且光谱仪无线通讯模块(13)信号连接在计算机控制终端(15)上；
LED灯珠组(2)，LED灯珠组(2)设置在样品池(4)上方，所述LED灯珠组(2)电性连接有LED灯珠无线通讯模块(14)，且LED灯珠无线通讯模块(14)信号连接在计算机控制终端(15)上、以控制LED灯珠组(2)的通断电；
进样机构，进样机构设置在样品池(4)的底部一侧、并信号连接在计算机控制终端(15)上，以控制进样机构的进液量；
进水机构，进样机构设置在样品池(4)的底部另一侧、并信号连接在计算机控制终端(15)上，以控制进水机构的进水量。
2.根据权利要求1所述的一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，其特征在于，所述进样机构包括水样管(6)与进样泵(8)，所述水样管(6)连接在样品池(4)上，所述进样泵(8)设置在水样管(6)上、并电性连接有进样泵无线通讯模块(11)，所述进样泵无线通讯模块(11)信号连接在计算机控制终端(15)上。
3.根据权利要求2所述的一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，其特征在于，所述进样机构还包括进样滤头(9)，且进样滤头(9)设置在水样管(6)内，水样在进入进样泵(8)前会经过进样滤头(9)过滤。
4.根据权利要求3所述的一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，其特征在于，所述进水机构包括进水管(7)与进水泵(10)，且进水管(7)连接在样品池(4)上，所述进水泵(10)设置在进水管(7)上、并电性连接有进水泵无线通讯模块(12)，且进水泵无线通讯模块(12)信号连接在计算机控制终端(15)上。
5.根据权利要求1所述的一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，其特征在于，所述样品池(4)一侧上方设置有废液管(5)，检测之后的水样从废液管(5)排出。
6.根据权利要求4所述的一种基于AI深度学习的水中TOC和COD快速检测装置，其特征在于，所述LED灯珠无线通讯模块(14)、光谱仪无线通讯模块(13)、进样泵无线通讯模块(11)以及进水泵无线通讯模块(12)的无线通讯方式为BlueTooth、IrDA、Wi-Fi、Zigbee、WiMax中的一种或多种。
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