CN115343230A - 一种光学水质在线监测仪器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学水质在线监测仪器，光学水质在线监测仪器至少包括：旋转监测组件，旋转监测组件包括：驱动部件；转动轴，转动轴与驱动部件连接，驱动部件用于驱动转动轴旋转；第一安装部件，第一安装部件安装于转动轴上以使得第一安装部件与转动轴相对定位，第一安装部件上设置有光源；第二安装部件，第二安装部件安装于转动轴上以使得第二安装部件与转动轴相对定位，第二安装部件上设置有光电传感器，光电传感器与光源对应设置以使得光电传感器能够接收光源发出的光信号，光源与光电传感器之间具有设定间距以使得光源与光电传感器之间具有用于容纳待测水体的容纳空间。本发明可以提升在水质监测的过程中提升数据采集的便利性。

Description

一种光学水质在线监测仪器

技术领域

本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种光学水质在线监测仪器。

背景技术

随着社会的发展，居民日常生活质量提高、工业产值增加、农业种植扩张，使得各地的用水量也逐步提高，进一步导致污水排放量也逐渐增加，水质的在线监测也越来越受到社会的重视。常见的水质监测指标包括，化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD)、总有机碳(TOC)、硝酸盐氮等。

水体中有机物的浓度，对特定波长的光吸收，遵循朗伯比尔定律。这表明特定波长光的吸光度，可以反算出相关有机物的浓度指标。通常情况下，只需要分析相应波段的吸光度数值，就可以得出相关污染物的浓度信息。比如，可以通过254nm波长的吸光度，来反映水中COD的浓度信息；通过220nm波长的吸光度，来反映水中硝酸盐氮的浓度信息；通过880nm或者560nm波长的吸光度，来反映水质的浊度信息水质监测仪器，现有的光谱水质分析仪器局限于机械结构的设计，其在进行数据采集的时候使用非常不便。

发明内容

本发明提供一种光学水质在线监测仪器，其可以提升在水质监测的过程中提升数据采集的便利性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种光学水质在线监测仪器，所述光学水质在线监测仪器至少包括：旋转监测组件，所述旋转监测组件包括：

驱动部件；

转动轴，所述转动轴与所述驱动部件连接，所述驱动部件用于驱动所述转动轴旋转；

第一安装部件，所述第一安装部件安装于所述转动轴上以使得所述第一安装部件与所述转动轴相对定位，所述第一安装部件上设置有光源；

第二安装部件，所述第二安装部件安装于所述转动轴上以使得所述第二安装部件与所述转动轴相对定位，所述第二安装部件上设置有光电传感器，所述光电传感器与所述光源对应设置以使得所述光电传感器能够接收所述光源发出的光信号，所述光源与所述光电传感器之间具有设定间距以使得所述光源与所述光电传感器之间具有用于容纳待测水体的容纳空间。

作为上述技术方案的优选，所述光源的数量为多个，所述光电传感器的数量与位置与所述光源对应。

作为上述技术方案的优选，多个所述光源中至少有两个为能够发出相同波段光信号的相同光源或为能够发出不同波段光信号的不同光源，相应地，多个所述光电传感器中至少有两个为能够接收相同波段光信号的相同光电传感器或为能够接收不同波段光信号的不同光电传感器。

作为上述技术方案的优选，所述光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源的数量至少为两个，所述第二光源的数量至少为两个，所述光电传感器包括第一光电传感器和第二光电传感器，所述第一光电传感器的数量以及位置与所述第一光源对应，每一所述第一光电传感器用于接收与之对应的第一光源的光信号，所述第二光电传感器的数量以及位置与所述第二光源对应，每一所述第二光电传感器用于接收与之对应的第二光源的光信号。

作为上述技术方案的优选，所述在线监测仪器还包括壳体，所述壳体的内部设置有安装实体部，所述转动轴沿竖直方向穿设于所述安装实体部且能够相对于所述安装实体部转动，所述第一安装部件和所述第二安装部件分别位于所述安装实体部的两侧，所述安装实体部上设置有延伸至壳体外壁的容纳开口，所述安装实体部上且位于所述容纳开口的两侧分别设置有第一通光孔和第二通光孔，所述第一通光孔和第二通光孔同轴设置。

作为上述技术方案的优选，所述第一通光孔和第二通光孔中设置有光学透镜组件。

作为上述技术方案的优选，所述安装实体部上还设置有参比通光孔，两个所述第一光源中的任一第一光源位于与所述第一通光孔对应的位置，另一所述第一光源位于与所述参比通光孔对应的位置。

作为上述技术方案的优选，所述参比通光孔中设置有参比透光部件。

作为上述技术方案的优选，所述参比透光部件包括石英玻璃容器，所述石英玻璃容器的内部密封设置有标准水体。

作为上述技术方案的优选，所述还包括电动推杆和光程调节部件，所述安装实体部上活动设置有光程调节部件，所述第一通光孔设置在所述光程调节部件上，所述光程调节部件与所述电动推杆连接。

本发明提供一种光学水质在线监测仪器，至少包括旋转监测组件，旋转监测组件包括：驱动部件、转动轴、第一安装部件和第二安装部件，在第一安装部件上设置有光源，在第二安装部件上设置有光电传感器，光源与光电传感器相互对应设置，另外，第一安装部件和第二安装部件之间具有设定间距可以使得光源与光电传感器之间具有容纳待测水体的容纳空间，在进行水体的水质监测的时候，其只需要将待测水体放置在第一安装部件和第二安装部件之间的位置，驱动部件可以带动转动轴进行旋转，第一安装部件和第二安装部件可以跟随转动轴一起转动，进而光源与光电传感器可以在圆周方向上到达任意监测位置，在具体进行数据采集的时候，光源发出光信号，光信号穿过待测的水体被光电传感器所接受，基于光电传感器接收的光信号进行光谱分析可以判断待测水体的水质状态，因此本发明的一种光学水质在线监测仪器其在进行数据采集的时候更加方便。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1示出了本发明实施例1一种光学水质在线监测仪器的立体分解示意图；

图2示出了本发明实施例1一种光学水质在线监测仪器的布局剖视图；

图3示出了本发明实施例1一种光学水质在线监测仪器的剖视图；

图4示出了本发明的实施例1中旋转监测组件的立体结构示意图；

图5示出了本发明实施例1中下壳体的剖视图；

图6示出了本发明实施例1中光源以及光电传感器的安装结构示意图；

图7示出了本发明实施例2中一种光学水质在线监测仪器的剖视图；

图中：10、壳体；20、旋转监测组件；30、通讯模块；40、底部盖板；50、参比透光部件；60、光学透镜组件；70、控制模块；80、电动推杆；90、光程调节部件；101、第一壳体；102、第二壳体；1021、安装实体；1022、第一容纳空间；1023、第二容纳空间；1024、容纳开口；1025、第一通光孔；1026、第二通光孔；1027、参比通光孔；1028、安装穿孔；1029、凸柱；201、驱动部件；202、支架；203、第一安装部件；204、光源；205、轴承；206、转动轴；207、第二安装部件；208、光电传感器；2041、第一光源；2042、第二光源；2081、第一光电传感器；2082、第二光电传感器；501、石英玻璃容器；502、标准水体。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：参见图1至图6，本发明实施例提供了一种光学水质在线监测仪器，光学水质在线监测仪器至少包括：旋转监测组件20，旋转监测组件20包括：

驱动部件201；

转动轴206，转动轴206与驱动部件201连接，驱动部件201用于驱动转动轴206旋转；

第一安装部件203，第一安装部件203安装于转动轴206上以使得第一安装部件203与转动轴206相对定位，第一安装部件203上设置有光源204；

第二安装部件207，第二安装部件207安装于转动轴206上以使得第二安装部件207与转动轴206相对定位，第二安装部件207上设置有光电传感器208，光电传感器208与光源204对应设置以使得光电传感器208能够接收光源204发出的光信号，光源204与光电传感器208之间具有设定间距以使得光源204与光电传感器208之间具有用于容纳待测水体的容纳空间。

本实施例提供的一种光学水质在线监测仪器，至少包括旋转监测组件20，旋转监测组件20包括：驱动部件201、转动轴206、第一安装部件203和第二安装部件207，在第一安装部件203上设置有光源204，在第二安装部件207上设置有光电传感器208，光源204与光电传感器208相互对应设置，另外，第一安装部件203和第二安装部件207之间具有设定间距可以使得光源204与光电传感器208之间具有容纳待测水体的容纳空间，在进行水体的水质监测的时候，其只需要将待测水体放置在第一安装部件203和第二安装部件207之间的位置，驱动部件201可以带动转动轴206进行旋转，第一安装部件203和第二安装部件207可以跟随转动轴206一起转动，进而光源204与光电传感器208可以在圆周方向上到达任意监测位置，在具体进行数据采集的时候，光源204发出光信号，光信号穿过待测的水体被光电传感器208所接受，基于光电传感器208接收的光信号进行光谱分析可以判断待测水体的水质状态，因此本实施例提供的的一种光学水质在线监测仪器其在进行数据采集的时候更加方便。

具体而言，本实施例中的第一安装部件203和第二安装部件207为固定在转动轴206上的两个相互平行设置的圆盘结构，光源204可以采用单波长LED光源，而光电传感器208可以采用窄波段的光电传感器，另外，本实施例中的驱动部件201可以采用同步电机，转动轴206与同步电机的主轴连接，在同步电机的主轴通电旋转的状态下可以带动转动轴206同步旋转，本实施例的驱动部件201安装在支架202，支架202可以采用板体结构。

本实施例中提到的光源204与光电传感器208相互对应设置，其至少为相对设置，具体到本实施例中，当旋转监测组件20呈竖直放置的时候，光源204设置在第一安装部件203的下表面，而光电传感器208安装在第二安装部件207的上表面，在安装位置上相对，另外，光源204与光电传感器208的作用也应当相互对应，具体而言，当光源204为可以发出紫外光的光源，与之对应的光电传感器208则是能接收紫外光的光信号的光电传感器。

在本实施例的进一步可实施方式中，光源204的数量为多个，光电传感器208的数量与位置与光源204对应。

本实施例中采用多个光源204，其在使用的时候可以进行多组相同或不同水质参数的采集，进一步地其可以提高水质监测过程中进行水质数据采集的便利性。

在本实施例的进一步可实施方式中，多个光源204中至少有两个为能够发出相同波段光信号的相同光源204或为能够发出不同波段光信号的不同光源204，相应地，多个光电传感器208中至少有两个为能够接收相同波段光信号的相同光电传感器208或为能够接收不同波段光信号的不同光电传感器208。

本实施例中当多个光源204中至少有两个为能够发出相同波段光信号的相同光源204的时候，可以在进行水质监测工作的时候将其中一个光源204对待测水体进行照射，另一个光源204对标准水体502进行照射，可以将照射标准水体502的光源204作为参比光，然后通过两个相同的光电传感器208分别对两个光源204进行数据采集，其可以便于实现校准。

本实施例中当多个光源204中至少有两个为能够发出不同波段光信号的不同光源204的时候，则其可以通过驱动部件201带动两个不同光源204进行旋转，从而实现对不同待测水体的照射，可以基于不同的待测水体选择不同的光源204，进一步提升在水质监测过程中水质数据采集的便利性。

参见图6，在本实施例的进一步可实施方式中，光源204包括第一光源2041和第二光源2042，第一光源2041的数量至少为两个，第二光源2042的数量至少为两个，光电传感器208包括第一光电传感器2081和第二光电传感器2082，第一光电传感器2081的数量以及位置与第一光源2041对应，每一第一光电传感器2081用于接收与之对应的第一光源2041的光信号，第二光电传感器2082的数量以及位置与第二光源2042对应，每一第二光电传感器2082用于接收与之对应的第二光源2042的光信号。

本实施例在工作的时候将两个第一光源2041中的任一个用于照射待测水体，而将另一个用于照射标准水体502，然后通过与之对应的两个第一光电传感器2081完成光信号的采集，两个第二光源2042中的任一个用于照射待测水体，而将另一个用于照射标准水体502，然后通过与之对应的两个第二光电传感器2082完成光信号的采集，其可以便于实现参比光的设置，另外，其还可以基于不同的待测水体选择不同的光源204以及光电传感器208，不仅可以提升水质监测的精度，而且还可以提升水质数据采集的便利性。

参见图2、图3以及图5，在本实施例的进一步可实施方式中，在线监测仪器还包括壳体10，壳体10的内部设置有安装实体部1021，转动轴206沿竖直方向穿设于安装实体部1021且能够相对于安装实体部1021转动，第一安装部件203和第二安装部件207分别位于安装实体部1021的两侧，安装实体部1021上设置有延伸至壳体10外壁的容纳开口1024，安装实体部1021上且位于容纳开口1024的两侧分别设置有第一通光孔1025和第二通光孔1026，第一通光孔1025和第二通光孔1026同轴设置。

本实施例中在壳体10的内部设置有安装实体部1021可以便于旋转监测组件20的设置，在进行水质监测的时候，将待测水体放置在容纳开口1024中，由于存在第一通光孔1025和第二通光孔1026，因此将光源204以及光电传感器208转动至与第一通光孔1025和第二通光孔1026对应的位置，光源204发出的光线穿过第一通光孔1025之后经过待测水体然后穿过第二通光孔1026被光电传感器208接收，其可以便于待测水体的放置，进一步其可以提升水质监测过程中操作的便利性。

参见图3，在本实施例的进一步可实施方式中，第一通光孔1025和第二通光孔1026中设置有光学透镜组件60。

本实施例中的光学透镜组件60具有聚焦的作用，可以提升光信号的强度。

具体而言，本实施例中的光学透镜组件60可以采用透镜组件。

在本实施例的进一步可实施方式中，安装实体部1021上还设置有参比通光孔1027，两个第一光源2041中的任一第一光源2041位于与第一通光孔1025对应的位置，另一第一光源2041位于与参比通光孔1027对应的位置。

本实施例中通过驱动部件201带动第一光源2041和第二光源2042发生旋转，当两个第一光源2041中的任一个与第一通光孔1025对齐时，则另一个与参比通光孔1027对准，相应的两个第一光电传感器2081分别与第二通光孔1026以及参比通光孔1027对准

在本实施例的进一步可实施方式中，参比通光孔1027中设置有参比透光部件50。

在本实施例的进一步可实施方式中，参比透光部件50包括石英玻璃容器501，石英玻璃容器501的内部密封设置有标准水体502。

在本实施例的进一步可实施方式中，光学水质在线监测仪器还包括控制模块70和通讯模块30，控制模块70与驱动部件201电性连接，光源204、光电传感器208以及通讯模块30与控制模块70电性连接。

本实施例中的通讯模块30可以实现信号的远程传输和控制，便于实现在线数据传输以及控制。

还有，参见图4和图5，在本实施例中的壳体10包括第一壳体101和第二壳体102，并且第一壳体101为两端开口且内部呈中空的圆筒形状，驱动部件201位于第一壳体101的内部，第二壳体102为两端开口且中部设置有安装实体部1021的圆筒形状，安装实体部1021的上部具有第一容纳空间1022，安装实体部1021的下部具有第二容纳空间1023，第一安装部件203和光源204位于第一容纳空间1022，第二安装部件207和光电传感器208位于第二容纳空间1023中，安装实体部1021中间位置设置有安装穿孔1028，转动轴206穿过安装穿孔1028，转动轴206上设置有轴承205，轴承205安装在安装穿孔1028中，第一壳体101的上端与通讯模块30可拆卸连接，而第一壳体101的下端与第二壳体102的上端可拆卸连接，第二壳体102的下端开口处可拆卸地设置有底部盖板40，在安装实体部1021的上端设置有朝上延伸的凸柱1029，支架202固定在凸柱1029上。

实施例2：参见图7，本实施例提供的一种光学水质在线监测仪器，其与实施例1的区别仅在于：本实施例中的驱动部件201和控制模块70设置在下方，本实施例还包括电动推杆80和光程调节部件90，本实施例中的电动推杆80位于驱动部件201的上方，并且光程调节部件90活动设置在安装实体部1021上，该光程调节部件90可以上下活动，第一通光孔1025设置在光程调节部件90上，具体其在工作的时候，由电动推杆80带动光程调节部件90活动，当光程调节部件90向下活动时安装在第一通光孔1025中的光学透镜组件60靠近安装在第二通光孔1026中的光学透镜组件60，当光程调节部件90向上活动时安装在第一通光孔1025中的光学透镜组件60远离安装在第二通光孔1026中的光学透镜组件60，其可以在水质数据监测的过程中进行光程调节，可以采用不同光程的光通过待测水样，然后通过光电传感器进行数据采集，可以提升水质监测的便利性和准确性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光学水质在线监测仪器，其特征在于，所述光学水质在线监测仪器至少包括：旋转监测组件，所述旋转监测组件包括：

驱动部件；

转动轴，所述转动轴与所述驱动部件连接，所述驱动部件用于驱动所述转动轴旋转；

第一安装部件，所述第一安装部件安装于所述转动轴上以使得所述第一安装部件与所述转动轴相对定位，所述第一安装部件上设置有光源；

第二安装部件，所述第二安装部件安装于所述转动轴上以使得所述第二安装部件与所述转动轴相对定位，所述第二安装部件上设置有光电传感器，所述光电传感器与所述光源对应设置以使得所述光电传感器能够接收所述光源发出的光信号，所述光源与所述光电传感器之间具有设定间距以使得所述光源与所述光电传感器之间具有用于容纳待测水体的容纳空间。

2.根据权利要求1所述的光学水质在线监测仪器，其特征在于，所述光源的数量为多个，所述光电传感器的数量与位置与所述光源对应。

3.根据权利要求2所述的光学水质在线监测仪器，其特征在于，多个所述光源中至少有两个为能够发出相同波段光信号的相同光源或为能够发出不同波段光信号的不同光源，相应地，多个所述光电传感器中至少有两个为能够接收相同波段光信号的相同光电传感器或为能够接收不同波段光信号的不同光电传感器。

4.根据权利要求1所述的光学水质在线监测仪器，其特征在于，所述光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源的数量至少为两个，所述第二光源的数量至少为两个，所述光电传感器包括第一光电传感器和第二光电传感器，所述第一光电传感器的数量以及位置与所述第一光源对应，每一所述第一光电传感器用于接收与之对应的第一光源的光信号，所述第二光电传感器的数量以及位置与所述第二光源对应，每一所述第二光电传感器用于接收与之对应的第二光源的光信号。

5.根据权利要求4所述的光学水质在线监测仪器，其特征在于，所述在线监测仪器还包括壳体，所述壳体的内部设置有安装实体部，所述转动轴沿竖直方向穿设于所述安装实体部且能够相对于所述安装实体部转动，所述第一安装部件和所述第二安装部件分别位于所述安装实体部的两侧，所述安装实体部上设置有延伸至壳体外壁的容纳开口，所述安装实体部上且位于所述容纳开口的两侧分别设置有第一通光孔和第二通光孔，所述第一通光孔和第二通光孔同轴设置。

6.根据权利要求5所述的光学水质在线监测仪器，其特征在于，所述第一通光孔和第二通光孔中设置有光学透镜组件。

7.根据权利要求4所述的光学水质在线监测仪器，其特征在于，所述安装实体部上还设置有参比通光孔，两个所述第一光源中的任一第一光源位于与所述第一通光孔对应的位置，另一所述第一光源位于与所述参比通光孔对应的位置。

8.根据权利要求7所述的光学水质在线监测仪器，其特征在于，所述参比通光孔中设置有参比透光部件。

9.根据权利要求8所述的光学水质在线监测仪器，其特征在于，所述参比透光部件包括石英玻璃容器，所述石英玻璃容器的内部密封设置有标准水体。

10.根据权利要求6所述的光学水质在线监测仪器，其特征在于，所述还包括电动推杆和光程调节部件，所述安装实体部上活动设置有光程调节部件，所述第一通光孔设置在所述光程调节部件上，所述光程调节部件与所述电动推杆连接。

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