CN115561207A - 一种浓度自适应污水检测方法及系统 - Google Patents

一种浓度自适应污水检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水质检测技术领域，具体公开了一种浓度自适应污水检测方法及系统，所述方法包括：步骤一、水质监测仪采用预设检测策略获取检测因子的初始检测浓度；步骤二、根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定对应的调整策略；步骤三、通过调整策略对预设检测策略进行调整，获取最终检测策略，采用最终检测策略获取检测因子的检测浓度；所述调整策略调整的参数包括光线发射波长及信号放大倍数；本发明根据初始检测浓度对应的调整策略来进行二次检测，能够大大提升设置参数与检测因子浓度范围的适配性，进而提升检测结果的准确性。

Description

一种浓度自适应污水检测方法及系统
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，具体为一种浓度自适应污水检测方法及系统。
背景技术
随着城市工业污水、生活污水问题的日益严重，对环境生态及人们的日常生活造成了不良影响，因此需要及时的监测水质的污染状态，根据结果对污染状况进行及时的治理；由于对污水污染物浓度检测结果实时性、准确性的要求，通常在水质检测的定点位置设置水质监测仪来实现对检测因子浓度的检测，并将数据实时上传到管理系统，进而实现对区域水质状态的监测。
水质监测仪又名水质测定仪，其原理通过光学检测的方式在设定温度、设定压力的环境下，对样本和试剂进行特定波长光源的照射，通过接收的光源信号强度对水质单个因子的污染状况进行分析，进而能够实现对水质污染的检测。
现有的水质监测仪在检测一种检测因子的浓度时，其相关的参数一般根据检测因子的类型提前预设完成，此种方式能够快速的实现浓度的检测，然而，由于检测相关参数的选择基于常规范围下的浓度准确检测设定，因此在检测一些检测因子浓度较高或检测因子浓度较低的水质时，虽然依然能够检测到浓度结果，但检测精度相对较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浓度自适应污水检测方法及系统，解决以下技术问题：
如何保证水质监测仪在不同浓度范围下检测到准确的结果。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种浓度自适应污水检测方法，所述方法包括：
步骤一、水质监测仪采用预设检测策略获取检测因子的初始检测浓度；
步骤二、根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定对应的调整策略；
步骤三、通过调整策略对预设检测策略进行调整，获取最终检测策略，采用最终检测策略获取检测因子的检测浓度；
所述调整策略调整的参数包括光线发射波长及信号放大倍数。
在一个实施例中，所述光线发射波长的确定过程为：
预先配置不同浓度的检测因子样液；
将样液在不同波长光照强度下进行透光性测定，获取不同浓度检测因子样液透光率随波长变化曲线；
将相邻浓度检测因子样液透光率最大值对应的波长作为调整后检测波长，获取不同浓度区间对应的调整后检测波长；
根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定调整后检测波长。
在一个实施例中，所述信号放大倍数的调整过程为：
采用两级放大电路按照信号放大倍数对接收光信号进行放大；
通过一级的放大倍数来调整信号放大倍数。
在一个实施例中，所述方法还包括：
步骤四、根据同一监测点的历史数据进行分析，根据分析结果确定下一检测过程的预设检测策略，并根据下一检测过程的检测结果确定是否执行调整策略。
在一个实施例中，下一检测过程预设检测策略确定的过程为：
按设定时间间隔进行检测因子浓度检测，根据检测结果建立检测浓度随时间变化曲线C(t)；
计算上一检测时刻的变化曲线的斜率C'(tx)，通过公式Cpre(tx+1)＝C(tx)+C'(tx)*(tx+1-tx)计算下一检测时刻的预测浓度Cpre(tx+1)；
比较Cpre(tx+1)与C(t)的大小：
若Cpre(tx+1)与C(t)在同一浓度范围区间，则下一检测过程保持上一检测过程的预设检测策略；
若Cpre(tx+1)与C(t)不在同一浓度范围区间，则根据Cpre(tx+1)所在浓度范围区间确定对应的预设检测策略；
其中，tx为上一检测时间点，tx+1为下一检测时间点。
在一个实施例中，下一检测过程检测浓度获取的过程为：
采用预设检测策略获取初始检测浓度；
判断获取的初始检测浓度是否落在当前的浓度范围区间：
若初始检测浓度落在当前的浓度范围区间，则不执行调整策略，并将初始检测浓度作为该监测时间点最终的检测浓度；
若初始检测浓度未落在当前的浓度范围区间，则执行调整策略，获取检测因子最终的检测浓度。
在一个实施例中，若Cpre(tx+1)与C(t)在同一浓度范围区间，则下一检测过程沿用上一检测过程的配置参数。
在一个实施例中，所述配置参数包括消解时长；
所述消解时长的调整过程为：根据初始检测浓度所在浓度范围区间的提升而延长消解时长。
一种浓度自适应污水检测系统，所述系统包括：
检测仪本体，用于采用预设检测策略获取检测因子的初始检测浓度，及根据最终检测策略获取检测因子的检测浓度；
分析模块，用于根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定对应的调整策略，及通过调整策略对预设检测策略进行调整，获取最终检测策略；
所述调整策略调整的参数包括光线发射波长及信号放大倍数。本发明的有益效果：
(1)本发明根据初始检测浓度对应的调整策略来进行二次检测，能够大大提升设置参数与检测因子浓度范围的适配性，进而提升检测结果的准确性。
(2)本发明将透光率最大值对应的波长作为调整后检测波长，进而能够获取不同浓度区间对应的调整后检测波长，在二次检测过程中，按照调整后的检测波长进行检测，能够更加准确的获取检测浓度值。
(3)本发明根据历史数据来确定下一检测过程的预设检测策略，并根据下一检测过程的检测结果确定是否执行调整策略，减少了二次检测过程的进行，保证检测结果精确度的前提下提高了检测的效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明浓度自适应污水检测方法的步骤流程图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，在一个实施例中，提供了一种浓度自适应污水检测方法，方法包括：
步骤一、水质监测仪采用预设检测策略获取检测因子的初始检测浓度；
步骤二、根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定对应的调整策略；
步骤三、通过调整策略对预设检测策略进行调整，获取最终检测策略，采用最终检测策略获取检测因子的检测浓度；
调整策略调整的参数包括光线发射波长及信号放大倍数。
通过上述技术方案，首先采用检测因子对应的预置检测策略来获取检测因子的初始检测浓度，之后再根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定对应的调整策略，调整策略调整的参数包括光线发射波长及信号放大倍数，其中，不同浓度范围最佳的光照波长存在一定的偏差，其最佳信号放大倍数也存在一定的差异，因此根据初始检测浓度对应的调整策略来进行二次检测，能够大大提升设置参数与检测因子浓度范围的适配性，进而提升检测结果的准确性。
需要说明的是，当按照最终检测策略进行浓度检测时，其对应的分析标准也会相应的调整，保证检测结果标准的统一性；同时，若初始检测浓度在预置检测策略对应的浓度范围区间，则可以将初始检测浓度作为最终的检测因子检测浓度；另外，二次检测的过程与一次检测过程共用相同的测试环境调节，因此对整体检测效率的影响较小，且不会造成检测排放污水的增加。
作为本发明的一种实施方式，光线发射波长的确定过程为：
预先配置不同浓度的检测因子样液；
将样液在不同波长光照强度下进行透光性测定，获取不同浓度检测因子样液透光率随波长变化曲线；
将相邻浓度检测因子样液透光率最大值对应的波长作为调整后检测波长，获取不同浓度区间对应的调整后检测波长；
根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定调整后检测波长。
通过上述技术方案，本实施例提供了光线发射波长的确定过程，首先配置不同浓度的检测因子样液，然后将样液在不同波长光照强度下进行透光性测定，根据测定的数值拟合不同浓度检测因子样液透光率随波长变化曲线，之后获取相邻浓度检测因子样液透光率最大值对应的波长，显然，样液透光率差值越大，则变化产生的光照信号越强，因此将透光率最大值对应的波长作为调整后检测波长，进而能够获取不同浓度区间对应的调整后检测波长，显然，在二次检测过程中，按照调整后的检测波长进行检测，能够更加准确的获取检测浓度值。
作为本发明的一种实施方式，信号放大倍数的调整过程为：
采用两级放大电路按照信号放大倍数对接收光信号进行放大；
通过一级的放大倍数来调整信号放大倍数。
通过上述技术方案，本实施例采用两级放大电路来对检测到的光信号进行放大，相对于单级放大电路而言，两级放大电路能够减小信号放大过程中造成的偏移，进而减小放大过程对检测结果准确性的影响；同时在调整信号放大倍数时，仅需要调整其中一级的放大倍数，即能实现对整体信号放大倍数的调整，进而更加利于对放大比例调整的过程。
需要说明的是，放大电路的具体电路连接方式通过现有的技术实现，在此不作详述；同时，整体信号放大倍数等于两级放大倍数的乘积，因此能够通过调整其中一级的放大倍数实现对整体信号放大倍数的调整。
作为本发明的一种实施方式，方法还包括：
步骤四、根据同一监测点的历史数据进行分析，根据分析结果确定下一检测过程的预设检测策略，并根据下一检测过程的检测结果确定是否执行调整策略。
通过上述技术方案，本实施例在水质监测仪位置点固定的前提下，根据历史数据来确定下一检测过程的预设检测策略，并根据下一检测过程的检测结果确定是否执行调整策略；其中，预设检测策略的确定过程符合水质污染物的变化趋势，再通过检测结果确定是否执行调整策略，进而减少二次检测过程的进行，保证检测结果精确度的前提下提高了检测的效率。
需要说明的是，本实施例适用于固定点位的持续水质监测应用过程，同时由于污染物的变化趋势在连续监测过程中会存在梯度变化趋势，因此通过历史数据的分析判断，能够为下一次检测过程提供相关的参考，进而提高下次检测的效率。
作为本发明的一种实施方式，下一检测过程预设检测策略确定的过程为：
按设定时间间隔进行检测因子浓度检测，根据检测结果建立检测浓度随时间变化曲线C(t)；
计算上一检测时刻的变化曲线的斜率C'(tx)，通过公式Cpre(tx+1)＝C(tx)+C'(tx)*(tx+1-tx)计算下一检测时刻的预测浓度Cpre(tx+1)；
比较Cpre(tx+1)与C(t)的大小：
若Cpre(tx+1)与C(t)在同一浓度范围区间，则下一检测过程保持上一检测过程的预设检测策略；
若Cpre(tx+1)与C(t)不在同一浓度范围区间，则根据Cpre(tx+1)所在浓度范围区间确定对应的预设检测策略；
其中，tx为上一检测时间点，tx+1为下一检测时间点。
通过上述技术方案，提供了一种确定下一检测过程预设检测策略的方法，具体的，首先按照设定时间间隔进行检测因子浓度检测，根据检测结果建立检测浓度随时间变化曲线C(t)，获取上一检测时刻变化曲线的斜率C'(tx)，通过斜率C'(tx)进而能够判断下一检测时刻浓度的大致范围，进而为下一检测时刻的预设检测策略提供相关的参考，具体地，通过公式Cpre(tx+1)＝C(tx)+C'(tx)*(tx+1-tx)计算下一检测时刻的预测浓度Cpre(tx+1)，之后将Cpre(tx+1)与C(t)进行比较，显然，当Cpre(tx+1)与C(t)在同一浓度范围区间时，说明浓度变化较为稳定，因此沿用上一检测过程的预设检测策略，反之，若Cpre(tx+1)与C(t)不在同一浓度范围区间，则说明浓度会产生较大的变化，因此根据Cpre(tx+1)所在浓度范围区间确定对应的预设检测策略，通过对预测浓度Cpre(tx+1)对下一检测过程预设检测策略的调整，能够增加预设检测策略与实际浓度区间对应性，进而减少二次检测的过程，保证检测浓度结果精准性的前提下，提高每次检测的效率。
作为本发明的一种实施方式，下一检测过程检测浓度获取的过程为：
采用预设检测策略获取初始检测浓度；
判断获取的初始检测浓度是否落在当前的浓度范围区间：
若初始检测浓度落在当前的浓度范围区间，则不执行调整策略，并将初始检测浓度作为该监测时间点最终的检测浓度；
若初始检测浓度未落在当前的浓度范围区间，则执行调整策略，获取检测因子最终的检测浓度。
通过上述技术方案，本实施例提供了下一检测过程检测浓度获取的方法，具体地，采用预设检测策略获取初始检测浓度，并判断获取的初始检测浓度是否落在当前的浓度范围区间，显然，当始检测浓度落在当前的浓度范围区间，说明初始检测浓度落与当前的浓度范围区间适配，即初始检测浓度的结果较为精确，因此不执行调整策略，提高检测效率；而当初始检测浓度未落在当前的浓度范围区间，通过执行调整策略，能够获取更为精确的浓度结果。
作为本发明的一种实施方式，若Cpre(tx+1)与C(t)在同一浓度范围区间，则下一检测过程沿用上一检测过程的配置参数。
进一步地，本实施例还根据Cpre(tx+1)与C(t)的比对结果来调整下一检测过程的配置参数，若Cpre(tx+1)与C(t)在同一浓度范围区间，则下一检测过程沿用上一检测过程的配置参数；若Cpre(tx+1)与C(t)未在同一浓度范围区间，则根据Cpre(tx+1)所在浓度范围区间对下一检测过程的配置参数进行调整，通过上述方案，能够对应性的优化检测的过程，保证检测准确性的前提下能够减少部分检测步骤的用时，进而提高整体检测的效率。
需要说明的是，上述配置参数是指整体检测过程中所涉及的参数，包括消解过程、搅拌过程、加热过程等，而调整策略调整的参数仅限于比色检测的过程，因此上述配置参数与调整策略调整的参数存在明显的差别。
作为本发明的一种实施方式，配置参数包括消解时长；
消解时长的调整过程为：根据初始检测浓度所在浓度范围区间的提升而延长消解时长。
在一个实施例中，配置参数包括消解时长；对于不同浓度范围的样液，其消解时长不同，而若每次均将消解时长设置的过长，则整体检测效率较低、损耗较高，因此，本实施例通过对消解时长的适应性调整，使得消解时长与浓度的大致范围相匹配，进而保证了消解时长控制的准确性。
需要说明的是，现有消解时长主要为预先设置或根据相关人员针对不同水质调节设定的，而本实施例通过水质检测因子浓度趋势的变化来设定消解时长，能够准确控制消解时长；同时，设定的消解时长会预留一定的空间，因此当浓度偏高时，依然能够获取准确的结果；而当浓度过高时，说明此时水质存在异常，此时会进一步进行检测来获取准确数值，此种浓度突然提升的状况属于水质监测过程的突发情况，因此通过进一步监测来判断。
本实施例提供了一种浓度自适应污水检测系统，系统包括：
检测仪本体，用于采用预设检测策略获取检测因子的初始检测浓度，及根据最终检测策略获取检测因子的检测浓度；
分析模块，用于根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定对应的调整策略，及通过调整策略对预设检测策略进行调整，获取最终检测策略；
调整策略调整的参数包括光线发射波长及信号放大倍数。
通过上述技术方案，检测仪本体采用检测因子对应的预置检测策略来获取检测因子的初始检测浓度，分析模块根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定对应的调整策略，调整策略调整的参数包括光线发射波长及信号放大倍数，其中，不同浓度范围最佳的光照波长存在一定的偏差，其最佳信号放大倍数也存在一定的差异，因此根据初始检测浓度对应的调整策略来进行二次检测，能够大大提升设置参数与检测因子浓度范围的适配性，进而提升检测结果的准确性。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种浓度自适应污水检测方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一、水质监测仪采用预设检测策略获取检测因子的初始检测浓度；
步骤二、根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定对应的调整策略；
步骤三、通过调整策略对预设检测策略进行调整，获取最终检测策略，采用最终检测策略获取检测因子的检测浓度；
所述调整策略调整的参数包括光线发射波长及信号放大倍数。
2.根据权利要求1所述的一种浓度自适应污水检测方法，其特征在于，所述光线发射波长的确定过程为：
预先配置不同浓度的检测因子样液；
将样液在不同波长光照强度下进行透光性测定，获取不同浓度检测因子样液透光率随波长变化曲线；
将相邻浓度检测因子样液透光率最大值对应的波长作为调整后检测波长，获取不同浓度区间对应的调整后检测波长；
根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定调整后检测波长。
3.根据权利要求2所述的一种浓度自适应污水检测方法，其特征在于，所述信号放大倍数的调整过程为：
采用两级放大电路按照信号放大倍数对接收光信号进行放大；
通过一级的放大倍数来调整信号放大倍数。
4.根据权利要求1所述的一种浓度自适应污水检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤四、根据同一监测点的历史数据进行分析，根据分析结果确定下一检测过程的预设检测策略，并根据下一检测过程的检测结果确定是否执行调整策略。
5.根据权利要求4所述的一种浓度自适应污水检测方法，其特征在于，下一检测过程预设检测策略确定的过程为：
按设定时间间隔进行检测因子浓度检测，根据检测结果建立检测浓度随时间变化曲线C(t)；
计算上一检测时刻的变化曲线的斜率C'(tx)，通过公式Cpre(tx+1)＝C(tx)+C'(tx)*(tx+1-tx)计算下一检测时刻的预测浓度Cpre(tx+1)；
比较Cpre(tx+1)与C(t)的大小：
若Cpre(tx+1)与C(t)在同一浓度范围区间，则下一检测过程保持上一检测过程的预设检测策略；
若Cpre(tx+1)与C(t)不在同一浓度范围区间，则根据Cpre(tx+1)所在浓度范围区间确定对应的预设检测策略；
其中，tx为上一检测时间点，tx+1为下一检测时间点。
6.根据权利要求5所述的一种浓度自适应污水检测方法，其特征在于，下一检测过程检测浓度获取的过程为：
采用预设检测策略获取初始检测浓度；
判断获取的初始检测浓度是否落在当前的浓度范围区间：
若初始检测浓度落在当前的浓度范围区间，则不执行调整策略，并将初始检测浓度作为该监测时间点最终的检测浓度；
若初始检测浓度未落在当前的浓度范围区间，则执行调整策略，获取检测因子最终的检测浓度。
7.根据权利要求5所述的一种浓度自适应污水检测方法，其特征在于，若Cpre(tx+1)与C(t)在同一浓度范围区间，则下一检测过程沿用上一检测过程的配置参数；
若Cpre(tx+1)与C(t)未在同一浓度范围区间，则根据Cpre(tx+1)所在浓度范围区间对下一检测过程的配置参数进行调整。
8.根据权利要求1所述的一种浓度自适应污水检测方法，其特征在于，所述配置参数包括消解时长；
所述消解时长的调整过程为：根据初始检测浓度所在浓度范围区间的提升而延长消解时长。
9.一种浓度自适应污水检测系统，其特征在于，所述系统包括：
检测仪本体，用于采用预设检测策略获取检测因子的初始检测浓度，及根据最终检测策略获取检测因子的检测浓度；
分析模块，用于根据初始检测浓度所在的浓度范围区间确定对应的调整策略，及通过调整策略对预设检测策略进行调整，获取最终检测策略；
所述调整策略调整的参数包括光线发射波长及信号放大倍数。
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