CN116429732A - 一种水混浊程度的检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水混浊程度的检测装置，包括：检测仪本体，设置有通水管道；浊度检测组件，用于检测通水管道内流通水浊度的浊度检测组件，包括光源；减光滤波系统，用于删选光源的中心波长以及对光源发出的光亮度进行衰减；包括减光滤波片以及控制减光滤波片筛选光源的中心波长并选择是否对光源发出的光亮度进行减光的减光滤波控制器。上述水混浊程度的检测装置结构合理，采用具有波长扫描功能以及减光功能的减光滤波片，不仅可以通过波长扫描找到中心波长信号，还可以对光源射出的光亮度进行减光，从而提升监测精度。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测领域，尤其是涉及一种水混浊程度的检测装置及检测方法。
背景技术
随着现代社会人们环保意识的逐渐增强，对水污染、水体环境的关注也越来越多。其中，浊度是水质评价的重要指标。浊度是指水中悬浮物对光线透过时的阻碍程度。水中悬浮物一般包括泥土、砂粒、微细的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，还与它们的大小、形状及折射系数等有关。由于水中含有这些物质，使得原本无色透明的水产生浑浊和沉淀。简单来说，浊度，就是水中的浑浊度，浊度仪就是用来测量水体浊度的仪器。浊度仪发出光线，使之穿过一段水样，并从与入射光呈90°的方向上检测有多少光被水中的颗粒物所散射。这种散射光测量方法称作散射法。浊度仪既适用于野外和实验室内的测量，也适用于全天候的连续监测。还可以设置浊度仪，使之在所测浊度值超出安全标准时发出警报。
传统浊度仪被广泛用于自来水和污水的浊度测量，使用散射光以及透射光原理，技术成熟，入射光源通常有一定带宽，探测器也有一定响应带宽，这导致测量信号包含了多个波长，因此不能准确反映中心波长的光强，从而影响了测量的精度；且入射光源受到环境光等影响会出现过曝或杂散光，影响探测器的信号接收。
因此，有必要对现有技术中的水混浊程度的检测装置及检测方法进行改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种水混浊程度的检测装置及检测方法，采用具有波长扫描功能以及减光功能的减光滤波片，不仅可以通过波长扫描找到中心波长信号，还可以对光源射出的光亮度进行减光，从而提升监测精度。
为实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种水混浊程度的检测装置，包括：检测仪本体，设置有通水管道；浊度检测组件，用于检测所述通水管道内流通水浊度的浊度检测组件，包括光源；减光滤波系统，用于删选所述光源的中心波长以及对所述光源发出的光亮度进行衰减；包括减光滤波片以及控制所述减光滤波片筛选所述光源的中心波长并选择是否对所述光源发出的光亮度进行减光的减光滤波控制器，所述减光滤波片包括由表及里依次层叠连接的第一偏振片、第一增透玻璃、第一导电玻璃、液晶层、第二导电玻璃、第二增透玻璃、液晶盒、第一波片、第二偏振片和窄带波片，所述液晶盒以及第一波片为用于调谐带宽的调谐带宽组，所述调谐带宽组设置有若干组。
优选的技术方案为，所述光源为红外发射器，所述红外发射器设置于所述通水管道的一侧，所述浊度检测组件还包括设置于所述通水管道另一侧的第一红外接收器以及设置于所述红外发射器和第一红外接收器连线一侧的第二红外接收器，所述第一红外接收器用于接收所述红外发射器发射出的红外光透过流通水后的透射光，所述第二红外接收器用于接收所述红外发射器发射出的红外光透过流通水后的散射光。
优选的技术方案为，所述浊度检测组件包括固定设置于所述检测仪本体两侧的发射电路板、接收电路板以及设置于所述发射电路板和接收电路板连线一侧的侧电路板，所述红外发射器设置于所述发射电路板上，所述第一红外接收器设置于所述接收电路板上，所述侧电路板固定设置于所述检测仪本体上，所述第二红外接收器设置于所述侧电路板上。
优选的技术方案为，所述检测仪本体设置有供红外线透过的通孔，所述通孔内密封设置有透光玻璃板。
优选的技术方案为，所述减光滤波片固定设置于所述红外发射器与所述透光玻璃板之间。
优选的技术方案为，所述发射电路板以及侧电路板与所述透光玻璃板之间夹设有透镜座，所述减光滤波片固定设置于所述透镜座内，所述透镜座设置有供红外线通过的第一穿孔。
优选的技术方案为，所述接收电路板与所述透光玻璃板之间夹设有遮光柱，所述遮光柱内设置有供红外线通过的第二穿孔。
优选的技术方案为，所述红外发射器与所述减光滤波片之间以及所述透光玻璃板与所述第二红外接收器之间设置有用于将散射光汇聚成平行光的透镜。
优选的技术方案为，所述红外发射器发射出的红外线为860nm波长红外线。
一种水混浊程度的检测方法，包括以下步骤：
S1、红外发射器发射出红外光，减光滤波控制器控制减光滤波片筛选中心波长以及减弱所述光源发出的光，第一红外接收器接收透射光；第二红外接收器接收90°散射光；
S2、根据公式
计算出浊度(其中K′——常数，I0——入射光强度，IS——散射光强度，N——单位溶液微粒数)。
本发明的优点和有益效果在于：本发明水混浊程度的检测装置及检测方法结构合理，通过采用具有波长扫描功能以及减光功能的减光滤波片，可以通过波长扫描找到中心波长信号并降低光源射出后的光亮度，从而提升监测精度。
附图说明
图1是本发明水混浊程度的检测装置及检测方法实施例的结构示意图；
图2是本发明水混浊程度的检测装置及检测方法实施例的侧视图；
图3是本发明水混浊程度的检测装置及检测方法实施例中图2沿A-A的剖视图；
图4是本发明水混浊程度的检测装置及检测方法实施例的主视图；
图5是本发明水混浊程度的检测装置及检测方法实施例中图4沿B-B的剖视图；
图6是本发明水混浊程度的检测装置及检测方法实施例的减光滤波片的结构示意图；
图中：1、监测仪本体；11、通水管道；12、通孔；13、透光玻璃板；21、红外发射器；22、第一红外接收器；23、第二红外接收器；3、减光滤波片；30、第一偏振片；31、第一增透玻璃；32、第一导电玻璃；33、液晶层；34、第二导电玻璃；35、第二增透玻璃；36、液晶盒；37、第一波片；38、第二偏振片；39、窄带波片；41、发射电路板；42、接收电路板；43、侧电路板；5、遮光柱；51、第二穿孔；6、透镜座；61、第一穿孔；7、透镜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“竖直”、“顶”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。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。
实施例
如图1-6所示，实施例的水混浊程度的检测装置及检测方法，包括：
检测仪本体1，设置有通水管道11；
浊度检测组件，用于检测所述通水管道11内流通水浊度的浊度检测组件，包括光源；
减光滤波系统，用于删选所述光源的中心波长以及对所述光源发出的光亮度进行衰减；包括减光滤波片3以及控制所述减光滤波片3筛选所述光源的中心波长并选择是否对所述光源发出的光亮度进行减光的减光滤波控制器，所述减光滤波片3包括由表及里依次层叠连接的第一偏振片30、第一增透玻璃31、第一导电玻璃32、液晶层33、第二导电玻璃34、第二增透玻璃35、液晶盒36、第一波片37、第二偏振片38和窄带波片39，所述液晶盒36以及第一波片37为用于调谐带宽的调谐带宽组，所述调谐带宽组设置有四组。通过这样的设计，采用具有波长扫描功能以及减光功能的减光滤波片，可以通过波长扫描找到中心波长信号并降低光源射出后的光亮度，从而提升监测精度。
具体的，所述光源为红外发射器21，所述红外发射器21设置于所述通水管道11的一侧，所述浊度检测组件还包括设置于所述通水管道11另一侧的第一红外接收器22以及设置于所述红外发射器21和第一红外接收器22连线一侧的第二红外接收器23，所述第一红外接收器22用于接收所述红外发射器21发射出的红外光透过流通水后的透射光，所述第二红外接收器23用于接收所述红外发射器21发射出的红外光透过流通水后的散射光。通过这样的设计，实现了检测浊度的目的。
具体的，所述浊度检测组件包括固定设置于所述检测仪本体1两侧的发射电路板41、接收电路板42以及设置于所述发射电路板41和接收电路板42连线一侧的侧电路板43，所述红外发射器21设置于所述发射电路板41上，所述第一红外接收器22设置于所述接收电路板42上，所述侧电路板43固定设置于所述检测仪本体1上，所述第二红外接收器23设置于所述侧电路板43上。通过这样的设计，实现了红外发射器、第一红外接收器以及第二红外接收器的安装。
具体的，所述检测仪本体1设置有供红外线透过的通孔12，所述通孔12内密封设置有透光玻璃板13。通过这样的设计，便于红外线透过通水管道内的水。
具体的，所述减光滤波片3固定设置于所述红外发射器21与所述透光玻璃板13之间。通过这样的设计，保证了进入通水管道内水的光已滤波且减光。
具体的，所述发射电路板41以及侧电路板43与所述透光玻璃板13之间夹设有透镜座6，所述减光滤波片3固定设置于与所述发射电路板41相邻的透镜座6内，所述透镜座6设置有供红外线通过的第一穿孔61。
进一步的，所述接收电路板42与所述透光玻璃板13之间夹设有遮光柱5，所述遮光柱5内设置有供红外线通过的第二穿孔51。通过这样的设计，避免外界光对红外线产生干涉。
进一步的，所述红外发射器21与所述减光滤波片3之间以及所述透光玻璃板13与所述第二红外接收器23之间设置有用于将散射光汇聚成平行光的透镜7。
具体的，所述红外发射器21发射出的红外线为860nm波长红外线。即使使用了860nm波长的红外发射器，其发射出的光仍为宽带，仍需减光滤波片3进行筛选中心波长。
一种水混浊程度的检测方法，包括以下步骤：
S1、红外发射器21发射出红外光，减光滤波控制器控制减光滤波片3筛选中心波长以及减弱所述光源发出的光，第一红外接收器22接收透射光；第二红外接收器23接收90°散射光；
S2、根据公式
计算出浊度(其中K′——常数，I0——入射光强度，Is——散射光强度，N——单位溶液微粒数)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种水混浊程度的检测装置，其特征在于，包括：
检测仪本体(1)，设置有通水管道(11)；
浊度检测组件，用于检测所述通水管道(11)内流通水浊度的浊度检测组件，包括光源；
减光滤波系统，用于删选所述光源的中心波长以及对所述光源发出的光亮度进行衰减；包括减光滤波片(3)以及控制所述减光滤波片(3)筛选所述光源的中心波长并选择是否对所述光源发出的光亮度进行减光的减光滤波控制器，所述减光滤波片(3)包括由表及里依次层叠连接的第一偏振片(30)、第一增透玻璃(31)、第一导电玻璃(32)、液晶层(33)、第二导电玻璃(34)、第二增透玻璃(35)、液晶盒(36)、第一波片(37)、第二偏振片(38)和窄带波片(39)，所述液晶盒(36)以及第一波片(37)为用于调谐带宽的调谐带宽组，所述调谐带宽组设置有若干组。
2.根据权利要求1所述的水混浊程度的检测装置，其特征在于，所述光源为红外发射器(21)，所述红外发射器(21)设置于所述通水管道(11)的一侧，所述浊度检测组件还包括设置于所述通水管道(11)另一侧的第一红外接收器(22)以及设置于所述红外发射器(21)和第一红外接收器(22)连线一侧的第二红外接收器(23)，所述第一红外接收器(22)用于接收所述红外发射器(21)发射出的红外光透过流通水后的透射光，所述第二红外接收器(23)用于接收所述红外发射器(21)发射出的红外光透过流通水后的散射光。
3.根据权利要求2所述的水混浊程度的检测装置，其特征在于，所述浊度检测组件包括固定设置于所述检测仪本体(1)两侧的发射电路板(41)、接收电路板(42)以及设置于所述发射电路板(41)和接收电路板(42)连线一侧的侧电路板(43)，所述红外发射器(21)设置于所述发射电路板(41)上，所述第一红外接收器(22)设置于所述接收电路板(42)上，所述侧电路板(43)固定设置于所述检测仪本体(1)上，所述第二红外接收器(23)设置于所述侧电路板(43)上。
4.根据权利要求3所述的水混浊程度的检测装置，其特征在于，所述检测仪本体(1)设置有供红外线透过的通孔(12)，所述通孔(12)内密封设置有透光玻璃板(13)。
5.根据权利要求4所述的水混浊程度的检测装置，其特征在于，所述减光滤波片(3)固定设置于所述红外发射器(21)与所述透光玻璃板(13)之间。
6.根据权利要求5所述的水混浊程度的检测装置，其特征在于，所述发射电路板(41)以及侧电路板(43)与所述透光玻璃板(13)之间夹设有透镜座(6)，所述减光滤波片(3)固定设置于与所述发射电路板(41)相邻的所述透镜座(6)内，所述透镜座(6)设置有供红外线通过的第一穿孔(61)。
7.根据权利要求6所述的水混浊程度的检测装置，其特征在于，所述接收电路板(42)与所述透光玻璃板(13)之间夹设有遮光柱(5)，所述遮光柱(5)内设置有供红外线通过的第二穿孔(51)。
8.根据权利要求7所述的水混浊程度的检测装置，其特征在于，所述红外发射器(21)与所述减光滤波片(3)之间以及所述透光玻璃板(13)与所述第二红外接收器(23)之间设置有用于将散射光汇聚成平行光的透镜(7)。
9.根据权利要求8所述的水混浊程度的检测装置，其特征在于，所述红外发射器(21)发射出的红外线为860nm波长红外线。
10.一种水混浊程度的检测方法，采用权利要求1-9任意一项所述的水混浊程度的检测装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1、红外发射器(21)发射出红外光，减光滤波控制器控制减光滤波片(3)筛选中心波长以及减弱所述光源发出的光，第一红外接收器(22)接收透射光；第二红外接收器(23)接收90°散射光；
S2、根据公式
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