CN117054048B - 用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法,本方案可实现在线校准,无需从检测溶液中取出即可完成检测光源的光衰矫正工作,极大程度上简化操作流程;通过设置用于校准的第一玻片组和第二玻片组,使得光衰导致的测量误差得以正确矫正,从而使得COD检测值和浊度检测值的可靠性得以保障,极大程度提高检测数据的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测设备技术领域,尤其涉及一种用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法。
背景技术
COD光学传感器是一种基于光学原理的设备,用于测量水体中的化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,简称COD)浓度。通过光学技术,该传感器能够实时、快速地监测水样中有机物质的含量,从而评估水质污染程度。
化学需氧量: 一种衡量水体中有机物质总含量的指标,表示水中有机物质在氧化条件下所需的氧气量。高COD值通常暗示着水体受到有机污染的影响。
光学吸收: 物质对特定波长的光的吸收现象。不同物质对不同波长的光有不同的吸收特性,通过测量光的吸收程度可以推断出物质的存在和浓度。
紫外光: 波长较短的光线,具有较高的能量。在COD光学传感器中,紫外光可以被有机物质吸收,从而用于测量有机物的浓度。
实时监测: 连续、即时地监测某个参数或过程的变化。在水质监测中,实时监测可以提供即时的数据,帮助了解水体状况的变化情况。
综上所述,COD光学传感器利用光学吸收原理,通过测量水样中紫外光的吸收程度来实时、快速地测量水体中的化学需氧量浓度,针对该特性COD传感器在水质监测和环境保护领域具有重要应用价值。
光源的衰减是光学COD检测设备的一个重要问题。随着时间的推移,光源的亮度会减弱,导致输出光线的强度降低。这会影响到测量的精确性和稳定性,因为光线的强度与测量结果之间存在直接的关系。尤其紫外波段的光源衰减特别严重,上述因素直接影响测量结果的准确性和可靠性。
发明内容
有鉴于此,本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法以解决测量系统中因为关键元件老化测量不准的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法,其特征在于,
驱动第一玻片组转动至工作位置,控制检测光源启动工作,由所述检测光源所发出的光线经所述第一玻片组输送至光电传感器,由所述光电传感器获取第一校准值;
驱动第二玻片组转动至工作位置,控制检测光源启动工作,由所述检测光源所发出的光线经所述第二玻片组输送至光电传感器,由所述光电传感器获取第二校准值;
由所述第一校准值和所述第二校准值确定综合校准值;
驱动第三玻片组转动至工作位置,所述第三玻片组上设置用于光线穿过的测量窗口,控制检测光源启动工作,由所述检测光源所发出的光线穿过所述第三玻片组的测量窗口输送至光电传感器,由所述光电传感器获取检测值;
判断所述检测值和所述综合校准值的差值是否小于检测阈值,若是,则以校正量调整检测值,否则维持检测值不变;
以所述校正量和所述检测值之和作为输出检测值。
进一步地,所述检测光源包括COD检测光源和浊度检测光源。
进一步地,所述光电传感器包括COD光电传感器和浊度光电传感器。
进一步地,所述COD光电传感器与所述COD检测光源相对应,由所述COD检测光源发出的光线输送至所述COD光电传感器的内部。
进一步地,所述浊度光电传感器与所述浊度检测光源相对应,由所述浊度检测光源发出的光线输送至所述浊度光电传感器的内部。
进一步地,由所述第一校准值和所述第二校准值确定综合校准值具体为由所述第一校准值和所述第二校准值的平均值确定为所述综合校准值。
与相关技术相比,本发明提出的一种用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法,其有益效果在于:本方案可实现在线校准,无需从检测溶液中取出即可完成检测光源的光衰矫正工作,极大程度上简化操作流程;通过设置用于校准的第一玻片组和第二玻片组,使得光衰导致的测量误差得以正确矫正,从而使得COD检测值和浊度检测值的可靠性得以保障,极大程度提高检测数据的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例中用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法的流程图;
图2为本发明实施例中用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法的装置图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
请参见图1-2所示,本发明提供一种用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法。
驱动第一玻片组转动至工作位置,控制检测光源启动工作,由检测光源所发出的光线经第一玻片组输送至光电传感器,由光电传感器获取第一校准值,其中,第一玻片组上设置与COD检测光源1和浊度检测光源2相对应的第一COD玻片6和第一浊度玻片5。由此可使得COD检测光源1和浊度检测光源2所发出的光线分别透过第一COD玻片6和第一浊度玻片5入射输送至位于COD检测光源1和浊度检测光源2上方的COD光电传感器9和浊度光电传感器8,由COD光电传感器9和浊度光电传感器8实现对光信号的检测进而确定当前水质。
驱动第二玻片组转动至工作位置,控制检测光源启动工作,由检测光源所发出的光线经第二玻片组输送至光电传感器,由光电传感器获取第二校准值,其中,第二玻片组上设置与COD检测光源1和浊度检测光源2相对应的第二COD玻片4和第二浊度玻片3。由此可使得COD检测光源1和浊度检测光源2所发出的光线分别透过第二COD玻片4和第二浊度玻片3入射输送至位于COD检测光源1和浊度检测光源2上方的COD光电传感器9和浊度光电传感器8,由COD光电传感器9和浊度光电传感器8实现对光信号的检测进而确定当前水质。
其中,第一玻片组和第二玻片组分别设置在旋转套筒上,旋转套筒的内部为空气介质,由驱动装置带动旋转套筒进行旋转,由旋转套筒位于检测光源和光电传感器之间,当旋转套筒旋转到相应位置上时,可是的检测光源所发出的光线经由第一玻片组或第二玻片组及旋转套筒的内部由光电传感器进行接收。其中,光学玻片组具备固定的物理特性,由于其使用的是具有稳定光学性质的光学玻璃材料,因此不会受到环境变化(如温度、待测溶液浓度、液体浊度等)的影响而导致物理特性的改变。这保证了对光衰矫正的一致性和稳定性,从而进一步保障了检测精度的可靠性。
其中,检测光源包括COD检测光源1和浊度检测光源2,光电传感器包括COD光电传感器9和浊度光电传感器8,COD光电传感器9与COD检测光源1相对应,由COD检测光源1发出的光线输送至COD光电传感器9的内部。浊度光电传感器8与浊度检测光源2相对应,由浊度检测光源2发出的光线输送至浊度光电传感器8的内部。由此通过检测光源将检测光线发出进入至光电传感器内,由光电传感器根据光线检测确定检测值。
进一步地,由驱动装置带动第一玻片组、第二玻片组或第三玻片组进行转动,示例地,驱动装置通过电机直接带动搭载有第一玻片组、第二玻片组或第三玻片组的旋转套筒进行转动,或驱动装置为通过齿圈和齿轮的啮合,由齿轮在驱动部件的驱动下带动运转,进而带动齿圈转动,以带动搭载有第一玻片组、第二玻片组或第三玻片组的旋转套筒进行转动,并实现第一玻片组、第二玻片组或第三玻片组在工作位置上的转动切换。
具体地,第一校准值为检测光源经过第一玻片组进行输送后由光电传感器所获取的校准值与检测光源在出厂时与第一玻片组在初始状态下所发出的光线由光电传感器所获取的标准值的差值,第二校准值为检测光源经过第二玻片组进行输送后由光电传感器所获取的校准值与检测光源在出厂时与第二玻片组在初始状态下所发出的光线由光电传感器所获取的标准值的差值。由综合校准值来对检测值进行调整校准。
由第一校准值和第二校准值确定综合校准值。具体地,由第一校准值和第二校准值确定综合校准值具体为由第一校准值和第二校准值的平均值确定为综合校准值。
在本实施例中,通过采用第一玻片组和第二玻片组共同实现对检测光源的校准,通过对第一校准值和第二校准值确定综合校准值可提高校准精度,降低校准过程中因第一玻片组或第二玻片组对校准参数所造成的干扰或影响,同时,设置第一玻片组和第二玻片组以分别第一校准值和第二校准值,也是考虑通过驱动装置带动第一玻片组和第二玻片组进行旋转以使其分别与检测光源相对应,驱动装置在长时间工作时会产生偏差,进而造成第一玻片组和第二玻片组与检测光源无法准确对准所造成的校准偏差,通过两次分别获取第一校准值和第二校准值可提高校准检测精度,同时降低第一玻片组和第二玻片组本身发生变化或用于驱动第一玻片组和第二玻片组的驱动单元的运动精度或稳定性发生改变所造成的对校准的干扰影响。
需要说明的是,第一校准值包括与COD检测光源1相对应的COD光电传感器9经过第一玻片组所获取的第一COD校准值,以及与浊度检测光源2相对应的浊度光电传感器8经过第一玻片组所获取的第一浊度检测值。相应地,第二校准值包括与COD检测光源1相对应的COD光电传感器9经过第二玻片组所获取的第二COD校准值,以及与浊度检测光源2相对应的浊度光电传感器8经过第二玻片组所获取的第二浊度检测值。
进一步地,为降低驱动单元在驱动第一玻片组和第二玻片组在旋转过程中的运动精度,防止单旋转方向上所造成的运动偏差,优选地,第一玻片组沿第一旋向转动至工作位置,第二玻片组沿第二旋向转动至工作位置,第一旋向与第二旋向相反。示例地,第一玻片组沿顺时针转动至工作位置,第二玻片组沿逆时针转动至工作位置。由此可在不同旋向上分别驱动第一玻片组和第二玻片组进行旋转驱动,防止在单旋向上同时驱动第一玻片组和第二玻片组在工作位置上切换所造成的位置移动偏差。
需要说明的是,由于光学玻片组的物理特性是固定,因此通过光电传感器采集到该光学玻片组的光源强度值也是固定的,但是随着光源的衰减光电传感器所接收到的值也有所衰减,所以可以利用全新的光源通过玻片时的强度值作为参考,从而来矫正光衰。
驱动第三玻片组转动至工作位置,第三玻片组上设置用于光线穿过的测量窗口7,控制检测光源启动工作,由检测光源所发出的光线穿过第三玻片组的测量窗口7输送至光电传感器,由光电传感器获取检测值。具体地,测量窗口7可使得由检测光源所发出的光线直接入射到光电传感器内,未经第一玻片组和第二玻片组的校准直接入射并由光电传感器检测获取,该获取值即为实际检测值。
具体地,通过第一校准值和第二校准值确定综合校准值,由综合校准值与出厂设定校准值进行比较,若综合校准值小于出厂设定校准值,则增大校正量,否则,维持校正量不变。其中,出厂设定校准值为出厂时候标定好的玻璃衰减值,其用于表征检测元件在出厂阶段的工作性能。由此通过对校正量的调整变化,可有效实现动态的校正,提高校正准确性。
判断检测值和综合校准值的差值是否小于检测阈值,若是,以校正量调整检测值,否则维持校正量不变。以校正量和检测值之和作为输出检测值,由此实现在光衰之后的校正检测。其中,本方案是在预设时间段内定期启动校正调节,也就是基于第一玻片组和第二玻片组在旋转驱动下分别对第一校准值和第二校准值进行检测,并基于检测阈值的判断确定对校正量的调整。
本方案可实现在线校准,无需从检测溶液中取出即可完成检测光源的光衰矫正工作,极大程度上简化操作流程。通过设置用于校准的第一玻片组和第二玻片组,使得光衰导致的测量误差得以正确矫正,从而使得COD检测值和浊度检测值的可靠性得以保障,极大程度提高检测数据的准确性。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法,其特征在于,驱动第一玻片组转动至工作位置,控制检测光源启动工作,由所述检测光源所发出的光线经所述第一玻片组输送至光电传感器,由所述光电传感器获取第一校准值;
驱动第二玻片组转动至工作位置,控制检测光源启动工作,由所述检测光源所发出的光线经所述第二玻片组输送至光电传感器,由所述光电传感器获取第二校准值;由所述第一校准值和所述第二校准值确定综合校准值;
其中,所述第一玻片组和所述第二玻片组分别设置在旋转套筒上,所述旋转套筒的内部为空气介质,由驱动装置带动所述旋转套筒进行旋转,以使所述旋转套筒位于所述检测光源和所述光电传感器之间;
其中,所述第一校准值为检测光源经过所述第一玻片组进行输送后由所述光电传感器所获取的校准值与检测光源在出厂时与所述第一玻片组在初始状态下所发出的光线由光电传感器所获取的标准值的差值;
所述第二校准值为检测光源经过所述第二玻片组进行输送后由所述光电传感器所获取的校准值与检测光源在出厂时与所述第二玻片组在初始状态下所发出的光线由光电传感器所获取的标准值的差值;
由所述第一校准值和所述第二校准值确定综合校准值具体为由所述第一校准值和所述第二校准值的平均值确定为所述综合校准值;
驱动第三玻片组转动至工作位置,所述第三玻片组上设置用于光线穿过的测量窗口,控制检测光源启动工作,由所述检测光源所发出的光线穿过所述第三玻片组的测量窗口输送至光电传感器,由所述光电传感器获取检测值;
其中,所述第三玻片组上设置用于光线穿过的测量窗口,所述测量窗口可使得由所述检测光源所发出的光线直接入射到所述光电传感器内,所述检测值为未经所述第一玻片组和所述第二玻片组的校准直接入射并由所述光电传感器检测获取;
判断所述检测值和所述综合校准值的差值是否小于检测阈值,若是,则以校正量调整检测值,否则维持检测值不变;以所述校正量和所述检测值之和作为输出检测值。
2.如权利要求1所述的用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法,其特征在于,所述检测光源包括COD检测光源和浊度检测光源。
3.如权利要求2所述的用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法,其特征在于,所述光电传感器包括COD光电传感器和浊度光电传感器。
4.如权利要求3所述的用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法,其特征在于,所述COD光电传感器与所述COD检测光源相对应,由所述COD检测光源发出的光线输送至所述COD光电传感器的内部。
5.如权利要求3所述的用于水质检测的光学器件的旋转定位镜片系统校准方法,其特征在于,所述浊度光电传感器与所述浊度检测光源相对应,由所述浊度检测光源发出的光线输送至所述浊度光电传感器的内部。
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