CN117074345B - 一种用于水质检测的光学设备的检测校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于水质检测的光学设备的检测校准方法,通过校准光源的设置,由此可确定检测光源与校准光源差值并与阈值进行判断,基于不同浊度的检测值来分别实现对COD检测值的间隔启动的动态校准,由此解决测量系统中因为关键元件老化测量不准的问题,并同时实现对COD光源和浊度的检测,当COD差值大于大于或等于第一COD阈值时,才启动校准调整,由此降低校准光源的启动运行时间,降低校准光源的老化程度,提高使用寿命。
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设备的检测校准方法。
背景技术
化学需氧量(COD)是评估水中有机物质浓度的指标,常用于测量水体的污染程度,推断水样中的COD浓度。
目前市面上常用的COD传感器多采用紫外光的方式进行检测,具体原理为:COD传感器通过测量有机物质在紫外光照射下的吸光度变化,建立吸光度和COD值之间的关系。
近年来基于光学吸收法的COD传感器得到了广泛应用。这种光学传感器无需对水样进行预处理,具有快速、方便以及实时在线监测的特点。
COD传感器的核心构件包括光学LED和光电探测器。在实际应用中,光学LED会产生特定波长的紫外检测光,这些紫外光会照射到待测水样中。在这个特定波长的紫外光照射下,水样中的有机物质会产生吸光效应,而不同浓度的有机物质会引发不同的吸光效应。
基于这一原理,制造和校准COD传感器时,会使用不同浓度的COD标准溶液进行测试,测量其在特定波长下的吸光度,并建立吸光度与浓度之间的线性拟合数学关系。然后,将校准拟合系数写入COD传感器内部的微控制器(MCU)中。
在实际应用中,传感器可以直接检测待测水样中的吸光度,并使用之前校准的拟合系数进行计算,从而得出COD测量值。这种方式实现了实时、准确地监测水样中的COD浓度,无需繁琐的样品预处理,大大提高了检测的便捷性和可靠性。
但是随着COD传感器使用时长的增加,会出现光源元件和光电探测器的老化,尤其是光源质量下降,严重影响了COD传感器的准确性。
在COD传感器使用中,光源的稳定性和光衰问题是一个需要认真考虑的关键因素。COD传感器的工作原理依赖于光的吸收特性,通过测量水样在特定波长下的吸光度变化来计算COD浓度。然而,随着时间的推移,传感器所使用的光源可能会经历光衰现象,这会降低测量结果的准确性。
第二个是光电探测器自身也会出现老化现象,致使测量结果更加的不准确。
光衰是指光源逐渐减弱其发出的光线强度的过程。这可能是由于光源元件的老化、材料腐蚀、温度变化等多种因素导致的。光衰会导致传感器测量所使用的光线强度不足,从而降低了测量的信号强度。这种情况下,传感器可能无法准确地检测水样中的吸光度变化,进而影响了COD等数值的准确性。
光电探测器老化,在光源的长时间照射下,光电探测器的光电转换能力,会发生改变,一般光电转换能力会变弱,严重影响了COD等数值的计算。
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设备的检测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设备的检测校准方法,其包括:
获取由COD检测光源检测的第一COD检测值,获取由浊度检测光源检测的第一浊度检测值;
获取由COD校准光源校准的第一COD校准值,获取由浊度校准光源校准的第一浊度校准值;
确定所述第一浊度检测值与所述第一浊度校准值的浊度差值,并判断所述浊度差值是否小于第一浊度阈值;
确定所述第一COD检测值与所述第一COD校准值的COD差值,并判断所述COD差值是否小于第一COD阈值;
若所述COD差值大于或等于所述第一COD阈值且所述浊度差值大于或等于所述第一浊度阈值,则以第一调整分量对所述第一COD检测值进行校准;
若所述COD差值大于或等于所述第一COD阈值且所述浊度差值小于所述第一浊度阈值,则以第二调整分量对所述第一COD检测值进行校准;
其中,所述第二调整分量小于所述第一调整分量。
进一步地,以第一调整分量对所述第一COD检测值进行校准包括:以所述第一调整分量和所述第一COD检测值之和作为COD检测输出值。
进一步地,以第二调整分量对所述第一COD检测值进行校准包括:以所述第二调整分量和所述第一COD检测值之和作为COD检测输出值。
进一步地,若所述COD差值小于所述第一COD阈值,则维持所述第一COD检测值不变。
进一步地,驱动所述COD检测光源和所述浊度检测光源在预设时间段内启动工作。
进一步地,所述第二调整分量为所述第一调整分量为50%。
进一步地,所述COD检测光源和所述浊度检测光源并排布设,所述COD校准光源和所述浊度校准光源并排布设。
与相关技术相比,本发明提出的一种用于水质检测的光学设备的检测校准方法,其有益效果在于:通过校准光源的设置,由此可确定检测光源与校准光源差值并与阈值进行判断,基于不同浊度的检测值来分别实现对COD检测值的动态校准,由此解决测量系统中因为关键元件老化测量不准的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中用于水质检测的光学设备的检测校准方法的流程图;
图2为本发明实施例中用于水质检测的光学设备的检测校准方法的装置图;
图3为本发明实施例中用于水质检测的光学设备的检测校准方法的装置的局部放大图。
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1-3所示,本发明提供一种用于水质检测的光学设备的检测校准方法,其包括:
获取由COD检测光源2检测的第一COD检测值,获取由浊度检测光源1检测的第一浊度检测值,获取由COD校准光源3校准的第一COD校准值,获取由浊度校准光源4校准的第一浊度校准值。本申请中的技术方案可同时实现对COD光参数和浊度参数的检测,丰富了检测性能和检测范围。
具体地,驱动COD检测光源2和浊度检测光源1在预设时间段内启动工作。相应地,其COD校准光源3校准和浊度校准光源4在预设时间段内间隔启动,以实现间隔校准作用。
其中,COD检测光源2和浊度检测光源1并排布设,COD校准光源3和浊度校准光源4并排布设。由COD检测光源2和浊度检测光源1分别获取第一COD检测值和第一浊度检测值,由COD校准光源3和浊度校准光源4分别获取第一COD校准值和第一浊度校准值。通过检测值和校准值的差值可确定其校准准则和方式。
确定第一浊度检测值与第一浊度校准值的浊度差值,并判断浊度差值是否小于第一浊度阈值。若浊度差值小于第一浊度阈值,则说明当前水质浊度较小,其不会对COD检测光源2的检测值造成较大的检测偏差。若浊度差值大于或等于第一浊度阈值,则说明当前水质浊度较大,当前水质将会对COD检测光源2的检测值造成较大的检测偏差,因此在此检测条件下需要对第一COD检测值以不同校准值进行校准。由此,本方案在同步考虑COD检测和浊度检测同时,基于不同浊度的检测判断,对COD检测值采取不同的校准方式,由此可提高对COD检测值的校准准确性。
确定第一COD检测值与第一COD校准值的COD差值,并判断COD差值是否小于第一COD阈值。若COD差值大于或等于第一COD阈值,则需要对当前所获取的第一COD检测值进行校准处理,说明当前COD检测光源2存在元件老化的原因导致检测精度不足。若COD差值小于第一COD阈值,则维持第一COD检测值不变,也就是说,不进行校准处理。由此,当COD差值大于或等于第一COD阈值时,才启动校准调整,由此降低校准光源的启动运行时间,降低校准光源的老化程度,提高使用寿命。
若COD差值大于或等于第一COD阈值且浊度差值大于或等于第一浊度阈值,则以第一调整分量对第一COD检测值进行校准。以第一调整分量对第一COD检测值进行校准包括:以第一调整分量和第一COD检测值之和作为COD检测输出值。
若COD差值大于或等于第一COD阈值且浊度差值小于第一浊度阈值,则以第二调整分量对第一COD检测值进行校准。以第二调整分量对第一COD检测值进行校准包括:以第二调整分量和第一COD检测值之和作为COD检测输出值。
第二调整分量小于第一调整分量。可选地,第二调整分量为第一调整分量为50%。具体地,当浊度差值小于第一浊度阈值时,说明当前水质浊度较低,对COD检测光源2存在较小的检测干扰,则以第二调整分量对第一COD检测值进行校准。浊度差值大于或等于第一浊度阈值,说明当前水质浊度较大,当前水质将会对COD检测光源2的检测值造成较大的检测偏差,则以第一调整分量对第一COD检测值进行校准,进而可较大程度来校准补偿在浊度较大的水质检测条件下对第一COD检测值的校准。
进一步地,在本申请的方案中,在对COD检测值进行校准补偿的前提是有限判断COD差值和第一COD阈值的关系,并基于此大小判断关系,确定是否对第一COD检测值进行校准,在校准调整分量的确定时,本申请考虑了水质浊度对COD检测值所造成的检测偏差影响,因此再考虑浊度差值和浊度阈值的大小判断关系,并根据不同的水质浊度影响下,对第一COD检测值采取不同的调整分量进行校准,以提高其检测精度。
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 (3)
1.一种用于水质检测的光学设备的检测校准方法,其特征在于,获取由COD检测光源检测的第一COD检测值,获取由浊度检测光源检测的第一浊度检测值;获取由COD校准光源校准的第一COD校准值,获取由浊度校准光源校准的第一浊度校准值;确定所述第一浊度检测值与所述第一浊度校准值的浊度差值,并判断所述浊度差值是否小于第一浊度阈值;确定所述第一COD检测值与所述第一COD校准值的COD差值,并判断所述COD差值是否小于第一COD阈值;若所述COD差值大于或等于所述第一COD阈值且所述浊度差值大于或等于所述第一浊度阈值,则以第一调整分量对所述第一COD检测值进行校准;若所述COD差值大于或等于所述第一COD阈值且所述浊度差值小于所述第一浊度阈值,则以第二调整分量对所述第一COD检测值进行校准;其中,所述第二调整分量小于所述第一调整分量;
以第一调整分量对所述第一COD检测值进行校准包括:以所述第一调整分量和所述第一COD检测值之和作为COD检测输出值;
以第二调整分量对所述第一COD检测值进行校准包括:以所述第二调整分量和所述第一COD检测值之和作为COD检测输出值;
所述第二调整分量为所述第一调整分量为50%;
所述COD检测光源和所述浊度检测光源并排布设,所述COD校准光源和所述浊度校准光源并排布设。
2.如权利要求1所述的用于水质检测的光学设备的检测校准方法,其特征在于,若所述COD差值小于所述第一COD阈值,则维持所述第一COD检测值不变。
3.如权利要求1所述的用于水质检测的光学设备的检测校准方法,其特征在于,
驱动所述COD检测光源和所述浊度检测光源在预设时间段内启动工作。
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