CN117405848B - 余氯在线分析系统、方法及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明属于分析检测技术领域，具体涉及一种余氯在线分析系统、系统及计算机可读存储介质，余氯在线分析系统包括：采集模块，用于采集标样的温度、pH、流速、压力和待测水样的温度、pH、流速、压力和电压信号值；转换模块，用于将待测水样的电压信号值转换为浓度测量值；补偿模块，用于基于标样和待测水样的温度、pH、流速、压力对浓度测量值进行补偿，得到待测水样的余氯浓度。本发明基于标样和待测水样的温度、pH、流速、压力对余氯电极测量的电压信号值转换得到的浓度测量值进行补偿，扣除电极实际检测过程中各种干扰因素，确保电极法在线监测余氯数据的准确性。
Description
技术领域
本发明属于分析检测技术领域，具体涉及一种余氯在线分析系统、方法及计算机可读存储介质。
背景技术
余氯是指水经过加氯消毒，接触一定时间后，水中所余留的有效氯。余氯有三种形式：第一种是总余氯，包括游离性余氯和化合性余氯；第二种是游离性余氯，包括次氯酸根、次氯酸和氯气；第三种是化合性余氯，包括一氯胺、二氯胺、三氯胺及其它氯胺类化合物。余氯的作用是保证持续杀菌，也可防止水受到再污染。在地表水、工业废水、医疗废水、生活污水、泳池和自来水消毒等行业都有着广泛的应用。但是，如果余氯超标，可能会加重水中酚和其他有机物产生臭味，还有可能生成氯仿等具有“三致”作用的有机氯代物，对人体健康、水生生物及生态环境造成危害。因此，准确地测定水中余氯含量对于水质监测和评价、饮用水安全、人体健康及生态安全都具有十分重要的意义。
目前，在线监测余氯的方法主要有N，N-二乙基-1，4-苯二胺分光光度法（DPD法）和电极法（覆膜法和恒压法）。相比较DPD法，电极法测余氯更加方便，不需要化学试剂、不产生废液、响应速度快等。然而，在实际使用过程中，待测水样的温度、pH、流速、压力以及电极自身的稳定性对电极法测量余氯的结果均有较大的影响。
发明内容
基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种余氯在线分析系统、方法及计算机可读存储介质。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种余氯在线分析系统，包括：
采集模块，用于采集标样的温度、pH、流速、压力和待测水样的温度、pH、流速、压力和电压信号值；
转换模块，用于将待测水样的电压信号值转换为浓度测量值；
补偿模块，用于基于标样和待测水样的温度、pH、流速、压力对浓度测量值进行补偿，得到待测水样的余氯浓度。
作为优选方案，基于标样和待测水样的温度对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，T 标样为标样的温度，T 待测水样为待测水样的温度，k 1和b 1分别为温度补偿系数。
作为优选方案，基于标样和待测水样的pH对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，pH标样为标样的pH，pH待测水样为待测水样的pH，k a为次氯酸的解离常数，k 2和b 2分别为pH补偿系数。
作为优选方案，基于标样和待测水样的流速对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，v 标样为标样的流速，v 待测水样为待测水样的流速，k 3和b 3分别为流速补偿系数。
作为优选方案，基于标样和待测水样的压力对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，P 标样为标样的压力，P 待测水样为待测水样的压力，k 4和b 4分别为压力补偿系数。
作为优选方案，所述浓度测量值为：
；
其中，AD 待测水样为待测水样的电压信号值，k 5和b 5分别为电极基线补偿系数。
作为优选方案，所述待测水样的余氯浓度为：
；
其中，。
本发明还提供一种余氯在线分析方法，应用如上任一项方案所述的余氯在线分析系统，所述余氯在线分析方法包括以下步骤：
S1、采集标样的温度、pH、流速、压力和待测水样的温度、pH、流速、压力和电压信号值；
S2、将待测水样的电压信号值转换为浓度测量值；
S3、基于标样和待测水样的温度、pH、流速、压力对浓度测量值进行补偿，得到待测水样的余氯浓度。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上任一项方案所述的余氯在线分析方法。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
本发明基于标样和待测水样的温度、pH、流速、压力对余氯电极测量的电压信号值转换得到的浓度测量值进行补偿，扣除电极实际检测过程中各种干扰因素，确保电极法在线监测余氯数据的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例1的余氯在线分析系统的模块构架图；
图2是本发明实施例1的余氯在线分析方法的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
实施例1：
如图1所示，本实施例的余氯在线分析系统，包括以下功能模块：采集模块、转换模块和补偿模块。
具体地，采集模块用于采集标样的温度、pH、流速、压力和待测水样（即样品）的温度、pH、流速、压力、电压信号值。
本实施例的转换模块用于将待测水样的电压信号值转换为浓度测量值；具体地，浓度测量值为：
；
其中，AD 待测水样为待测水样的电压信号值，k 5和b 5分别为电极基线补偿系数。
本实施例的补偿模块用于基于标样和待测水样的温度、pH、流速、压力和电压信号值对浓度测量值进行补偿，得到待测水样的余氯浓度。
具体地，基于标样和待测水样的温度对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，T 标样为标样的温度（即标样校准时的温度），单位为F；T 待测水样为待测水样的温度（即测量样品时的温度），单位为F；k 1和b 1分别为温度补偿系数。
本实施例基于标样和待测水样的pH对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，pH标样为标样的pH，pH待测水样为待测水样的pH，k a为次氯酸的解离常数，k 2和b 2分别为pH补偿系数。
本实施例基于标样和待测水样的流速对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，v 标样为标样的流速，单位为cm/s；v 待测水样为待测水样的流速，单位为cm/s；k 3和b 3分别为流速补偿系数。
本实施例基于标样和待测水样的压力对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，P 标样为标样的压力，单位为Pa；P 待测水样为待测水样的压力，单位为Pa；k 4和b 4分别为压力补偿系数。
综上，本实施例的待测水样的余氯浓度为：
；
其中，。
基于上述余氯在线分析系统，如图2所示，本实施例的余氯在线分析方法，包括以下步骤：
（1）采集标样的温度、pH、流速、压力和待测水样的温度、pH、流速、压力和电压信号值；
（2）将待测水样的电压信号值转换为浓度测量值；本实施例的浓度测量值为：
；
其中，AD 待测水样为待测水样的电压信号值，k 5和b 5分别为电极基线补偿系数；
（3）基于标样和待测水样的温度、pH、流速、压力对余氯电极测量的电压信号值转换得到的浓度测量值进行补偿，得到待测水样的余氯浓度。
具体地，基于标样和待测水样的温度对浓度测量值的补偿量为：
基于标样和待测水样的温度对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，T 标样为标样的温度（即标样校准时的温度），单位为F；T 待测水样为待测水样的温度（即测量样品时的温度），单位为F；k 1和b 1分别为温度补偿系数。
本实施例基于标样和待测水样的pH对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，pH标样为标样的pH，pH待测水样为待测水样的pH，k a为次氯酸的解离常数，k 2和b 2分别为pH补偿系数。
本实施例基于标样和待测水样的流速对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，v 标样为标样的流速，单位为cm/s；v 待测水样为待测水样的流速，单位为cm/s；k 3和b 3分别为流速补偿系数。
本实施例基于标样和待测水样的压力对浓度测量值的补偿量为：
；
其中，P 标样为标样的压力，单位为Pa；P 待测水样为待测水样的压力，单位为Pa；k 4和b 4分别为压力补偿系数。
综上，本实施例的待测水样的余氯浓度为：
；
其中，。
本实施例的计算机可读存储介质，可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的余氯在线分析系统，实现补偿的智能化。
对本实施例的上述余氯在线分析进行效果验证，如表1所示，采用国标法进行同步对比，未补偿之前的误差超过10%，经过补偿之后的误差低于3.5%，有效提升了余氯在线分析的精度。
表1 余氯在线分析效果验证数据汇总表
。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种余氯在线分析系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集标样的温度、pH、流速、压力和待测水样的温度、pH、流速、压力和电压信号值；
转换模块，用于将待测水样的电压信号值转换为浓度测量值；
补偿模块，用于基于标样和待测水样的温度、pH、流速、压力对浓度测量值进行补偿，得到待测水样的余氯浓度；
基于标样和待测水样的温度对浓度测量值的补偿量为：
其中，T标样为标样的温度，T待测水样为待测水样的温度，k1和b1分别为温度补偿系数；
基于标样和待测水样的pH对浓度测量值的补偿量为：
其中，pH标样为标样的pH，pH待测水样为待测水样的pH，ka为次氯酸的解离常数，k2和b2分别为pH补偿系数；
基于标样和待测水样的流速对浓度测量值的补偿量为：
ΔCv＝k3*(v待测水样-v标样)2+b3；
其中，v标样为标样的流速，v待测水样为待测水样的流速，k3和b3分别为流速补偿系数；
基于标样和待测水样的压力对浓度测量值的补偿量为：
其中，P标样为标样的压力，P待测水样为待测水样的压力，k4和b4分别为压力补偿系数；
所述浓度测量值为：
C测量＝k5*AD待测水样+b5；
其中，AD待测水样为待测水样的电压信号值，k5和b5分别为电极基线补偿系数；
所述待测水样的余氯浓度为：
其中，b＝b1+b2+b3+b4+b5。
2.一种余氯在线分析方法，应用于如权利要求1所述的余氯在线分析系统，其特征在于，所述余氯在线分析方法包括以下步骤：
S1、采集标样的温度、pH、流速、压力和待测水样的温度、pH、流速、压力和电压信号值；
S2、将待测水样的电压信号值转换为浓度测量值；
S3、基于标样和待测水样的温度、pH、流速、压力对浓度测量值进行补偿，得到待测水样的余氯浓度。
3.一种计算机可读存储介质，可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求2所述的余氯在线分析方法。
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