一种环境监测用水样品处理系统及方法与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，具体而言，涉及一种环境监测用水样品处理系统及方法。


背景技术：

2.目前，环境水中存在的痕量的有机污染物，尤其是多环芳烃类，多氯联苯类和有机氯农药类等，虽然绝对含量非常低，但是由于其持久性，生物富集性和长距离传输的特性，引起人们的广泛重视。
3.一般来说，样品的前处理过程耗时占整个分析过程的60％以上，样品前处理是痕量分析的重点。目前，技术发展比较成熟、萃取效率较高和使用较多的水中痕量有机污染物的前处理方法有固相萃取(solid phase extraction,spe)、固相微萃取(solid phase micro
‑
extraction,spm e)、膜萃取(membrane extraction)、半透膜被动采样装置(semi
‑
permeable membrane devices,spmd)等。一般过滤水样品总体积为20l甚至50l以上，而水样品通过过滤膜、萃取柱流速较低，采用传统的抽滤瓶实验系统过滤水样时，每隔数分钟就需要人工操作倒掉废水或更换抽滤瓶，制备一个浓缩样品往往需要十几或几十个小时，费时费力。


技术实现要素：

4.鉴于此，本发明提出了一种环境监测用水样品处理系统及方法，旨在解决在进行水样品进行前处理时，如何减少人力的投入，提高水样品前处理时的工作效率的问题。
5.一个方面，本发明提出了一种环境监测用水样品处理系统，包括：
6.集水箱，用于盛放待处理水样品，所述集水箱的内侧壁上设置有液位传感器；
7.过滤器，其内部设置有过滤膜，以对水样品进行过滤，所述过滤器并排设置三个，记为第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器，所述第一过滤器和第二过滤器的内径相等，所述第三过滤器的内径大于所述第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器与所述集水箱之间设置有第一电磁阀，所述第二过滤器与所述集水箱之间设置有第二电磁阀，所述第三过滤器与所述集水箱之间设置有第三电磁阀；
8.图像采集单元，设置在三个所述过滤器的正上方，以采集所述过滤的图像信息；
9.汇流器，分别与三个所述过滤器的输出端连接，以使得经三个所述过滤器过滤后的水样汇流其中；
10.富集单元，设置三个，记为第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元，三个所述富集单元分别与所述汇流器连接，以对所述过滤器过滤后的水样进行富集；
11.收集箱，分别与三个所述富集单元连接，以对所述富集单元输出的水样进行收集；
12.控制单元，分别与所述图像采集单元、液位传感器、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀电连接；其中，
13.所述控制单元包括处理模块、采集模块和控制模块，所述采集模块用于获取所述
图像采集单元采集的三个所述过滤器的图像数据，以及所述液位传感器采集的所述集水箱内的液位高度信息，并将所述图像数据和液位高度信息传输至所述处理模块，所述控制模块用于分别控制所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭，所述处理模块用于根据所述液位高度信息确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态，从而使得所述集水箱输出的水样品通过处于开启状态的电磁阀后，输入至与该电磁阀相连接的过滤器内进行过滤；
14.所述处理模块还用于在各所述过滤器对通过其中的水样品进行过滤时，使所述图像采集单元采集各所述过滤器的图像数据，并对获取的所述图像数据进行处理，根据处理结果确定是否使所述过滤器继续进行水样品的过滤；
15.所述处理模块还用于在水样品经所述过滤器过滤并进入汇流器后，根据各个所述电磁阀的开启状态，确定参与水样品富集的富集单元的数量，并在确定参与水样品富集的富集单元的数量后，使得所述汇流器内的水样品流入参与水样品富集的富集单元内。
16.进一步地，所述处理模块还用于设定第一预设液位高度q1、第二预设液位高度q2、第三预设液位高度q3和第四预设液位高度q4，且q1＜q2＜q3＜q4；
17.所述处理模块还用于当所述集水箱内注入待处理水样品后，获取所述集水箱内的实时液位高度
△
q，并根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态：
18.当
△
q≤q1时，开启所述第一电磁阀，使所述第二电磁阀和第三电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器对所述集水箱内的水样品进行过滤；
19.当q1＜
△
q≤q2时，开启所述第一电磁阀和第二电磁阀，使所述第三电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器和第二过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤；
20.当q2＜
△
q≤q3时，开启所述第一电磁阀和第三电磁阀，使所述第二电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器和第三过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤；
21.当q3＜
△
q≤q4时，开启所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，以使得三个所述过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤。
22.进一步地，所述处理模块还用于在根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态后，在间隔预设时长
△
t后使所述图像采集单元采集的各所述过滤器的图像数据，并根据所述图像数据确定是否使各所述过滤器继续进行水样品的过滤。
23.进一步地，所述处理模块还用于在获取所述图像采集单元采集的各所述过滤器的图像数据后，从而所述图像数据中选取一图像帧，并从该图像帧中截取出三个矩形图像块分别进行标号，记为第一图像块、第二图像块和第三图像块，所述第一图像块中包含有所述第一过滤器的图像信息，所述第二图像块中包含有所述第二过滤器的图像信息，所述第三图像块中包含有所述第三过滤器的图像信息；
24.所述处理模块还用于分别对所述第一图像块、第二图像块和第三图像块进行灰度处理，并获取所述第一图像块的灰度值，记为第一灰度值w1，获取所述第二图像块的灰度值，记为第二灰度值w2，获取所述第三图像块的灰度值，记为第一灰度值w3；
25.所述处理模块根据三个图像块的灰度值与预设标准灰度值w0之间的关系确定所述第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器的开启与关闭状态：
26.当w1＜w0时，使所述第一电磁阀关闭，以使得所述第一过滤器停止水样品的过滤；当w1≥w0时，使所述第一电磁阀开启，以使得所述第一过滤器进行水样品的过滤；
27.当w2＜w0时，使所述第二电磁阀关闭，以使得所述第二过滤器停止水样品的过滤；当w2≥w0时，使所述第二电磁阀开启，以使得所述第二过滤器进行水样品的过滤；
28.当w3＜w0时，使所述第三电磁阀关闭，以使得所述第三过滤器停止水样品的过滤；当w3≥w0时，使所述第三电磁阀开启，以使得所述第三过滤器进行水样品的过滤。
29.进一步地，所述处理模块还用于设定第一预设间隔时长t1、第二预设间隔时长t2、第三预设间隔时长t3和第四预设间隔时长t4，且t1＞t2＞t3＞t4；
30.所述处理模块还用于根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系设定所述预设时长
△
t：
31.当
△
q≤q1时，选定所述第一预设间隔时长t1作为所述预设时长
△
t；
32.当q1＜
△
q≤q2时，选定所述第二预设间隔时长t2作为所述预设时长
△
t；
33.当q2＜
△
q≤q3时，选定所述第三预设间隔时长t3作为所述预设时长
△
t；
34.当q3＜
△
q≤q4时，选定所述第四预设间隔时长t4作为所述预设时长
△
t；
35.当选定第i预设间隔时长ti作为所述预设时长
△
t后，i＝1,2,3,4，则在所述处理模块根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态后，所述图像采集单元在间隔预设时长
△
t后使采集的各所述过滤器的图像数据。
36.进一步地，所述处理模块还用于设定第一预设间隔时长调节系数a1、第二预设间隔时长调节系数a2、第三预设间隔时长调节系数a3和第四预设间隔时长调节系数a4，且0.5＜a1＜a2＜a3＜a4＜1；所述处理模块还用于设定第一预设平均灰度值w01、第二预设平均灰度值w02、第三预设平均灰度值w03和第四预设平均灰度值w04，且w01＜w02＜w03＜w04；
37.所述处理模块还用于在每间隔所述预设时长
△
t，获取一次各所述过滤器的图像数据并对其进行灰度处理后，获取三个图像块的灰度值，并计算三个图像块的平均灰度值
△
w，根据所述平均灰度值
△
w与各所述预设平均灰度值之间的关系设定间隔时长调节系数，以对所述预设时长
△
t进行修正：
38.当
△
w＜w01时，选定所述第一预设间隔时长调节系数a1，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a1；
39.当w01≤
△
w＜w02时，选定所述第二预设间隔时长调节系数a2，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a2；
40.当w02≤
△
w＜w03时，选定所述第三预设间隔时长调节系数a3，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a3；
41.当w03≤
△
w＜w04时，选定所述第四预设间隔时长调节系数a4，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a4。
42.进一步地，所述处理模块还用于根据各个所述电磁阀的开启状态，确定参与水样
品富集的富集单元的数量：
43.当所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀其中之一处于开启状态时，则开启所述第一富集单元；
44.当所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的其中两个处于开启状态时，则开启所述第一富集单元和第二富集单元；
45.当所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀全部处于开启状态时，则开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元。
46.进一步地，所述处理模块还用于设定预设参考灰度值wz；
47.所述处理模块还用于根据第一灰度值w1、第二灰度值w2和第一灰度值w3与所述预设参考灰度值wz之间的关系对所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元的开启策略进行调整：
48.当w1≤wz、w2≤wz以及w3≤wz时，则允许同时开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元；
49.当w1＞wz、w2＞wz以及w3＞wz时，则只允许开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元其中之一；
50.当w1≤wz、w2≤wz以及w3＞wz时，或者，当w1≤wz、w2＞wz以及w3≤wz时，或者，当w1＞wz、w2≤wz以及w3≤wz时，则允许开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元当中的其中之二；
51.当w1＞wz、w2＞wz以及w3≤wz时，或者，当w1＞wz、w2≤wz以及w3＞wz时，或者，当w1≤wz、w2＞wz以及w3＞wz时，则允许开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元当中的其中之二。
52.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过设置集水箱、多个过滤器和多个富集单元，从而能够通过多个过滤器和多个富集单元对集水箱内的水样品进行前处理，能够有效地提高水样品的前处理效率；同时，通过设置的图像采集单元和控制单元多水样品的前处理过程进行只能够控制，从而无需人为干预即可完成水样品的前处理操作，不仅节省人力，还避免了人为干预造成处理时长的增加，从而极大地节省了时间，提高了工作效率。
53.进一步地，所述处理模块用于根据所述液位高度信息确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态，从而使得所述集水箱输出的水样品通过处于开启状态的电磁阀后，输入至与该电磁阀相连接的过滤器内进行过滤，通过根据集水池的液位高度信息，能够确定集水池内待处理的水样品的量，进而根据待处理的水样品的量确定采用的过滤器的数量，不仅能够保证水样品的处理效率，还避免了过滤器的无效投入，提高资源的有效利用率。
54.进一步地，处理模块还用于在各所述过滤器对通过其中的水样品进行过滤时，使所述图像采集单元采集各所述过滤器的图像数据，并对获取的所述图像数据进行处理，根据处理结果确定是否使所述过滤器继续进行水样品的过滤，通过根据过滤器的图像信息反应过滤器的污染程度，进而判断过滤器的滤水效率，并根据过滤器的滤水效率及时地调整过滤器的开启状态，能够在保证水样品的过滤过程不中断，同时，还保证的水样品的过滤过程能够有效地进行。
55.进一步地，所述处理模块还用于在水样品经所述过滤器过滤并进入汇流器后，根
据各个所述电磁阀的开启状态，确定参与水样品富集的富集单元的数量，并在确定参与水样品富集的富集单元的数量后，使得所述汇流器内的水样品流入参与水样品富集的富集单元内，通过根据过滤器的滤水效率及时的调整富集单元的开启状态，能够有效地提高水样品的富集效率。
56.另一方面，本发明还提出了一种环境监测用水样品处理方法，本方法采用上述环境监测用水样品处理系统进行实施，包括以下步骤：
57.步骤a：获取图像采集单元采集的三个过滤器的图像数据，以及液位传感器采集的集水箱内的液位高度信息；
58.步骤b：根据获取的液位高度信息确定第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态，从而使得所述集水箱输出的水样品通过处于开启状态的电磁阀后，输入至与该电磁阀相连接的过滤器内进行过滤；
59.步骤c：对获取的所述图像数据进行处理，根据处理结果确定是否使所述过滤器继续进行水样品的过滤；
60.步骤d：在水样品经所述过滤器过滤并进入汇流器后，根据各个电磁阀的开启状态，确定参与水样品富集的富集单元的数量，并在确定参与水样品富集的富集单元的数量后，使得所述汇流器内的水样品流入参与水样品富集的富集单元内。
61.进一步地，当所述集水箱内注入待处理水样品后，获取所述集水箱内的实时液位高度
△
q，并根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态：
62.当
△
q≤q1时，开启所述第一电磁阀，使所述第二电磁阀和第三电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器对所述集水箱内的水样品进行过滤；
63.当q1＜
△
q≤q2时，开启所述第一电磁阀和第二电磁阀，使所述第三电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器和第二过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤；
64.当q2＜
△
q≤q3时，开启所述第一电磁阀和第三电磁阀，使所述第二电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器和第三过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤；
65.当q3＜
△
q≤q4时，开启所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，以使得三个所述过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤。
66.可以理解的是，上述环境监测用水样品处理方法与环境监测用水样品处理系统具有相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
67.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
68.图1为本发明实施例提供的环境监测用水样品处理系统的结构示意图；
69.图2为本发明实施例提供的环境监测用水样品处理系统的功能框图；
70.图3为本发明实施例提供的环境监测用水样品处理方法的流程图。
具体实施方式
71.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
72.参阅图1所示，本实施例提供了一种环境监测用水样品处理系统，包括集水箱、过滤器、图像采集单元、汇流器、富集单元、收集箱和控制单元，其中，集水箱为一箱体结构，其用于盛放待处理水样品，所述集水箱的内侧壁上设置有液位传感器，通过液位传感器检测集水箱内的液位高度，进而能够获取集水箱内的水样品的容量。
73.具体而言，过滤器为一透明结构，其包括一透明壳体，透明壳体内部设置有过滤膜，以对水样品进行过滤。所述过滤器并排设置三个，记为第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器，所述第一过滤器和第二过滤器的内径相等，所述第三过滤器的内径大于所述第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器与所述集水箱之间设置有第一电磁阀，所述第二过滤器与所述集水箱之间设置有第二电磁阀，所述第三过滤器与所述集水箱之间设置有第三电磁阀。
74.具体而言，图像采集单元设置在三个所述过滤器的正上方，以采集所述过滤的图像信息。图像采集单元为一高清摄像头，能够采集视频或者图片数据。
75.具体而言，汇流器分别与三个所述过滤器的输出端连接，以使得经三个所述过滤器过滤后的水样汇流其中；汇流器为箱体结构，其侧壁上设置有进水口和出水口，以使得三个所述过滤器流出的水样品在其中汇集。
76.具体而言，富集单元设置三个，记为第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元，三个所述富集单元分别与所述汇流器连接，以对所述过滤器过滤后的水样进行富集。
77.具体而言，收集箱分别与三个所述富集单元连接，以对所述富集单元输出的水样品进行收集，在水样品进行收集后，可通过后续的流程进行装瓶保存。
78.具体而言，控制单元分别与所述图像采集单元、液位传感器、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀电连接，控制单元用于进行数据处理以及控制指令的输出，从而对各部件进行统一的控制。控制单元优选为工控机或者计算机等具备数据处理以及控制输出的单元。
79.结合图2所示，所述控制单元包括处理模块、采集模块和控制模块，所述采集模块用于获取所述图像采集单元采集的三个所述过滤器的图像数据，以及所述液位传感器采集的所述集水箱内的液位高度信息，并将所述图像数据和液位高度信息传输至所述处理模块，所述控制模块用于分别控制所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭，所述处理模块用于根据所述液位高度信息确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态，从而使得所述集水箱输出的水样品通过处于开启状态的电磁阀后，输入至与该电磁阀相连接的过滤器内进行过滤。
80.具体而言，汇流器与富集单元之间通过管道连接，且在连接管道上设置有电磁阀，通过设置的电磁阀以控制汇流器内的水样品进入任意一富集单元中，且电磁阀通过控制模块进行控制。
81.具体而言，所述处理模块还用于在各所述过滤器对通过其中的水样品进行过滤时，使所述图像采集单元采集各所述过滤器的图像数据，并对获取的所述图像数据进行处理，根据处理结果确定是否使所述过滤器继续进行水样品的过滤。
82.具体而言，所述处理模块还用于在水样品经所述过滤器过滤并进入汇流器后，根据各个所述电磁阀的开启状态，确定参与水样品富集的富集单元的数量，并在确定参与水样品富集的富集单元的数量后，使得所述汇流器内的水样品流入参与水样品富集的富集单元内。
83.具体而言，所述处理模块还用于设定第一预设液位高度q1、第二预设液位高度q2、第三预设液位高度q3和第四预设液位高度q4，且q1＜q2＜q3＜q4；
84.所述处理模块还用于当所述集水箱内注入待处理水样品后，获取所述集水箱内的实时液位高度
△
q，并根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态：
85.当
△
q≤q1时，开启所述第一电磁阀，使所述第二电磁阀和第三电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器对所述集水箱内的水样品进行过滤；
86.当q1＜
△
q≤q2时，开启所述第一电磁阀和第二电磁阀，使所述第三电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器和第二过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤；
87.当q2＜
△
q≤q3时，开启所述第一电磁阀和第三电磁阀，使所述第二电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器和第三过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤；
88.当q3＜
△
q≤q4时，开启所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，以使得三个所述过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤。
89.具体而言，所述处理模块还用于在根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态后，在间隔预设时长
△
t后使所述图像采集单元采集的各所述过滤器的图像数据，并根据所述图像数据确定是否使各所述过滤器继续进行水样品的过滤。
90.具体而言，所述处理模块还用于在获取所述图像采集单元采集的各所述过滤器的图像数据后，从而所述图像数据中选取一图像帧，并从该图像帧中截取出三个矩形图像块分别进行标号，记为第一图像块、第二图像块和第三图像块，所述第一图像块中包含有所述第一过滤器的图像信息，所述第二图像块中包含有所述第二过滤器的图像信息，所述第三图像块中包含有所述第三过滤器的图像信息；
91.所述处理模块还用于分别对所述第一图像块、第二图像块和第三图像块进行灰度处理，并获取所述第一图像块的灰度值，记为第一灰度值w1，获取所述第二图像块的灰度值，记为第二灰度值w2，获取所述第三图像块的灰度值，记为第一灰度值w3；
92.所述处理模块根据三个图像块的灰度值与预设标准灰度值w0之间的关系确定所述第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器的开启与关闭状态：
93.当w1＜w0时，使所述第一电磁阀关闭，以使得所述第一过滤器停止水样品的过滤；当w1≥w0时，使所述第一电磁阀开启，以使得所述第一过滤器进行水样品的过滤；
94.当w2＜w0时，使所述第二电磁阀关闭，以使得所述第二过滤器停止水样品的过滤；当w2≥w0时，使所述第二电磁阀开启，以使得所述第二过滤器进行水样品的过滤；
95.当w3＜w0时，使所述第三电磁阀关闭，以使得所述第三过滤器停止水样品的过滤；
当w3≥w0时，使所述第三电磁阀开启，以使得所述第三过滤器进行水样品的过滤。
96.具体而言，所述处理模块根据三个图像块的灰度值与预设标准灰度值w0之间的关系确定所述第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器的开启与关闭状态使得优先级大于处理模块根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态时的优先级。
97.具体而言，所述处理模块还用于设定第一预设间隔时长t1、第二预设间隔时长t2、第三预设间隔时长t3和第四预设间隔时长t4，且t1＞t2＞t3＞t4；
98.所述处理模块还用于根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系设定所述预设时长
△
t：
99.当
△
q≤q1时，选定所述第一预设间隔时长t1作为所述预设时长
△
t；
100.当q1＜
△
q≤q2时，选定所述第二预设间隔时长t2作为所述预设时长
△
t；
101.当q2＜
△
q≤q3时，选定所述第三预设间隔时长t3作为所述预设时长
△
t；
102.当q3＜
△
q≤q4时，选定所述第四预设间隔时长t4作为所述预设时长
△
t；
103.当选定第i预设间隔时长ti作为所述预设时长
△
t后，i＝1,2,3,4，则在所述处理模块根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态后，所述图像采集单元在间隔预设时长
△
t后使采集的各所述过滤器的图像数据。
104.具体而言，所述处理模块还用于设定第一预设间隔时长调节系数a1、第二预设间隔时长调节系数a2、第三预设间隔时长调节系数a3和第四预设间隔时长调节系数a4，且0.5＜a1＜a2＜a3＜a4＜1；所述处理模块还用于设定第一预设平均灰度值w01、第二预设平均灰度值w02、第三预设平均灰度值w03和第四预设平均灰度值w04，且w01＜w02＜w03＜w04；
105.所述处理模块还用于在每间隔所述预设时长
△
t，获取一次各所述过滤器的图像数据并对其进行灰度处理后，获取三个图像块的灰度值，并计算三个图像块的平均灰度值
△
w，根据所述平均灰度值
△
w与各所述预设平均灰度值之间的关系设定间隔时长调节系数，以对所述预设时长
△
t进行修正：
106.当
△
w＜w01时，选定所述第一预设间隔时长调节系数a1，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a1；
107.当w01≤
△
w＜w02时，选定所述第二预设间隔时长调节系数a2，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a2；
108.当w02≤
△
w＜w03时，选定所述第三预设间隔时长调节系数a3，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a3；
109.当w03≤
△
w＜w04时，选定所述第四预设间隔时长调节系数a4，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a4。
110.具体而言，所述处理模块还用于根据各个所述电磁阀的开启状态，确定参与水样品富集的富集单元的数量：
111.当所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀其中之一处于开启状态时，则开启所述第一富集单元；
112.当所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的其中两个处于开启状态时，则开启所述第一富集单元和第二富集单元；
113.当所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀全部处于开启状态时，则开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元。
114.具体而言，所述处理模块还用于设定预设参考灰度值wz；
115.所述处理模块还用于根据第一灰度值w1、第二灰度值w2和第一灰度值w3与所述预设参考灰度值wz之间的关系对所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元的开启策略进行调整：
116.当w1≤wz、w2≤wz以及w3≤wz时，则允许同时开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元；
117.当w1＞wz、w2＞wz以及w3＞wz时，则只允许开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元其中之一；
118.当w1≤wz、w2≤wz以及w3＞wz时，或者，当w1≤wz、w2＞wz以及w3≤wz时，或者，当w1＞wz、w2≤wz以及w3≤wz时，则允许开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元当中的其中之二；
119.当w1＞wz、w2＞wz以及w3≤wz时，或者，当w1＞wz、w2≤wz以及w3＞wz时，或者，当w1≤wz、w2＞wz以及w3＞wz时，则允许开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元当中的其中之二。
120.可以看出，上述实施例通过设置集水箱、多个过滤器和多个富集单元，从而能够通过多个过滤器和多个富集单元对集水箱内的水样品进行前处理，能够有效地提高水样品的前处理效率；同时，通过设置的图像采集单元和控制单元多水样品的前处理过程进行只能够控制，从而无需人为干预即可完成水样品的前处理操作，不仅节省人力，还避免了人为干预造成处理时长的增加，从而极大地节省了时间，提高了工作效率。
121.进一步地，所述处理模块用于根据所述液位高度信息确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态，从而使得所述集水箱输出的水样品通过处于开启状态的电磁阀后，输入至与该电磁阀相连接的过滤器内进行过滤，通过根据集水池的液位高度信息，能够确定集水池内待处理的水样品的量，进而根据待处理的水样品的量确定采用的过滤器的数量，不仅能够保证水样品的处理效率，还避免了过滤器的无效投入，提高资源的有效利用率。
122.进一步地，处理模块还用于在各所述过滤器对通过其中的水样品进行过滤时，使所述图像采集单元采集各所述过滤器的图像数据，并对获取的所述图像数据进行处理，根据处理结果确定是否使所述过滤器继续进行水样品的过滤，通过根据过滤器的图像信息反应过滤器的污染程度，进而判断过滤器的滤水效率，并根据过滤器的滤水效率及时的调整过滤器的开启状态，能够在保证水样品的过滤过程不中断，同时，还保证的水样品的过滤过程能够有效地进行。
123.进一步地，所述处理模块还用于在水样品经所述过滤器过滤并进入汇流器后，根据各个所述电磁阀的开启状态，确定参与水样品富集的富集单元的数量，并在确定参与水
样品富集的富集单元的数量后，使得所述汇流器内的水样品流入参与水样品富集的富集单元内，通过根据过滤器的滤水效率及时的调整富集单元的开启状态，能够有效地提高水样品的富集效率。
124.参阅图3所示，基于上述实施例另一种优选的实施方式中，本实施方式提供了一种环境监测用水样品处理方法，本实施方式的方法采用上述实施例中的环境监测用水样品处理系统进行实施，包括以下步骤：
125.步骤a：获取图像采集单元采集的三个过滤器的图像数据，以及液位传感器采集的集水箱内的液位高度信息；
126.步骤b：根据获取的液位高度信息确定第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态，从而使得所述集水箱输出的水样品通过处于开启状态的电磁阀后，输入至与该电磁阀相连接的过滤器内进行过滤；
127.步骤c：对获取的所述图像数据进行处理，根据处理结果确定是否使所述过滤器继续进行水样品的过滤；
128.步骤d：在水样品经所述过滤器过滤并进入汇流器后，根据各个电磁阀的开启状态，确定参与水样品富集的富集单元的数量，并在确定参与水样品富集的富集单元的数量后，使得所述汇流器内的水样品流入参与水样品富集的富集单元内。
129.具体而言，当所述集水箱内注入待处理水样品后，获取所述集水箱内的实时液位高度
△
q，并根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态：
130.当
△
q≤q1时，开启所述第一电磁阀，使所述第二电磁阀和第三电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器对所述集水箱内的水样品进行过滤；
131.当q1＜
△
q≤q2时，开启所述第一电磁阀和第二电磁阀，使所述第三电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器和第二过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤；
132.当q2＜
△
q≤q3时，开启所述第一电磁阀和第三电磁阀，使所述第二电磁阀处于关闭状态，以使得所述第一过滤器和第三过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤；
133.当q3＜
△
q≤q4时，开启所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，以使得三个所述过滤器同时对所述集水箱内的水样品进行过滤。
134.具体而言，通过所述处理模块在根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态后，在间隔预设时长
△
t后使所述图像采集单元采集的各所述过滤器的图像数据，并根据所述图像数据确定是否使各所述过滤器继续进行水样品的过滤。
135.具体而言，通过所述处理模块在获取所述图像采集单元采集的各所述过滤器的图像数据后，从而所述图像数据中选取一图像帧，并从该图像帧中截取出三个矩形图像块分别进行标号，记为第一图像块、第二图像块和第三图像块，所述第一图像块中包含有所述第一过滤器的图像信息，所述第二图像块中包含有所述第二过滤器的图像信息，所述第三图像块中包含有所述第三过滤器的图像信息；
136.通过所述处理模块分别对所述第一图像块、第二图像块和第三图像块进行灰度处理，并获取所述第一图像块的灰度值，记为第一灰度值w1，获取所述第二图像块的灰度值，记为第二灰度值w2，获取所述第三图像块的灰度值，记为第一灰度值w3；
137.通过所述处理模块根据三个图像块的灰度值与预设标准灰度值w0之间的关系确定所述第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器的开启与关闭状态：
138.当w1＜w0时，使所述第一电磁阀关闭，以使得所述第一过滤器停止水样品的过滤；当w1≥w0时，使所述第一电磁阀开启，以使得所述第一过滤器进行水样品的过滤；
139.当w2＜w0时，使所述第二电磁阀关闭，以使得所述第二过滤器停止水样品的过滤；当w2≥w0时，使所述第二电磁阀开启，以使得所述第二过滤器进行水样品的过滤；
140.当w3＜w0时，使所述第三电磁阀关闭，以使得所述第三过滤器停止水样品的过滤；当w3≥w0时，使所述第三电磁阀开启，以使得所述第三过滤器进行水样品的过滤。
141.具体而言，通过所述处理模块根据三个图像块的灰度值与预设标准灰度值w0之间的关系确定所述第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器的开启与关闭状态使得优先级大于处理模块根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态时的优先级。
142.具体而言，通过所述处理模块设定第一预设间隔时长t1、第二预设间隔时长t2、第三预设间隔时长t3和第四预设间隔时长t4，且t1＞t2＞t3＞t4；
143.通过所述处理模块根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系设定所述预设时长
△
t：
144.当
△
q≤q1时，选定所述第一预设间隔时长t1作为所述预设时长
△
t；
145.当q1＜
△
q≤q2时，选定所述第二预设间隔时长t2作为所述预设时长
△
t；
146.当q2＜
△
q≤q3时，选定所述第三预设间隔时长t3作为所述预设时长
△
t；
147.当q3＜
△
q≤q4时，选定所述第四预设间隔时长t4作为所述预设时长
△
t；
148.当选定第i预设间隔时长ti作为所述预设时长
△
t后，i＝1,2,3,4，则在所述处理模块根据所述实时液位高度
△
q与各所述预设液位高度之间的关系确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态后，所述图像采集单元在间隔预设时长
△
t后使采集的各所述过滤器的图像数据。
149.具体而言，通过所述处理模块设定第一预设间隔时长调节系数a1、第二预设间隔时长调节系数a2、第三预设间隔时长调节系数a3和第四预设间隔时长调节系数a4，且0.5＜a1＜a2＜a3＜a4＜1；通过所述处理模块设定第一预设平均灰度值w01、第二预设平均灰度值w02、第三预设平均灰度值w03和第四预设平均灰度值w04，且w01＜w02＜w03＜w04；
150.通过所述处理模块在每间隔所述预设时长
△
t，获取一次各所述过滤器的图像数据并对其进行灰度处理后，获取三个图像块的灰度值，并计算三个图像块的平均灰度值
△
w，根据所述平均灰度值
△
w与各所述预设平均灰度值之间的关系设定间隔时长调节系数，以对所述预设时长
△
t进行修正：
151.当
△
w＜w01时，选定所述第一预设间隔时长调节系数a1，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a1；
152.当w01≤
△
w＜w02时，选定所述第二预设间隔时长调节系数a2，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a2；
153.当w02≤
△
w＜w03时，选定所述第三预设间隔时长调节系数a3，所述预设时长
△
t
进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a3；
154.当w03≤
△
w＜w04时，选定所述第四预设间隔时长调节系数a4，所述预设时长
△
t进行修正，此时的所述预设时长
△
t被设定为所述第i预设间隔时长ti，则修正后的间隔时长为ti*a4。
155.具体而言，通过所述处理模块根据各个所述电磁阀的开启状态，确定参与水样品富集的富集单元的数量：
156.当所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀其中之一处于开启状态时，则开启所述第一富集单元；
157.当所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的其中两个处于开启状态时，则开启所述第一富集单元和第二富集单元；
158.当所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀全部处于开启状态时，则开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元。
159.具体而言，通过通过所述处理模块设定预设参考灰度值wz。通过所述处理模块根据第一灰度值w1、第二灰度值w2和第一灰度值w3与所述预设参考灰度值wz之间的关系对所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元的开启策略进行调整：
160.当w1≤wz、w2≤wz以及w3≤wz时，则允许同时开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元；
161.当w1＞wz、w2＞wz以及w3＞wz时，则只允许开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元其中之一；
162.当w1≤wz、w2≤wz以及w3＞wz时，或者，当w1≤wz、w2＞wz以及w3≤wz时，或者，当w1＞wz、w2≤wz以及w3≤wz时，则允许开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元当中的其中之二；
163.当w1＞wz、w2＞wz以及w3≤wz时，或者，当w1＞wz、w2≤wz以及w3＞wz时，或者，当w1≤wz、w2＞wz以及w3＞wz时，则允许开启所述第一富集单元、第二富集单元和第三富集单元当中的其中之二。
164.可以看出，上述实施例通过设置集水箱、多个过滤器和多个富集单元，从而能够通过多个过滤器和多个富集单元对集水箱内的水样品进行前处理，能够有效地提高水样品的前处理效率；同时，通过设置的图像采集单元和控制单元多水样品的前处理过程进行只能够控制，从而无需人为干预即可完成水样品的前处理操作，不仅节省人力，还避免了人为干预造成处理时长的增加，从而极大地节省了时间，提高了工作效率。
165.进一步地，所述处理模块用于根据所述液位高度信息确定所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开启或关闭状态，从而使得所述集水箱输出的水样品通过处于开启状态的电磁阀后，输入至与该电磁阀相连接的过滤器内进行过滤，通过根据集水池的液位高度信息，能够确定集水池内待处理的水样品的量，进而根据待处理的水样品的量确定采用的过滤器的数量，不仅能够保证水样品的处理效率，还避免了过滤器的无效投入，提高资源的有效利用率。
166.进一步地，处理模块还用于在各所述过滤器对通过其中的水样品进行过滤时，使所述图像采集单元采集各所述过滤器的图像数据，并对获取的所述图像数据进行处理，根
据处理结果确定是否使所述过滤器继续进行水样品的过滤，通过根据过滤器的图像信息反应过滤器的污染程度，进而判断过滤器的滤水效率，并根据过滤器的滤水效率及时地调整过滤器的开启状态，能够在保证水样品的过滤过程不中断，同时，还保证的水样品的过滤过程能够有效地进行。
167.进一步地，通过所述处理模块在水样品经所述过滤器过滤并进入汇流器后，根据各个所述电磁阀的开启状态，确定参与水样品富集的富集单元的数量，并在确定参与水样品富集的富集单元的数量后，使得所述汇流器内的水样品流入参与水样品富集的富集单元内，通过根据过滤器的滤水效率及时的调整富集单元的开启状态，能够有效地提高水样品的富集效率。
168.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
169.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
170.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
171.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
172.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。