一种多参数水质检测设备及水体质量评估方法与流程

1.本发明涉及水质检测技术，具体是一种多参数水质检测设备及水体质量评估方法。


背景技术：

2.水质检验的目的有考察环境质量、研究水质是否合宜或合用、考察水的污染性或受污染的程度、检查水处理过程的效率等。水样的检验项目（可称水质参数）随检验目的和水样的性质而定。所得数据应作综合性评价以说明水质。
3.一般水质参数的测定方法基本上属于物理和化学检验，依据的原理和采用的仪器与操作来自一般的分析化学方法，近来趋向于采用快速、灵敏和准确的仪器分析方法，如溶解氧、生化需氧量、总需氧量、化学需氧量、总有机碳等参数都用专用的分析仪器测定，但仍然不能满足全面的检测需求，并且需要人工参与的工作较多。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种多参数水质检测设备及水体质量评估方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多参数水质检测设备，包括多个并列设置的检测箱，检测箱由贴合设置的前箱体和后箱体组成，后箱体内设有样品罐用于盛装待检测的水样，在样品罐上连接有待测水进水管、排水管、冲洗水管和多个试剂管，试剂管另一端对接有试剂瓶组，冲洗试剂瓶另一端对接有纯净水瓶，在后箱体内还设有检测机构，检测机构包括位于样品罐两侧的光发生器和光接收器，所述前箱体内设有主控板，所述检测机构中的光发生器和光接收器均与主控板相连接，所述样品罐为透明检测瓶。
6.所述后箱体内设有密封座，所述样品罐倒置设置且其瓶口固定在密封座上，密封座内设有与样品罐的瓶口对接并与样品罐内部连通的导液腔，所述导液腔包括一个总液腔和多个支液腔，所述总液腔呈倒置的“y”字形且其上端与样品罐的瓶口对接，总液腔一侧下端连接排水管，另一侧下端连接分流腔座，分流腔座内设有多个支液腔，所述待测进水管、冲洗水管和多个试剂管均通过支液腔与总液腔相连通，所述待测水进水管、排水管、冲洗水管以及多个试剂管上均分别设置有电子泵，电子泵上的控制导线与前箱体内的主控板相连接；所述待测水进水管以及排水管的前端均伸出后箱体外侧，用于对接待测水的存储装置以及废水集中处理装置。
7.所述主控板连接有定位模块、电源模块和泵体控制模块，分别用于对设备进行定位、工作供电和控制多个电子泵进行工作，主控板还通过无线通信模块连接云服务器，并通过云服务器与移动智能设备建立通信连接；所述主控板还连接有流速传感器，用于监测外部水流的流速并反馈给主控板以判断是否需要开启主动检测水质，在前箱体外壁上还设有与主控板相连接的人机界面。
8.光发生器包括驱动电路、用于发出不同波段光的发光二极管d1和用于调节发光二级管d1上电流的晶体管三极管q1，以及对应的电阻器r1，r2，r3；发光二极管d1朝向样品罐侧面并正对光接收器并保持一定的距离；光接收器包含有光电接收管d1、稳压芯片u2、运放芯片u1、通信芯片u3及外围器件，光电接收管d1置于发光单元中发光二级管d1相对应位置的透明玻璃瓶的侧面，用于接收光学信息；所述样品罐外部还设有加热丝，加热丝与主控板相连接。
9.所述总液腔上开设有水平方向的封堵柱孔，在封堵柱孔设有与其相贴合并滑动连接的封堵柱，总液腔外侧设有驱动电机与封堵柱传动连接驱动封堵柱进行移动，封堵柱的外径大于封堵柱孔位于总液腔位置处的内径从而能够对总液腔进行封堵控制。
10.利用上述设备进行的水体质量评估方法，包括以下步骤：s1：利用水质检测设备对养殖池内的养殖水体进行检测，检测指标包括有ph值、溶解氧含量、氨氮含量、亚硝酸盐含量、硝酸盐含量、总磷含量、cod含量、硫化物含量等；水质检测设备对所述检测指标进行依次全部检测，记录水体的各项检测指标的检测结果；s2：在s1中检测的检测指标中，根据当前检测样品的合理技术指标以及水体生物的生活习性，判断水体质量，若出现一项或多项不合格时启动相应的处理方案。
11.s3：依据s1中所有不合格的检测指标及检测值，通过控制系统控制对应的水泵提取水样并保存，以便核实和取证。
12.在可干预的指标里面，采取相应的处理方案提高水质，例如开启增氧机，添加试剂等等，使得监测对象的各项检测指标恢复合格值；s4：在s2水处理过程中和处理完成后，均需要利用水质检测设备对水处理池内的处理水体进行检测，检测指标如s1中所述全部依次检测；同时，记录处理水的各项检测指标的检测结果；s5：在s4中还出现不合格检测指标时，将信号反馈至控制系统，并展示在用户界面上，同时，给予报警提示；s6：在s4中未出现不合格检测指标时，将信号反馈至控制系统，系统通过预算设置的算法，可以持续或多次的处理，直到符合指标。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明给出的设备及方法，能够通过多参数进行水的自动化水质检测，在线控制即24小时连续或可设定间隔时间的监测水质，以便了解水质的变化情况及历史曲线，透光检测配合智能计算，能够更为准确的获取水质信息。
14.通过gps和北斗双模定位，来确定此监测点的位置，并在地图上标注，且可导航到当前水质监测点。
15.手机app和电脑端平台同步展示和管理的；每次检测的参数，实时展示并上传至服务端，服务端综合多个水质参数，以及数据分析，综合判定此水质的情况，是否达标，哪些参数超标，超标程度、以及处理方案等。
附图说明
16.图1为本发明中水质检测设备的主体图。
17.图2为本发明中水质检测设备的后视图。
18.图3为本发明中密封座的剖视图。
19.图4为本发明设备的整体系统原理框架图。
20.图5为本发明中封堵柱的连接结构放大图。
21.图6为本发明中光发生器的电路图。
22.图7为本发明中光接收器的电路图。
23.图8为本发明中待测水浓度和吸光度的比例曲线图。
24.图中1-后箱体，2-前箱体，3-样品罐，4-密封座，5-主控板，6-光发生器，7-光接收器，8-排水管，9-待测水进水管，10-试剂瓶组，11-冲洗试剂瓶，12-加热丝，13-电子泵，14-总液腔，15-分流腔座，16-支液腔，17-封堵柱孔，18-封堵柱，19-驱动电机。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.请参阅图1-2，本发明实施例中，一种多参数水质检测设备，包括多个并列设置的检测箱，检测箱由贴合设置的前箱体2和后箱体1组成，后箱体1内设有样品罐3用于盛装待检测的水样，在样品罐3上连接有待测水进水管9、排水管8、冲洗水管和多个试剂管，试剂管另一端对接有试剂瓶组10，冲洗试剂瓶11另一端对接有纯净水瓶，在后箱体1内还设有检测机构，检测机构包括位于样品罐3两侧的光发生器6和光接收器7，所述前箱体2内设有主控板5，所述检测机构中的光发生器6和光接收器7均与主控板5相连接，所述样品罐3为透明检测瓶。
29.具体的，参阅图4，所述后箱体1内设有密封座4，所述样品罐3倒置设置且其瓶口固定在密封座4上，密封座4内设有与样品罐3的瓶口对接并与样品罐3内部连通的导液腔，所述导液腔包括一个总液腔14和多个支液腔16，所述总液腔14呈倒置的“y”字形且其上端与样品罐3的瓶口对接，总液腔14一侧下端连接排水管8，另一侧下端连接分流腔座15，分流腔座15内设有多个支液腔16，所述待测进水管、冲洗水管和多个试剂管均通过支液腔16与总液腔14相连通，所述待测水进水管9、排水管8、冲洗水管以及多个试剂管上均分别设置有电子泵13，电子泵13上的控制导线与前箱体2内的主控板5相连接；所述待测水进水管9以及排水管8的前端均伸出后箱体1外侧，用于对接待测水的存储装置以及废水集中处理装置。
30.参阅图3，所述主控板5连接有定位模块、电源模块和泵体控制模块，分别用于对设备进行定位、工作供电和控制多个电子泵13进行工作，主控板5还通过无线通信模块连接云服务器，并通过云服务器与移动智能设备建立通信连接，通过智能移动设备上的对应app向主控板5发送指令，从而实现装置中待测水的流动走向、试剂的加入与否、检测机构的工作与否等远程控制；所述主控板5还连接有流速传感器，用于监测外部水流的流速并反馈给主控板5以判断是否需要开启主动检测水质，在前箱体2外壁上还设有与主控板5相连接的人机界面，用于在现场进行装置的控制操作。
31.装置进行检测时，待测的水通过由电子泵13和待测水进水管9组成的水样获取模块进入样品罐3内，光发生器6通过主控板5控制发出指定波段的检测光，检测光穿过样品罐3时，被样品罐3内待测的水进行吸收后，剩余的检测光穿过样品罐3并被光接收器7接收，光接收器7将接收到的光信号转化为电信号并反馈至主控板5，通过主控板5进行分析输出待测水的检测信息，在检测过程中，通过由试剂瓶组10、试剂管和电子泵13组成的试剂加入模块加入不同的试剂，以分析不同状态下的水质情况；实际设计时，试剂瓶组10可设置包括纳氏试剂、酒石酸钾钠、过硫酸钾、抗坏血酸、钼酸铵、酒石酸钾、硫酸等等的试剂瓶，此处不做具体限制。
32.如图6，为发光单元的电路图，光发生器6包括驱动电路、用于发出不同波段光的发光二极管d1和用于调节发光二级管d1上电流的晶体管三极管q1，以及对应的电阻器r1，r2，r3；通过调整发光二极管d1发送不同波段的光源，即可对应检测出不同的参数，安装时，发光二极管d1朝向样品罐3侧面并正对光接收器7，同时保持一定的距离，确保焦距能落在光接收器7合适的区域；如图7，为光接收器7的电路图，光接收器7包含有光电接收管d1、稳压芯片u2、运放芯片u1、通信芯片u3及外围器件，光电接收管d1置于发光单元中发光二级管d1相对应位置的透明玻璃瓶的侧面，用于接收光学信息，经过芯片及电路的处理后，转化为电信号，在通过总线传送给主控板5，光接收器7将接收的能量值ge转变成数字信号传送给信号处理单元的主控板5，主控板5将能量值转换成吸光度，通过连续多点数据的记录和标定，形成一个函数，此函数关联了吸光度和测试溶液当前参数的浓度，则可以换算出所测试样的参数浓度，如图8所示。
33.同时，所述样品罐3外部还设有加热丝12，加热丝12与主控板5相连接，用于对样品罐3及内部的待测水进行加热，以对不同温度下的水质。
34.参阅图5，所述总液腔14上开设有水平方向的封堵柱孔17，在封堵柱孔17设有与其相贴合并滑动连接的封堵柱18，总液腔14外侧设有驱动电机与封堵柱18传动连接驱动封堵柱进行移动，封堵柱18的外径大于封堵柱孔17位于总液腔14位置处的内径从而能够对总液腔14进行封堵控制。
35.利用上述设备进行的水体质量评估方法，包括以下步骤：s1：利用水质检测设备对养殖池内的养殖水体进行检测，检测指标包括有ph值、溶解氧含量、氨氮含量、亚硝酸盐含量、硝酸盐含量、总磷含量、cod含量、硫化物含量等；水质检测设备对所述检测指标进行依次全部检测，记录水体的各项检测指标的检测结果；s2：在s1中检测的检测指标中，根据当前检测样品的合理技术指标以及水体生物的生活习性，判断水体质量，若出现一项或多项不合格时启动相应的处理方案。
36.s3：依据s1中所有不合格的检测指标及检测值，通过控制系统控制对应的水泵提
取水样并保存，以便核实和取证。
37.在可干预的指标里面，采取相应的处理方案提高水质，例如开启增氧机，添加试剂等等，使得监测对象的各项检测指标恢复合格值；s4：在s2水处理过程中和处理完成后，均需要利用水质检测设备对水处理池内的处理水体进行检测，检测指标如s1中所述全部依次检测；同时，记录处理水的各项检测指标的检测结果；s5：在s4中还出现不合格检测指标时，将信号反馈至控制系统，并展示在用户界面上，同时，给予报警提示；s6：在s4中未出现不合格检测指标时，将信号反馈至控制系统，系统通过预算设置的算法，可以持续或多次的处理，直到符合指标。
38.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
39.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。