一种基于颜色识别的水质快速检测装置的制作方法

1.本实用新型属于水质监控技术领域，涉及一种基于颜色识别的水质快速检测装置。


背景技术：

2.随着民众环保意识的增强，人们对水环境的要求逐步提高。人力成本逐年上升使得远程自动检测设备成为解决该矛盾的唯一方法。传统在线检装置为常用的自动化和远程化检测装备，具有精度高、准确度高和使用广泛等优点。但其不仅对使用环境、设备精度和操作人员要求高，还具有造价高、体积大、测量时间长、产生有毒有害气体和液体等弊端。
3.传统在线检测装置的种种限制无法满足农村污水站点处理出水水质监测、水产养殖自动化运行过程的水质控制、农业灌溉用水水质监控等分散、快速检测、低成本和低维护的使用场景要求。通过结合目前市售的水质快速检测药剂包开发的水质远程检测装置不仅能远程测量水质数据，并且还规避的操作人员的感知差异造成测量结果的误差。
4.这种水质远程检测装置替代了人工操作的工序，如通过水泵、注射器等部件将水样注射到药剂包内，摇摆机构使药剂包内药剂和水样进行搅拌混合，颜色采集器或摄像头对药剂包呈现的颜色数据进行采集和记录，最后通过预设的污染物浓度-反应时间-颜色数据关系函数反演水样污染物浓度。
5.但是，市售的药剂包壳体普遍为软性聚乙烯(polyethylene，pe)材质，个体形状不一致，且颜色数据采集过程中，药剂包与颜色采集器两者间位置的微小差异，均会增加采集得到的颜色数据的误差，最终影响待测水样污染物浓度检测的准确性。使用自配的药剂对水样进行测试，则需要专业人员频繁进行校准。此外，由于药剂的保存环境要求较高，对于室外环境，还需要配备恒温空间以保证药剂的正常使用。
6.因此，设计一款适用于pe等软性材质药剂包的检测设备，简化其操作流程，提高检测精确性是非常重要的。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于颜色识别的水质快速检测装置，无需专业人员配置药剂包，无需另外器材对药剂进行清洗和储存废液，对环境更为友好，实现软质药剂包的测量，解决了软质药剂包形状差异导致的测量结果误差。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.本实用新型提供了一种基于颜色识别的水质快速检测装置，所述基于颜色识别的水质快速检测装置包括颜色传感组件、固定组件、压缩组件与药剂包；
10.所述固定组件包括第一限位板与第二限位板，所述压缩组件包括第一压板与第二压板，所述药剂包内添加有显色剂，所述颜色传感组件采集所述药剂包内的颜色强度；
11.所述第一限位板与所述第二限位板分别位于所述药剂包的两侧，所述第一压板与所述第二压板设置于所述药剂包的上下两端，所述第一压板、所述第一限位板、所述第二压
板与所述第二限位板依次围设形成用于容纳所述药剂包的容纳空间。
12.本实用新型提供的基于颜色识别的水质快速检测装置中，药剂包充当药剂投加、保存和检测容器，且不会由于药剂包形状的差异影响颜色数据的采集准确度，并通过设计颜色传感组件，去除药剂包个体形状差异造成采集得到的颜色数据误差；围绕药剂包设置横向的固定组件与纵向的压缩组件，去除位置差异造成采集得到的颜色数据误差。
13.本实用新型中的药剂包可采用市售的药剂包，无需专业人员配制药剂，药剂的保存、测量和废弃，从始至终均在药剂包内发生，无需另外器材对药剂进行清洗和储存废液，对环境更为友好。另外，通过横向的固定组件，以及纵向的压缩组件，拓宽了检测使用药剂包的范围，可采用软性塑料材质的药剂包，解决了软质药剂包形状差异导致的测量结果误差的问题。
14.作为本实用新型一个优选技术方案，所述颜色传感组件包括光源构件、控制分析平台与颜色采集器，所述光源构件用于照射所述药剂包，所述控制分析平台电性连接所述颜色采集器，所述颜色采集器用于采集所述药剂包内的颜色强度。
15.需要说明的是，本实用新型通过设置光源构件，使一束光穿透药剂包投射到颜色采集器上，颜色采集器采集药剂包内的颜色强度，并传输至控制分析平台，控制分析平台读取并分析数据信号，解析出水样中待测物质的浓度。
16.作为本实用新型一个优选技术方案，所述第一压板开设有导光通孔，所述光源构件发出的光束由所述导光通孔射入至所述药剂包。
17.作为本实用新型一个优选技术方案，所述第二压板开设有限位通孔，所述颜色采集器伸入所述限位通孔内；
18.所述导光通孔与所述限位通孔同轴设置。
19.作为本实用新型一个优选技术方案，所述光源构件为led灯珠。
20.作为本实用新型一个优选技术方案，所述控制分析平台还设置有报警器。
21.需要说明的是，当控制分析平台解析得到水样内的待测物浓度超标时，即可控制报警器发出警报。
22.作为本实用新型一个优选技术方案，所述基于颜色识别的水质快速检测装置还包括注样组件，所述注样组件用于向所述药剂包内注入待测水样。
23.需要说明的是，本实用新型的药剂包内填充有显色剂，在注入待测水样后，水样与显色剂发生反应，以进行颜色识别。通过调整药剂包内的显色剂，本实用新型的基于颜色识别的水质快速检测装置可用于检测水中cod(化学需氧量，chemical oxygen demand)、氨氮、总磷和重金属离子等的浓度。
24.还需要说明的是，本实用新型对于注样组件的尺寸和选型不作特殊要求或具体限定，本领域技术人员可根据实际情况(如药剂包的容量、水样体积或待检测物)，选用不同的注样组件，例如水管或注射器，当然可以理解的是能够实现将待测水样注入至药剂包内的其他样式的注样组件同样落入本实用新型的保护范围和公开范围之内，因此现有技术中已公开或新技术中未公开的其他形式的注样组件同样可以用于本实用新型中。
25.作为本实用新型一个优选技术方案，所述固定组件还包括第一驱动支架与第二驱动支架，所述第一驱动支架连接所述第一限位板远离所述药剂包的一侧，所述第二驱动支架连接所述第二限位板远离所述药剂包的一侧。
26.作为本实用新型一个优选技术方案，所述第一驱动支架与所述第二驱动支架的底部分别设置有滚轮。
27.本实用新型中采用第一驱动支架与第二驱动支架驱动固定组件的第一限位板与第二限位板，由药剂包的两侧夹紧，限制其横向位移，采用滚轮设计，提高了装置的灵活性与便利性。
28.作为本实用新型一个优选技术方案，所述压缩组件包括第三驱动支架，所述第三驱动支架连接所述第一压板远离所述药剂包的一侧。
29.需要说明的是，本实用新型中在采用固定组件限制药剂包的横向位移后，再利用第三驱动支架驱动第一压板向靠近药剂包的方向移动，实现纵向压缩，增大药剂包与颜色采集器的接触面积。
30.示例性地，本实用新型提供的基于颜色识别的水质快速检测装置的使用方法如下所述：
31.(1)向添加有显色剂的药剂包中注入待测水样；
32.(2)采用固定组件的第一限位板与第二限位板由药剂包的两侧夹紧，限制药剂包的横向位移；
33.(3)再利用压缩组件的第一压板与第二压板压缩药剂包，增加药剂包与由第二压板的限位通孔伸入的颜色采集器的接触面积；
34.(4)在第一压板的导光通孔处安装光源构件，使光束穿透药剂包，并投射到颜色采集器上，颜色采集器采集药剂包内的颜色强度，并传输至控制分析平台，控制分析平台读取并分析数据信号，解析出水样中待测物质的浓度。
35.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
36.本实用新型提供的一种基于颜色识别的水质快速检测装置，可利用市售药剂包进行测量，无需专业人员配置药剂；药剂的保存、测量和废弃，从始至终均在药剂包内发生，无需另外器材对药剂进行清洗和储存废液，对环境更为友好；实现软质药剂包的测量，解决了软质药剂包形状差异导致的测量结果误差。
附图说明
37.图1为本实用新型实施例1提供的基于颜色识别的水质快速检测装置的结构示意图；
38.图2为本实用新型实施例2提供的基于颜色识别的水质快速检测装置的结构示意图。
39.其中，1-药剂包；2-第一限位板；3-第二限位板；4-第一压板；5-第二压板；6-导光通孔；7-颜色采集器；8-第一驱动支架；9-第二驱动支架；10-第三驱动支架；11-光源构件。
具体实施方式
40.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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
为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
41.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
43.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种基于颜色识别的水质快速检测装置，包括颜色传感组件、固定组件、压缩组件与药剂包1；所述固定组件包括第一限位板2与第二限位板3，所述压缩组件包括第一压板4与第二压板5，所述药剂包1内添加有显色剂，所述颜色传感组件采集所述药剂包内1的颜色强度；
44.所述第一限位板2与所述第二限位板3分别位于所述药剂包1的两侧，所述第一压板4与所述第二压板5设置于所述药剂包1的上下两端，所述第一压板4、所述第一限位板2、所述第二压板5与所述第二限位板3依次围设形成用于容纳所述药剂包1的容纳空间。
45.本实用新型中的药剂包1可采用市售的药剂包1，无需专业人员配制药剂，药剂的保存、测量和废弃，从始至终均在药剂包1内发生，无需另外器材对药剂进行清洗和储存废液，对环境更为友好。另外，通过横向的固定组件，以及纵向的压缩组件，拓宽了检测使用药剂包1的范围，可采用软性塑料材质的药剂包1，解决了软质药剂包1形状差异导致的测量结果误差的问题。
46.在一些实施方式中，所述颜色传感组件包括光源构件11、控制分析平台与颜色采集器7，所述光源构件11用于照射所述药剂包1，所述控制分析平台电性连接所述颜色采集器7，所述颜色采集器7用于采集所述药剂包内1的颜色强度。
47.本实用新型通过设置光源构件11，使一束光穿透药剂包1投射到颜色采集器7上，颜色采集器7采集药剂包内1的颜色强度，并传输至控制分析平台，控制分析平台读取并分析数据信号，解析出水样中待测物质的浓度。
48.在一些实施方式中，所述第一压板4开设有导光通孔6，所述光源构件11发出的光束由所述导光通孔6射入至所述药剂包1。本实用新型通过在第一压板4上开设贯穿第一压板4的导光通孔6，以使得光束垂直射入药剂包1。
49.在一些实施方式中，所述第二压板5开设有限位通孔，所述颜色采集器7伸入所述限位通孔内，所述导光通孔6与所述限位通孔同轴设置。导光通孔6与限位通孔位置相对应，并同轴设置，即在颜色采集器7的正前方开孔，在安装光源构件11后，发出的光束穿透药剂包1投射到颜色采集器7上。
50.在一些实施方式中，所述光源构件11为led灯珠。
51.在一些实施方式中，所述控制分析平台还设置有报警器。当控制分析平台解析得到水样内的待测物浓度超标时，即可控制报警器发出警报。
52.在一些实施方式中，所述基于颜色识别的水质快速检测装置还包括注样组件，所
述注样组件用于向所述药剂包1内注入待测水样。
53.本实用新型的药剂包1内填充有显色剂，在注入待测水样后，待测水样与显色剂发生反应，以进行颜色识别。通过调整药剂包1内的显色剂，本实用新型的基于颜色识别的水质快速检测装置可用于检测水中cod、氨氮、总磷和重金属离子等的浓度。示例性地，可水管或注射器作为注样组件，向药剂包1内注入待测水样。
54.在一些实施方式中，所述固定组件还包括第一驱动支架8与第二驱动支架9，所述第一驱动支架8连接所述第一限位板2远离所述药剂包1的一侧，所述第二驱动支架9连接所述第二限位板3远离所述药剂包1的一侧。
55.在一些实施方式中，所述第一驱动支架8与所述第二驱动支架9的底部分别设置有滚轮。本实用新型中采用第一驱动支架8与第二驱动支架9驱动固定组件的第一限位板2与第二限位板3，由药剂包1的两侧夹紧，限制其横向位移，采用滚轮设计，提高了装置的灵活性与便利性。
56.在一些实施方式中，所述压缩组件包括第三驱动支架10，所述第三驱动支架10连接所述第一压板4远离所述药剂包1的一侧。本实用新型中在采用固定组件限制药剂包1的横向位移后，在利用第三驱动支架10驱动第一压板4向靠近药剂包1的方向移动，实现纵向压缩，增大药剂包1与颜色采集器7的接触面积。
57.示例性地，本实用新型提供的基于颜色识别的水质快速检测装置的使用方法如下所述：
58.(1)向添加有显色剂的药剂包1中注入待测水样；
59.(2)采用固定组件的第一限位板2与第二限位板3由药剂包1的两侧夹紧，限制药剂包1的横向位移；
60.(3)再利用压缩组件的第一压板4与第二压板5压缩药剂包1，增加药剂包1与由第二压板5的限位通孔伸入的颜色采集器7的接触面积；
61.(4)在第一压板4的导光通孔6处安装光源构件11，将光束穿透药剂包1，并投射到颜色采集器7上，颜色采集器7采集药剂包内1的颜色强度，并传输至控制分析平台，控制分析平台读取并分析数据信号，解析出水样中待测物质的浓度。
62.实施例1
63.本实施例提供了一种基于颜色识别的水质快速检测装置，如图1所示，包括颜色传感组件、固定组件、压缩组件、药剂包1与注样组件，注样组件用于向药剂包1内注入待测水样。
64.颜色传感组件包括光源构件11、控制分析平台与颜色采集器7，光源构件11用于照射药剂包1，控制分析平台电性连接颜色采集器7，药剂包1内添加有显色剂。颜色采集器7采集药剂包内1的颜色强度，并传输至控制分析平台，控制分析平台读取并分析数据信号，解析出水样中待测物质的浓度。控制分析平台还设置有报警器，当控制分析平台解析得到水样内的待测物浓度超标时，即可控制报警器发出警报。光源构件11为led灯珠。
65.固定组件包括第一限位板2与第二限位板3，压缩组件包括第一压板4与第二压板5第一限位板2与第二限位板3分别位于药剂包1的两侧，第一压板4与第二压板5设置于药剂包1的上下两端，第一压板4、第一限位板2、第二压板5与第二限位板3依次围设形成用于容纳药剂包1的容纳空间。
66.第一压板4上开设贯穿第一压板4的导光通孔6，光源构件11发出的光束由导光通孔6垂直射入至药剂包1。第二压板5开设有限位通孔，导光通孔6与限位通孔同轴设置，颜色采集器7伸入限位通孔内，并接触药剂包1。
67.实施例2
68.本实施例提供了一种基于颜色识别的水质快速检测装置，与实施例1的区别在于：如图2所示，还包括第一驱动支架8、第二驱动支架9与第三驱动支架10。第一驱动支架8连接第一限位板2远离药剂包1的一侧，第二驱动支架9连接第二限位板3远离药剂包1的一侧。第一驱动支架8与第二驱动支架9的底部分别设置有滚轮。第三驱动支架10连接第一压板4远离药剂包1的一侧。
69.本实施例采用第一驱动支架8与第二驱动支架9驱动固定组件的第一限位板2与第二限位板3，由药剂包1的两侧夹紧，限制其横向位移，采用滚轮设计，提高了装置的灵活性与便利性。采用固定组件限制药剂包1的横向位移后，再利用第三驱动支架10驱动第一压板4向靠近药剂包1的方向移动，实现纵向压缩，增大药剂包1与颜色采集器7的接触面积。
70.应用例1
71.本应用例采用实施例1中的基于颜色识别的水质快速检测装置，对镇村生活污水处理出水水质进行检测。
72.将体积为1.50mg/l
±
0.05mg/l的待测水样注射至药剂包1内，注射水样时间为2.0s。水质快速检测包封口平面与颜色采集器7的拍摄角度为90
°
，颜色数据采集间隔时间为1.5s。药剂包1内显色剂和待测水样完成混合后为0点时刻，以蓝色光波在235强度作为统计对象，统计平均时刻数值，并将其作为时间校准参数，再以红色光波250强度为开始时刻，红色光波230强度为结束时刻，通过开始时刻和结束时刻的时间差的倒数作为横坐标，以标准样曲线计算得出水样的浓度值。
73.通过100次与人工测试结果进行对比，其测量误差在
±
0.5mg/l范围内，大大缩小了半定量读数范围。在完成设定光波及其强度后，便可得出水样浓度值，不需等待显色反应的完全结束，提高了水质检测速度。
74.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。