水质检测分析仪的制作方法

1.本实用新型涉及水质检测技术领域，特别涉及一种水质检测分析仪。


背景技术：

2.针对水样污染检测技术，目前主要采用基于水质常规五参数(溶解氧、水温、电导率、浊度、ph(hydrogen ion concentration，氢离子浓度指数))、cod(chemical oxygen demand，化学需氧量)、氨氮、总磷等在线水质监测装备，并按照国家、地方等相关水质指标标准来判断水样是否污染。但是，该在线水质检测装备，监测时间长，检测灵敏度不足，例如，cod难以检测出含3个苯环以上的有机物，尤其是对于无机污染物水样，更是难以进行有效的检测。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少从一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
4.为此，本实用新型的目的在于提出一种水质检测分析仪，其能够快速且准确的检测出水样是否污染，并分析水样的污染源。
5.为实现上述目的，本实用新型提出了一种水质检测分析仪，包括：三维荧光检测模块，所述三维荧光检测模块用于获取待测水样的三维荧光光谱信息；生物毒性检测模块，所述生物毒性检测模块用于获取待测水样中的生物毒性信息；控制模块，所述控制模块分别与所述三维荧光检测模块和所述生物毒性检测模块相连，所述控制模块用于根据所述待测水样的三维荧光光谱信息和所述待测水样中的生物毒性信息，检测水样是否污染，并分析水样的污染源。
6.根据本实用新型的水质检测分析仪，通过三维检测模块获取待测水样的三维荧光光谱信息，同时通过生物毒性检测模块获取待测水样中的生物毒性信息，以便控制模块根据待测水样的三维荧光光谱信息和待测水样中的生物毒性信息，检测水样是否污染，并分析水样的污染源。由此，该水质检测分析仪能够快速且准确的检测出水样是否污染，并分析出水样的污染源。
7.另外，根据本实用新型上述提出的水质检测分析仪还可以具有如下附加的技术特征：
8.具体地，所述控制模块具体用于，在所述待测水样的三维荧光光谱信息和所述待测水样中的生物毒性信息中任一项超过对应的预设值时，确定水样污染，并分析水样的污染源。
9.具体地，所述三维荧光检测模块，包括：可调谐波长光源、样品池和光谱仪，其中，所述可调谐波长光源输出激发光至所述样品池，所述样品池中存放的所述待测水样在所述激发光的激发下产生荧光，所述光谱仪根据所述荧光生成所述三维荧光光谱信息。
10.具体地，所述可调谐波长光源由氙灯和单色仪组成，其中，所述氙灯输出光源，所述光源经由所述单色仪输出预设波长的激发光。
11.具体地，所述生物毒性检测模块，包括：加样单元，所述加样单元用于实现所述待测水样和发光菌液的加样；生物发光检测单元，所述生物发光检测单元用于检测所述待测水样中发光菌液的发光细菌发光度的变化，量度所述待测水样中的生物毒性信息。
12.其中，所述发光菌液为发光细菌冻干试剂。
13.进一步地，上述的水质检测分析仪，还包括：显示模块，所述显示模块与所述控制模块相连，所述显示模块用于显示所述待测水样的三维荧光光谱信息、所述待检测水样中的生物毒性信息、所述水样是否污染和所述水样的污染源中的至少一种。
14.进一步地，上述的水质检测分析仪，还包括：预警分析模块，所述预警分析模块与所述控制模块相连，所述预警分析模块用于在水样污染时发出预警信息。
附图说明
15.图1是根据本实用新型实施例的水质检测分析仪的方框示意图；
16.图2是根据本实用新型一个实施例的三维荧光检测模块的示意图；
17.图3是根据本实用新型一个实施例的生物毒性检测模块的示意图；
18.图4是根据本实用新型一个实施例的水质检测分析仪的方框示意图。
具体实施方式
19.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
20.下面结合附图来描述本实用新型实施例的水质检测分析仪。
21.针对水样污染检测技术，目前主要采用基于水质常规五参数(溶解氧、水温、电导率、浊度、ph)、cod、氨氮、总磷等在线水质监测装备，并按照国家、地方等相关水质指标标准来判断水样是否污染。但是，该在线水质检测装备，监测时间长，检测灵敏度不足，例如，cod难以检测出含3个苯环以上的有机物，尤其是对于无机污染物水样，更是难以进行有效的检测。
22.为解决上述问题，本实用新型提出了一种新的水质检测分析仪，该水质检测分析仪针对饮用水、地表水、下地下等水样污染，综合使用在线式快速三维荧光和毒性检测技术，解决复杂基质下的水样污染检测问题，突破常规水样在线监测的及时性不足、污水源头识别难等问题。
23.图1是根据本实用新型实施例的水质检测分析仪的方框示意图。
24.如图1所示，本实用新型实施例的水质检测分析仪100，包括：三维荧光检测模块110、生物毒性检测模块120和控制模块130。
25.其中，三维荧光检测模块110用于获取待测水样的三维荧光光谱信息。生物毒性检测模块120用于获取待测水样中的生物毒性信息。控制模块130分别与三维荧光检测模块110和生物毒性检测模块120相连，控制模块130用于根据待测水样的三维荧光光谱信息和待测水样中的生物毒性信息，检测水样是否污染，并分析水样的污染源。
26.需要说明的是，本实用新型实施例中的三维荧光检测模块110是一个小型化高精
度的三维荧光扫描检测部件，以满足水质检测分析仪小型化、便携式、现场化的需求。
27.具体地，在需要对某个区域的水样进行检测时，获取该区域的待测水样，并将待检测水样放置在水质检测分析仪的取样处，该仪器可完成取样和数据的获取。具体通过三维荧光检测模块110获取待测水样的三维荧光光谱信息，同时，通过生物毒性检测模块120用于获取待测水样中的生物毒性信息。控制模块130在得到待测水样的三维荧光光谱信息和待测水样中的生物毒性信息之后，根据待测水样的三维荧光光谱信息和待测水样中的生物毒性信息，检测水样是否污染，并分析水样的污染源如具体来源于哪种企业或行业。
28.在本实用新型的一个实施例中，控制模块130在待测水样的三维荧光光谱信息和待测水样中的生物毒性信息中任一项超过对应的预设值时，确定水样污染，并分析水样的污染源。
29.举例说明，控制模块130分别对三维荧光光谱信息中的各维荧光光谱信息进行比较，如果三维荧光光谱信息中的任意一维荧光光谱信息超过对应的预设值，则确定水样污染；控制模块130对生物毒性信息进行判断，如果生物毒性信息超过对应的预设值，则确定水样污染，并将其与所属区域标准毒性物hgcl2或苯酚进行对照，便可得出相应的毒性等级；控制模块130在待测水样的三维荧光光谱信息和待测水样中的生物毒性信息都未超过对应的预设值时，确定水样未污染。
30.控制模块130在水样污染之后，分析水样的污染源，具体可以在在线模式或离线模式下进行水样的污染源的诊断，给出相似度最接近的污染源的名称以及相似度。例如，当清洁水体(如iii类和优于iii类的水体)受到污染时，如果水质检测分析仪判定待检测水样和某污染源的相似度达到90％以上，可以认为待检测水样受到了该污染源的污染；如果水质检测分析仪判定待检测水样和某污染源的相似度达到80％以上，则可以认为待检测水样与该污染源相关，但同时还可能存在其它污染源。
31.由此，该水质检测分析仪能够快速且准确的检测出水样是否污染，并分析水样的污染源。
32.进一步地，为了便于用户查看检测结果，如图4所示，该水质检测分析仪，还包括：显示模块140。该显示模块140与控制模块130相连，显示模块140用于显示待测水样的三维荧光光谱信息、待检测水样中的生物毒性信息、水样是否污染和水样的污染源中的至少一种。
33.进一步地，为了便于用户及时获取水污染的情况，如图4所示，该水质检测分析仪，还包括：预警分析模块150。预警分析模块150与控制模块130相连，预警分析模块150用于在水样污染时发出预警信息。其中，预警分析模块150可以为声和/或光预警分析模块，具体可根据实际需要进行设置。例如，该水质检测分析仪在在线模式下运行时，会根据检测到的污染物的信号强度进行判断，如果信号强度高于预警区间的最大值或者低于预警区间的最小值，则水质检测分析仪的相应的污染强度的位置会点亮红灯，并发出报警声，以提醒用户注意。
34.由此，本实用新型的水质检测分析仪是一种基于水质指纹识别技术、生物毒性检测等技术开发的具有污染物检测、预警、污染源溯源和污染留证功能的仪器，可以计算待检测水样与所属区域污染的标准水样库中标准水样的匹配程度，主要由采集、传输、存储、主机显示等硬件设备及各个区域污染的标准水样库组成。
35.在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，三维荧光检测模块110，包括：可调谐波长光源111、样品池112和光谱仪113。其中，可调谐波长光源111输出激发光至样品池112，样品池112中放置待检测水样，待测水样在激发光的激发下产生荧光，光谱仪113根据荧光生成三维荧光光谱信息。
36.具体地，可调谐波长光源111可由氙灯1111如直流氙灯和单色仪1112组成。氙灯1111输出的光源，该光源照射在单色仪1112上输出预设波长的激发光，该激发光通过一个透镜聚焦到流动比色皿样品池112内部。样品池112内的待测水样在激发光的激发下产生荧光，在与激发光垂直方向使用另外一个透镜收集并且耦合到光谱仪113内，从而探测得到三维荧光光谱的信号。用户可通过控制设备如电脑控制单色仪1112扫描激发光的波长，每输出一个波长，就使用光谱仪113测量一个光谱，从而实现三维荧光光谱的测量。
37.在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，生物毒性检测模块120，包括：加样单元121和生物发光检测单元122。其中，加样单元121用于实现待测水样和发光菌液的加样。生物发光检测单元122用于检测待测水样中发光菌液的发光细菌发光度的变化，量度待检测水样中的生物毒性信息。
38.具体地，加样单元121主要用于实现液体的微量、高精度取样，可包括实现取液的设备，用于吸取发光菌液和待测水样，并在将发光菌液和待测水样混合均匀后，使混合均匀后的液体流至生物发光检测单元122。生物发光检测单元122用于测定待测水样中发光菌液的发光细菌发光度的变化，量度被测环境样品中由重金属和其它有机污染物所造成的生物毒性信息。
39.为了提高检测精度，发光菌液可使用发光细菌冻干试剂，当这些发光细菌处于有毒性的水样中时，它们发出的光会受到抑制，根据其发光强度的变化即可快速准确地测试出待测水样中的生物毒性信息，并且可直接检测上千种潜在的毒性物质。
40.为了实现水质检测分析仪的高集成度，加样单元121既是可以实现液体的微量、高精度取样，也可以作为样品池112，即荧光检测区域，加样单元121内部采用光学透过率较高的材质，外部采用光密封结构。
41.本实用新型所提出水质检测分析仪，通过将生物毒性效应分析技术与快速灵敏的水质荧光污染排放源识别技术有机结合，利用水质荧光检测灵敏度高的特点，快速识别污染出现；利用生物毒性效应判断污染的危害程度及毒性类型；利用水质荧光结合毒性效应综合判断疑似污染排放，且上述功能可同时快速完成，最终实现重金属、有机物等生物综合毒性识别、预警与污染排放源的溯源。
42.综上所述，根据本实用新型实施例的水质检测分析仪，通过三维检测模块获取待测水样的三维荧光光谱信息，同时通过生物毒性检测模块获取待测水样中的生物毒性信息，以便控制模块根据待测水样的三维荧光光谱信息和待测水样中的生物毒性信息，检测水样是否污染，并分析水样的污染源。由此，该水质检测分析仪能够快速且准确的检测出水样是否污染。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
44.此外，术语“第一”、“第二”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”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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
48.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。