专利名称：污染水的污染成份图谱判别装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污染水的污染成份图谱判别装置，利用水质测定传感器的各传感器在相同浓度下具有再现性地发生电压差，获得基于电压差的各项目的图谱，从而能够卓有实效地进行污染物质分析，有效测定样本污染水的污染成份及污染程度。
背景技术：
水质测定传感器阵列如果暴露于测定对象(铅、镉、水银、铜、氯离子、硝态氮)物质，不仅是暴露的项目测定用传感器，其他阵列传感器也会因相互干扰而发生各传感器的电压变化。一般的ISE传感器虽然被广泛认为是在较低浓度范围内检测出微量测定物质的装备，但在混有电气性质类似的离子的情况下，难以有选择地检测出测定物质，从而将类似物质误认为测定物质并表现定量值，因此必须经过预处理。
发明内容
为解决如上问题，本发明要实现的技术课题是提供一种污染水的污染成份图谱判别装置，利用水质测定传感器的各传感器在相同浓度下具有再现性地发生电压差，获得基于电压差的各项目的图谱，从而能够卓有实效地进行污染物质分析，有效测定样本污染水的污染成份及污染程度。本发明的技术解决方案在于本发明涉及污染水的污染成份图谱判别装置，其特征在于，包括多个水质测定传感器(100)，不同地感知上述相同的污染水的污染成份中至少一种污染成份，以便针对相同的污染水表现出互不相同的水质测定值；样本污染成份图谱取得部000)，从上述多个水质测定传感器(100)分别获取样本污染水的水质测定值，取得上述样本污染水的污染成份图谱，即样本污染成份图谱；污染成份图谱比较部(800)，比较上述样本污染成份图谱与从上述多个水质测定传感器预先取得的基准污染水的污染成份图谱，即，与基准污染成份图谱是否类似。在本发明中，上述样本污染成份图谱可以是以频谱方式显示上述样本污染水污染成份的样本污染成份频谱，上述基准污染成份图谱可以是以频谱方式显示上述基准污染水污染成份的基准污染成份频谱。本发明包括频谱要素比率取得部G00)，假定在上述基准污染成份频谱中，上述多个水质测定传感器中的第j号水质测定传感器的水质测定值所对应的频谱要素值为 Sd#j，在上述样本污染成份频谱中，上述第j号水质测定传感器的水质测定值所对应的频谱要素值为Ss#j，则取得上述第j号水质测定传感器的水质测定值所对应的频谱要素比率，即Rk#j = Sd#j/Ss#j ；频谱要素比率平均值取得部(500)，假定上述多个水质测定传感器的个数为n，则取得频谱要素比率平均值，即Cs = (Rk#l+Rk#2+. . . +Rk#n)/n ；频谱比率取得部(600)，取得上述基准污染成份频谱中上述第j号水质测定传感器的水质测定值所对应的频谱要素值相对于上述频谱要素比率平均值的比率，即狐扪=Sd#j/Cs ；平均频谱比率取得部(700)，取得上述第j号水质测定传感器的水质测定值所对应的上述频谱要素比率相对于上述频谱要素比率平均值的比率，即I nk#j = Rk#j/Cs ；而且，上述污染成份图谱比较部(800)可以取得定义为S = (Rnk#lXffk#l+. · · +Rnk#nXffk#n)的类似度S。在本发明中，上述污染成份图谱比较部(800)在上述类似度S为特定值以上时，可以判别为上述基准污染成份图谱与上述样本污染成份图谱类似。本发明的技术效果在于本发明具有的优点是，即使在水质测定传感器阵列暴露于测定对象(铅、镉、水银、铜、氯离子、硝态氮)物质，因相互干扰而发生各传感器的电压变化时，也可以有效测定样本污染水的污染成份及污染程度。
图1是本发明一个实施例的构成框图。图2是构成图1所示水质测定传感器部的多个水质测定传感器的简图。图3是图1所示样本污染成份取得部取得的样本污染成份频谱(spectrum)示例。图4是图1所示基准污染成份图谱存储部存储的多个基准污染成份频谱的示例。图5是基于图1所示污染成份图谱比较部的基准污染成份图谱与样本污染成份图谱类似度比较示例。附图符号说明100 水质测定传感器200 样本污染成份图谱取得部300 基准污染成份图谱存储部400 频谱要素比率取得部500 频谱要素比率平均值取得部600:频谱比率取得部700 平均频谱比率取得部800 污染成份图谱比较部
具体实施例方式
下面参照附图，对本发明的一个实施例进行详细说明。图1是本发明一个实施例的构成框图，图2是构成图1所示水质测定传感器部的多个水质测定传感器的简图，图3是图1所示样本污染成份取得部取得的样本污染成份频谱(spectrum)示例，图4是图1所示基准污染成份图谱存储部存储的多个基准污染成份频谱的示例，图5是基于图1所示污染成份图谱比较部的基准污染成份图谱与样本污染成份图谱类似度比较示例。如图1所示，本发明的一个实施例具有水质测定传感器部(WS)。如图2所示，水质测定传感器部(WQ包括多个水质测定传感器(100)。水质测定传感器部(WQ为针对相同的污染水显示出互不相同的水质测定值，包括多个水质测定传感器(100)，不同地感知上述相同的污染水的污染成份中至少一种污染成份。S卩，针对上述相同的污染水，各个水质测定传感器(101，102，…，100+j，…，100+n)显示出互不相同的水质测定值。各个水质测定传感器(101，102，-,100+j,…，100+n)除用于测定B0D、C0D 等一般项目的传感器外，还可以是用于敏感地感知包含重金属在内的互不相同的特定污染成份的传感器。如图1所示，本发明的一个实施例包括样本污染成份图谱取得部(200)。样本污染成份图谱取得部(200)用于分别从多个水质测定传感器(100)获取样本污染水的水质测定值，取得上述样本污染水的污染成份图谱，即样本污染成份图谱。上述样本污染成份图谱以频谱(spectrum)方式显示上述样本污染水的污染成份。以下将其称为样本污染成份频谱。频谱方式是以各个水质测定传感器(100)测定的水质测定值之和为基准，核算各个水质测定传感器(100)的水质测定值相应的比率，将这种比率表现为频谱的要素。即，当假定所有水质测定传感器(100)的水质测定值之和为100时，将各个水质测定传感器(100) 的水质测定值所占的值分配给各个水质测定传感器(100)的水质测定值所对应的频谱要素值，可以完成一个频谱。在图3中，显示了样本污染水的染成份频谱(spectrum)，即样本污染成份频谱的示例。如上以频谱方式表现出上述样本污染成份图谱后，可以对由复合性污染成份构成的水质污染进行代码化(encode)，进行明确区分。在后述的污染成份图谱比较部(800)，比较分析上述样本污染成份图谱与基准污染成份图谱(后述)，从而可以从视觉上直观地表现出上述样本污染成份图谱。如图1所示，本发明的一个实施例具有基准污染成份图谱存储部(300)。基准污染成份图谱存储部(300)用于分别从多个水质测定传感器(100)获取基准污染水的水质测定值，存储上述基准污染水的污染成份图谱，即基准污染成份图谱。上述基准污染成份图谱是以频谱(spectrum)方式表示上述基准污染水的污染成份。以下将其称为基准污染成份频谱。在基准污染成份图谱存储部(300)，分别预先存储了关于m个互不相同的基准污染水的基准污染成份频谱。在图4中显示的示例是4个关于基准污染水的污染成份频谱(spectrum)，即4个基准污染成份频谱。如图1所示，本发明的一个实施例具有频谱要素比率取得部(400)。假定上述基准污染成份频谱中第j号水质测定传感器(100+j)的水质测定值所对应的频谱要素值为Sd#j，上述样本污染成份频谱中上述第j号水质测定传感器(100+j)的水质测定值所对应的频谱要素值为Ss#j，则频谱要素比率取得部(400)用于取得上述第j 号水质测定传感器的水质测定值所对应的频谱要素比率，即Rk#j = Sd#j/Ss#j0其中， 的小写字母k，代表Sd#j是在基准污染成份图谱存储部(300)存储的值中的第k号基准污染水所对应的值。频谱要素比率取得部(400)取得所有水质测定传感器(100)的水质测定值所对应的频谱要素比率，所以，j = 1至η的所有η个频谱要素比率全部取得。如图1所示，本发明的一个实施例具有频谱要素比率平均值取得部(500)。假定上述多个水质测定传感器(100)的个数为η时，则频谱要素比率平均值取得部(500)用于取得频谱要素比率平均值，即Cs = (Rk#l+Rk#2+. . . +Rk#n)/n0如图1所示，本发明的一个实施例具有频谱比率取得部(600)。频谱比率取得部(600)用于取得上述基准污染成份频谱中上述第j号水质测定传感器的水质测定值所对应的频谱要素值相对于上述频谱要素比率平均值的比率，即Wk#j =Sd#j/Cs。其中，ffk#j的小写字母k，代表Sd#j是在基准污染成份图谱存储部(300)存储的值中的第k号基准污染水所对应的值。如图1所示，本发明的一个实施例具有平均频谱比率取得部(700)。平均频谱比率取得部(700)用于取得上述第j号水质测定传感器的水质测定值所对应的上述频谱要素比率相对于上述频谱要素比率平均值的比率，即I nk#j = Rk#j/CSo如图1所示，本发明的一个实施例具有污染成份图谱比较部(800)。污染成份图谱比较部(800)用于比较上述样本污染成份图谱与上述基准污染成份图谱是否类似。因此，在污染成份图谱比较部(800)，比较了上述样本污染成份频谱与上述基准污染成份频谱是否类似。为此，污染成份图谱比较部(800)取得了类似度S。类似度S定义为S = (Rnk#lXffk#l+. · · +Rnk#nXffk#n)。污染成份图谱比较部(800)在上述类似度S为特定值以上时，判别为上述第k号基准污染水的基准污染成份图谱与上述样本污染成份图谱类似。即，当上述类似度S为特定值以上时，可以判别为上述样本污染水被与上述第k号基准污染水类似的污染成份、按类似的污染成份比所污染。上述特定值可以是70%。在图5中，显示了基于图1所示污染成份图谱比较部的基准污染成份图谱与样本污染成份图谱的类似度比较过程。另一方面，本发明的一个实施例可以取得一个特定的上述样本污染水与k = 1至 m的所有基准污染水的类似度S。
权利要求
1.一种污染水的污染成份图谱判别装置，其特征在于，包括多个水质测定传感器 (100)，不同地感知所述相同的污染水的污染成份中至少一种污染成份，以便针对相同的污染水表现出互不相同的水质测定值；样本污染成份图谱取得部(200)，从所述多个水质测定传感器(100)分别获取样本污染水的水质测定值，取得所述样本污染水的污染成份图谱，即样本污染成份图谱；污染成份图谱比较部(800)，比较所述样本污染成份图谱与从上述多个水质测定传感器预先取得的基准污染水的污染成份图谱，即，与基准污染成份图谱是否类似。
2.根据权利要求1所述的污染水的污染成份图谱判别装置，其特征在于所述样本污染成份图谱是以频谱(spectrum)方式显示样本污染水污染成份的样本污染成份频谱，所述基准污染成份图谱是以频谱方式显示基准污染水污染成份的基准污染成份频谱。
3.根据权利要求2所述的污染水的污染成份图谱判别装置，其特征在于，包括频谱要素比率取得部(400)，假定在所述基准污染成份频谱中，所述多个水质测定传感器中的第 j号水质测定传感器的水质测定值所对应的频谱要素值为Sd#j，在所述样本污染成份频谱中，所述第j号水质测定传感器的水质测定值所对应的频谱要素值为Ss#j，则取得所述第j 号水质测定传感器的水质测定值所对应的频谱要素比率，即Rk#j = Sd#j/Ss#j ；频谱要素比率平均值取得部(500)，假定所述多个水质测定传感器的个数为n，则取得频谱要素比率平均值，即Cs = (Rk#l+Rk#2+. · · +Rk#n) /n ；频谱比率取得部(600)，取得所述基准污染成份频谱中所述第j号水质测定传感器的水质测定值所对应的频谱要素值相对于所述频谱要素比率平均值的比率，即Wk#j = Sd#j/ Cs ；平均频谱比率取得部(700)，取得所述第j号水质测定传感器的水质测定值所对应的所述频谱要素比率相对于所述频谱要素比率平均值的比率，即Rnk#j = Rk#j/Cs ；而且，所述污染成份图谱比较部(800)可以取得定义为S = (Rnk#lXffk#l+. . . +Rnk#nXffk#n)的类似度S。
4.根据权利要求3所述的污染水的污染成份图谱判别装置，其特征在于所述污染成份图谱比较部(800)在所述类似度S为特定值以上时，判别为所述基准污染成份图谱与所述样本污染成份图谱类似。
全文摘要
本发明涉及一种污染水的污染成份图谱判别装置，利用水质测定传感器的各传感器在相同浓度下具有再现性地发生电压差，获得基于电压差的各项目的图谱，从而能够卓有实效地进行污染物质分析，有效测定样本污染水的污染成份及污染程度。
文档编号G01N27/00GK102478532SQ201110379259
公开日2012年5月30日 申请日期2011年11月24日 优先权日2010年11月30日
发明者姜昌益, 崔一焕, 李翊载, 金志宣, 金韩洙 申请人:科学技术分析中心株式会社