一种适用于多种介质的检测系统及检测方法与流程

本发明属于环境监测，具体来说，涉及一种适用于多种介质的检测系统及检测方法。

背景技术：

1、傅里叶红外光谱仪是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪，被广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环 保、海关、宝石鉴定和刑侦鉴定等领域。傅里叶红外光谱仪通过向检测样品发射红外光，然后接收携带有样品信息的反射红外光，分析后得到样品检测结果。

2、目前在环境监测方面，傅里叶红外技术仅用在大气检测中，通过检测前在预设点位设置反射件，然后向反射件发射红外光，红外光穿过大气被发射件反射回来，对反射回的红外光进行分析，得到检测结果。然而，这种检测方法一次检测只能得到傅里叶红外光谱仪与反射件之间的直线区域中大气污染情况，检测效率低。而且，由于地下水处于地表下方，利用基于傅里叶红外技术检测大气的方法直接对地表下方的地下水进行检测具有一定的难度，同时会受到很多因素干扰，检测结果的准确性也无法得到保证。因此，目前缺少能够使用于大气、地下水和地表水多种介质的检测设备。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种适用于多种介质的检测系统及检测方法，可快速分别检测出大气、地下水和地表水的污染情况，操作简单。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种适用于多种介质的检测系统，包括红外检测分析组件、地下水检测装置、大气检测装置和地表水检测装置；

4、所述地下水检测装置包括检测井，所述检测井包括井体、反射镜、检测槽和水泵，所述井体的井壁上部开设有检测窗口；所述反射镜设置在井体内壁上部，且与检测窗口相对；所述检测槽设置在井体内腔上部，且位于检测窗口和反射镜之间；所述检测槽包括透明中空的壳体，壳体上设有进水口和出水口，壳体内腔中位于进水口和出水口之间的一段为检测段；所述水泵的进口与井体内腔底部连通，水泵的出口与检测槽的进水口连通；

5、所述大气检测装置包括至少两个第一检测无人机，所述第一检测无人机包括第一无人机本体、第一红外接收器和第一红外发射器，所述第一红外接收器和第一红外发射器均安装在第一无人机本体上，第一红外接收器和第一红外发射器连接；

6、所述地表水检测装置包括两个第二检测无人机，所述第二检测无人机包括第二无人机本体、第二红外接收器和第二红外发射器，所述第二红外接收器和第二红外发射器均安装在第二无人机本体上，第二红外接收器和第二红外发射器连接。

7、作为本发明的进一步改进，所述红外检测分析组件包括红外分析装置本体、分光器、第一红外收发器、第二红外收发器和第三红外收发器，所述第一红外收发器、第二红外收发器和第三红外收发器均与分光器连接，分光器与红外分析装置本体连接；所述分光器用于将红外分析装置本体产生的红外光传输给第一红外收发器、第二红外收发器和第三红外收发器中的任意一个，还用于将第一红外收发器、第二红外收发器和第三红外收发器中的任意一个接收的红外光传输给红外分析装置本体。

8、作为本发明的进一步改进，所述检测井还包括冲洗管，所述冲洗管设置在井体内腔顶端；所述冲洗管通过管路与水泵的出口连通，且管路上设有第一阀门。

9、作为本发明的进一步改进，所述第一检测无人机还包括红外检测组件，第一红外接收器和第一红外发射器通过红外检测组件连接；所述红外检测组件包括旋转反射镜、干涉仪、第一反射镜、红外探测器和物联模块，所述旋转反射镜用于通过调整反射面的反射角度，将来自第一红外接收器的红外光反射给干涉仪或第一红外发射器；所述第一反射镜用于将来自干涉仪的红外光反射给红外探测器；所述红外探测器和物联模块连接。

10、作为本发明的进一步改进，所述第一检测无人机的个数为2个、3个、4个、5个或6个。

11、作为本发明的进一步改进，工作时，所述红外分析装置本体生成的红外光经分光器传输给第一红外收发器，第一红外收发器向地下水检测装置发射红外光，红外光依次穿过检测井的检测窗口和检测槽后照在反射镜上，并由反射镜反射后依次穿过检测槽和检测窗口被第一红外收发器接收，最后经分光器传输给红外分析装置本体；

12、或者，所述红外分析装置本体生成的红外光经分光器传输给第二红外收发器，第二红外收发器向大气检测装置发射红外光，红外光被第一个第一检测无人机接收，再发射给下一个第一检测无人机，第一检测无人机依次接收发射，最后一个第一检测无人机发射的红外光被第二红外收发器接收，最后经分光器传输给红外分析装置本体；

13、或者，所述红外分析装置本体生成的红外光经分光器传输给第三红外收发器，第三红外收发器向地表水检测装置发射红外光，红外光被第一个第二检测无人机接收，第一个第二检测无人机再发射给第二个第二检测无人机，第二个第二检测无人机发射的红外光被第三红外收发器接收，最后经分光器传输给红外分析装置本体。

14、第二方面，本发明还提供一种适用于多种介质的检测方法，采用上述检测系统；所述检测方法包括：

15、步骤10，对检测区域的地下水进行检测；具体包括：

16、步骤101，红外检测分析组件向检测井发射红外光，红外光依次穿过检测窗口和检测槽后照射在反射镜上后，开启水泵；水泵抽取井体内腔中的地下水，并输送到检测槽；地下水经检测槽的进水口进入壳体内腔，流过检测段后经检测槽的出水口流入井体内腔；

17、步骤102，红外检测分析组件向检测井发射的红外光，依次穿过检测窗口和检测槽的检测段中的地下水后照射在反射镜上；反射镜将红外光反射，红外光再依次穿过检测槽和检测窗口后被红外检测分析组件接收；红外检测分析组件对反射回的红外光进行分析，得到检测区域的地下水检测结果；

18、步骤20，对检测区域的大气进行检测；具体包括：

19、步骤201，第一检测无人机分别根据第一检测无人机序号与空中检测点位置之间的对应关系，飞行到检测区域空中对应的检测点位置；

20、步骤202，红外检测分析组件向第一个第一检测无人机发射红外光；第一个第一检测无人机的第一红外接收器接收到红外光后，传输给第一红外发射器，第一红外发射器向第二个第一检测无人机发射红外光；依次进行红外光的传输，直至最后一个第一检测无人机向红外检测分析组件发射红外光；红外检测分析组件接收到红外光后，进行分析，得到检测区域的大气检测结果；

21、步骤30，对检测区域的地表水进行检测；具体包括：

22、步骤301，第二检测无人机分别根据第二检测无人机序号与水面检测点位置之间的对应关系，飞行到检测区域的水面上对应的检测点位置；第一个第二检测无人机的第二红外发射器和第二个第二检测无人机的第二红外接收器均位于水面下方；

23、步骤302，红外检测分析组件向第一个第二检测无人机发射红外光；第一个第二检测无人机的第二红外接收器接收到红外光后，传输给第二红外发射器，第二红外发射器向第二个第二检测无人机发射红外光；第二个第二检测无人机的第二红外接收器接收到红外光后，传输给第二红外发射器，第二红外发射器向红外检测分析组件发射红外光；红外检测分析组件接收到红外光后，进行分析，得到检测区域的地表水检测结果。

24、作为本发明的进一步改进，所述步骤101前还包括：

25、步骤100）间歇启动水泵n次，水泵抽取井体内腔中的地下水，对井体内壁和检测槽壳体内壁进行冲洗，冲洗预设时间段后，水泵停机，关闭第一阀门；其中，n为大于1的整数。

26、作为本发明的进一步改进，所述步骤202中，每个第一检测无人机的第一红外接收器接收到红外光后，先通过旋转反射镜将红外光反射给干涉仪，干涉仪对红外光进行过滤后将红外光传输给第一反射镜，第一反射镜将红外光反射给第一红外探测器，红外探测器接收到红外光后进行处理，将红外光转换成电信号，并将电信号传输给物联模块，物联模块将电信号以及第一检测无人机序号发送给服务器；

27、所述步骤20还包括：

28、步骤203，服务器接收到第一检测无人机发送的电信号和第一检测无人机序号后，对接收的电信号进行谱图比对，得到第一检测无人机序号对应第一检测无人机的局部区域的大气检测结果；红外检测分析组件将检测区域的大气检测结果发送给服务器；服务器根据检测区域的大气检测结果以及所有第一检测无人机的局部区域的大气检测结果，得到检测区域的大气污染空间分布图。

29、作为本发明的进一步改进，所述步骤10、步骤20和步骤30中的任意两个步骤不同时执行。

30、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

31、（1）设置一个红外检测分析组件用于向检测介质发射红外光，接收携带有检测介质信息的红外光，并分析处理得到介质的检测结果；通过红外检测分析组件和地下水检测装置配合，可快速检测出检测区域的地下水的污染情况；通过红外检测分析组件和大气检测装置配合，可快速检测出检测区域的大气的污染情况；通过红外检测分析组件和地表水检测装置配合，可快速检测出检测区域的地表水的污染情况。一个检测系统，既可用于检测地下水，又可用于检测大气，还可用于检测地表水，可根据实际需要对不同介质进行检测，满足不同需求。

32、（2）地下水检测装置通过设置检测井，并通过水泵将检测井内腔底部的地下水抽吸到位于检测井内腔上部的检测槽中，使得红外检测分析组件发射的红外光可以穿过检测槽，从而实现红外光穿过地下水，经过地下水的红外光再通过井体内壁的反射镜反射被红外检测分析组件接收，红外检测分析组件分析穿过地下水的红外光，得到地下水的有机污染物的功能团的特征峰，通过与红外光谱图库的比对，实现有机污染物的半定性与半定量检测，得到地下水的污染情况，检测迅速，操作简便。检测井中的检测槽，壳体上设有进水口和出水口，壳体内腔中位于进水口和出水口之间的一段为检测段；检测时，地下水经进水口流入检测槽的壳体内腔，经过检测段后经检测槽的出水口又流入井体内腔，从而检测段中为连续流动的地下水，实现连续样品检测，相比于静止的地下水，检测结果更准确。

33、（3）大气检测装置通过设置第一检测无人机将接收到的红外光进行转发，从而第一检测无人机作为红外光的转发节点，实现红外光的传递，延长红外光的传输路径，扩大检测范围。而且，通过第一检测无人机的转发，可改变红外光的传输方向，使得红外检测分析组件和第一检测无人机之间形成一个封闭且多段式的检测路径。红外检测分析组件向第一个第一检测无人机发射红外光，第一个第一检测无人机接收的红外光携带有红外检测分析组件与第一个第一检测无人机之间的大气信息，第一个第一检测无人机又将该红外光发射给第二个第一检测无人机，第二个第一检测无人机接收的红外光不仅携带有红外检测分析组件与第一个第一检测无人机之间的大气信息，还携带有第一个第一检测无人机与第二个第一检测无人机之间的大气信息，依次传输红外光，最后一个第一检测无人机向红外检测分析组件发射红外光，红外检测分析组件接收的红外光携带有红外检测分析组件与第一个第一检测无人机之间的大气信息，各相邻第一检测无人机之间的大气信息以及最后一个第一检测无人机与红外检测分析组件之间的大气信息。经红外检测分析组件分析后，可得到整个检测路径的大气污染情况，检测迅速，检测效率高。红外检测分析组件和至少两个第一检测无人机形成至少三段式的封闭的检测路径，第一检测无人机可都位于同一平面，则形成的检测路径为平面形状，可检测出平面区域的大气污染情况；第一检测无人机也可不都在同一平面上，则形成的检测路径为立体形状，可检测出立体空间区域的大气污染情况。可以通过调整第一检测无人机的位置，实现调整检测路径以及检测区域的大小和位置，检测方便灵活。

34、（4）地表水检测装置通过设置两个第二检测无人机，红外检测分析组件向第一个第二检测无人机发射红外光，第一个第二检测无人机又将该红外光发射给第二个第二检测无人机，第二个第二检测无人机接收的红外光携带有第一个第二检测无人机与第二个第二检测无人机之间的地表水信息，第二个第二检测无人机向红外检测分析组件发射红外光，红外检测分析组件接收的红外光携带有两个第二检测无人机之间的地表水信息，经红外检测分析组件分析后，可得到两个第二检测无人机之间区域的地表水污染情况，检测迅速，检测效率高。两个第二检测无人机之间形成检测路径，可以通过调整两个第二检测无人机的位置和两个第二检测无人机之间的距离，实现调整检测区域的位置和大小，检测方便灵活。