水质光谱在线采样装置和水质检测方法与流程

本申请属于水质检测，尤其涉及一种水质光谱在线采样装置和水质检测方法。

背景技术：

1、目前，水质检测通过直接采集被测水样，并利用电化学检测或者实验室化学试剂反应检测水质成分来实现。但直接采集被测水样的方式存在操作不便，效率较低的问题。因此，亟需一种新的水质光谱在线采样装置来提高水样采集效率。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供了一种水质光谱在线采样装置和水质检测方法，进而至少在一定程度上可以通过采集被测水样的光谱数据，提高采样效率。

2、本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

3、根据本申请实施例的第一方面，提供了一种水质光谱在线采样装置，包括：主控模组、光源模组和光探测模组，所述主控模组与所述光源模组和所述光探测模组连接；

4、所述主控模组用于向所述光源模组发出对应不同波长的控制指令；

5、所述光源模组用于布置在待测水样的光入射路径中，并根据所述控制指令向所述待测水样发出检测光；

6、所述光探测模组用于布置在所述待测水样的光探测路径上，并探测所述检测光入射到所述待测水样后产生的光谱数据，将所述光谱数据发送至所述主控模组。

7、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述主控模组包括电源、通信模块以及控制器，所述电源和所述通信模块与所述控制器连接，所述控制器与所述光源模组以及所述光探测模组连接。

8、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述光源模组用于布置在所述待测水样的第一侧，所述光探测模组用于布置在所述待测水样的第二侧，所述第二侧与所述第一侧为相对的两侧，以使所述光源模组发出的所述检测光穿射过所述待测水样后产生的光谱数据直射入所述光探测模组。

9、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述光源模组包括光源和第一光纤，所述光源与所述第一光纤连接，所述第一光纤远离所述光源的一端用于没入所述待测水样的第一侧进行布设。

10、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述装置还包括反射件，所述光源模组和所述光探测模组用于布置在所述待测水样的第一侧，所述反射件用于布置在所述待测水样的第二侧，所述第二侧与所述第一侧为相对的两侧，以使所述光源模组发出的所述检测光穿射过所述待测水样后产生的光谱数据经所述反射件反射入所述光探测模组。

11、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述光源模组包括光源和第一光纤，所述光源与所述第一光纤连接，所述第一光纤远离所述光源的一端用于没入所述被测水样的第一侧进行布设；

12、所述光探测模组包括光电探测器和第二光纤，所述光电探测器与所述第二光纤连接，所述第二光纤远离所述光电探测器的一端用于没入所述被测水样的第一侧进行布设。

13、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述装置还包括光纤耦合器和第三光纤；

14、所述光源模组包括光源和第一光纤，所述光源与所述第一光纤的第一端连接，所述光探测模组包括光电探测器和第二光纤，所述光电探测器与所述第二光纤的第一端连接；

15、所述第一光纤的第二端和所述第二光纤的第二端与所述光纤耦合器的第一端连接，所述光纤耦合器的第二端与所述第三光纤的第一端连接，所述第三光纤的第二端设有所述反射件以及多个间隔设置的立柱，所述反射件与各个所述立柱一体成型设置，各个所述立柱之间形成狭缝通道以用于流通所述待测水样。

16、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述光源包括氙灯光源或led光源，所述氙灯光源或led光源用于发出全光谱或预设波长的检测光。

17、根据本申请实施例的第二方面，提供了一种水质检测方法，应用于如第一方面任一项所述的装置，所述方法包括：

18、获取待测水样的各个光谱数据，对各个所述光谱数据进行特征参数融合，得到所述待测水样的综合光谱参数；

19、根据所述综合光谱参数，基于预设的水质检测模型输出所述待测水样的水质检测结果。

20、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述光谱数据包括uv-vis光谱、nir光谱以及拉曼光谱，所述对各个所述光谱数据进行特征参数融合，得到所述待测水样的综合光谱参数，包括：

21、获取所述uv-vis光谱、所述nir光谱以及所述拉曼光谱在同一波段内的各个光谱特征数据；

22、采用标准化数据加权平均法对各个所述光谱特征数据进行特征融合，得到所述待测水样的综合光谱参数。

23、根据本申请实施例的第三方面，提供了一种水质检测装置，设于如第一方面任一项所述的水质光谱在线采样装置，所述水质检测装置包括：

24、融合单元，用于获取待测水样的各个光谱数据，对各个所述光谱数据进行特征参数融合，得到所述待测水样的综合光谱参数；

25、检测单元，用于根据所述综合光谱参数，基于预设的水质检测模型输出所述待测水样的水质检测结果。

26、根据本申请实施例的第四方面，提供了一种电子设备，包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现如第二方面任一所述的方法所执行的操作。

27、根据本申请实施例的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序指令，所述至少一条计算机程序指令由处理器加载并执行以实现如第二方面任一所述的方法所执行的操作。

28、本发明实施例提供的一个或者多个技术方案，至少实现了如下技术效果或者优点：

29、本发明通过主控模组向光源模组发出对应不同波长的控制指令，使得光源模组按照光入射路径向待测水样发出检测光，并由光探测模组检测光入射到所述待测水样后产生的光谱数据，将光谱数据发送至主控模组。本发明通过光学手段在线采集待测水样的光谱数据，无需直接采集待测水样，也无需将待测水样带离水质现场进行进一步检测；此外，光源模组可以发出不同波长的检测光，因此无需在水质光谱在线采样装置内部设置不同的测定装置，缩小了装置体积和质量，提高了水质检测采样效率。

30、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种水质光谱在线采样装置，其特征在于，包括：主控模组、光源模组和光探测模组，所述主控模组与所述光源模组和所述光探测模组连接；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控模组包括电源、通信模块以及控制器，所述电源和所述通信模块与所述控制器连接，所述控制器与所述光源模组以及所述光探测模组连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源模组用于布置在所述待测水样的第一侧，所述光探测模组用于布置在所述待测水样的第二侧，所述第二侧与所述第一侧为相对的两侧，以使所述光源模组发出的所述检测光穿射过所述待测水样后产生的光谱数据直射入所述光探测模组。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光源模组包括光源和第一光纤，所述光源与所述第一光纤连接，所述第一光纤远离所述光源的一端用于没入所述待测水样的第一侧进行布设。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括反射件，所述光源模组和所述光探测模组用于布置在所述待测水样的第一侧，所述反射件用于布置在所述待测水样的第二侧，所述第二侧与所述第一侧为相对的两侧，以使所述光源模组发出的所述检测光穿射过所述待测水样后产生的光谱数据经所述反射件反射入所述光探测模组。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述光源模组包括光源和第一光纤，所述光源与所述第一光纤连接，所述第一光纤远离所述光源的一端用于没入所述被测水样的第一侧进行布设；

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括光纤耦合器和第三光纤；

8.根据权利要求4或6所述的装置，其特征在于，所述光源包括氙灯光源或led光源，所述氙灯光源或led光源用于发出全光谱或预设波长的检测光。

9.一种水质检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的装置，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述光谱数据包括uv-vis光谱、nir光谱以及拉曼光谱，所述对各个所述光谱数据进行特征参数融合，得到所述待测水样的综合光谱参数，包括：

技术总结
本申请公开了水质光谱在线采样装置和水质检测方法，包括：主控模组、光源模组和光探测模组，所述主控模组与所述光源模组和所述光探测模组连接；主控模组用于向所述光源模组发出对应不同波长的控制指令；光源模组用于布置在待测水样的光入射路径中，并根据所述控制指令向所述待测水样发出检测光；光探测模组用于布置在所述待测水样的光探测路径上，并探测所述检测光入射到所述待测水样后产生的光谱数据，将所述光谱数据发送至所述主控模组。本申请通过光学手段在线采集待测水样的光谱数据，光源模组发出不同波长的检测光，无需在水质光谱在线采样装置内部设置不同的测定装置，缩小了装置体积和质量，提高了采样效率。

技术研发人员：侯瀚森,刘海川,赵乙橦
受保护的技术使用者：欧勒姆电气（珠海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4