水质监测的数据处理方法、装置、设备及可读存储介质与流程

本申请涉及水质监测，特别是涉及一种用于水质监测的数据处理方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术：

1、随着世界人口的增长及工农业生产的发展，用水量也在日益增长。同时由于人类的生产和生活，导致地表、地下水体的污染，水质恶化，使有限的水资源更加的紧张，在水资源如此紧缺的情况下，水质测量意义非凡。其中，水质测量是指对水中的化学物质、悬浮物、底泥和水生态系统进行统一的定时或不定时的检测，测定水中污染物的种类、浓度及变化趋势，评价水质状况等工作。

2、现有技术中水质监测的数据处理方法包括通用的标准曲线法及标准加入法。如专利申请201810377934.5所公开的一种bod水质监测方法，微生物燃料电池(mfcs)反应器(1)置于污水中，电机(2)驱动旋转生物阳极(3)使其旋转，阴极室中的阴极(4)，作为电子受体的阴极液(5)，隔开旋转生物阳极(3)和阴极(4)的是膜组件(6)，连接阴阳极的记录仪(7)。记录仪(7)记录mfcs的电信号，根据标准曲线计算出bod监测值。其中，运用通用的标准曲线法在量程范围测试，能保持较高的测试精度；但是在测试定量下限附近的浓度时，测试精度直线下降且在样品基体复杂时容易导致测试精度极大降低。

3、标准加入法是将一定量已知浓度的标准溶液加入待测样品中，测定加入前后样品的浓度；加入标准溶液后的浓度将比加入前的高，其增加的量应等于加入的标准溶液中所含的待测物质的量；如果样品中存在干扰物质，则浓度的增加值将小于或大于理论值。标准加入法将样品与标准混合后进行测定，达到了标准与样品基体的相似，但也存在测试空白时，背景干扰无法完全消除，因此得到水质测试浓度和响应呈现的不是正比关系，而是正比线性关系，即会产生一个截距，而标准加入法是基于正比关系的基础下进行运算的，较大截距的存在，会给最后水质的测试准确度带来极大的误差。

4、因此，亟需改进。

技术实现思路

1、基于此，因此本发明的首要目地是提供一种水质监测的数据处理方法、装置、设备及可读存储介质，能够解决现有技术中采用标准曲线法或标准加入法的时测量水质时带来的测试准确度误差较大的问题。

2、本发明的另一个目地在于提供一种水质监测的数据处理方法、装置、设备及可读存储介质，能够消除水质测量过程中存在的背景干扰(消除截距)带来的测量误差，从而提高水质测量的精确度。

3、为实现上述目的，本发明的技术方案为：

4、一种水质监测的数据处理方法，所述水质监测的数据处理方法包括：测量第一预设体积的待测水质的第一响应信号；在所述待测水质中分别加入第二预设体积及第三预设体积的所述待测水质的标准溶液，并分别测量两次加入所述待测水质的标准溶液后的第二响应信号及第三响应信号；根据所述第一响应信号、所述第二响应信号以及所述第三响应信号计算得到所述待测水质的测试浓度和响应信号的第一线性关系；根据所述第一线性关系消除所述待测水质在测量过程中的背景干扰，以得到所述待测水质的测试浓度和所述响应信号的第二线性关系；对所述第二线性关系进行拟合以得到所述待测水质的测试浓度和所述响应信号的第三线性关系；根据所述第三线性关系及所述待测水质的响应信号计算得到所述待测水质的测试浓度。

5、其中，所述待测水质的测试浓度和响应信号的第一线性关系为：

6、h1＝k1c1+b1

7、其中，h1为所述响应信号，k1为所述响应信号与所述待测水样的测试浓度响应斜率，c1为待测水样的浓度，b1为测量过程中的背景干扰。

8、其中，所述待测水质的测试浓度和响应信号的第二线性关系为：

9、h2＝k2c1

10、其中，h2为所述响应信号，k2为所述响应信号与所述待测水样的测试浓度响应斜率，c1为待测水样的浓度。

11、其中，所述待测水质的测试浓度和响应信号的第三线性关系为：

12、h3＝k3c1+b2

13、其中，h3为所述响应信号，k3为所述响应信号与所述待测水样的测试浓度响应斜率，c1为待测水样的浓度，b2为校正值。

14、其中，所述第一响应信号、所述第二响应信号以及所述第三响应信号的测试环境相同。

15、其中，所述第二预设体积及所述第三预设体积相等。

16、其中，所述待测水质的测试浓度大于水质检测的检测限。

17、本发明还提供一种水质监测的数据处理装置，所述数据处理装置包括：第一测量模块，用于测量第一预设体积的待测水质的第一响应信号；第二测量模块，用于在所述待测水质中分别加入第二预设体积及第三预设体积的所述待测水质的标准溶液，并分别测量两次加入所述待测水质的标准溶液后的第二响应信号及第三响应信号；第一计算模块，用于根据所述第一响应信号、所述第二响应信号以及所述第三响应信号得到所述待测水质的测试浓度和响应信号的第一线性关系；消除模块，用于根据所述第一线性关系消除所述待测水质在测量过程中的背景干扰，以得到所述待测水质的测试浓度和所述响应信号的第二线性关系；拟合模块，用于对所述第二线性关系进行拟合以得到所述待测水质的测试浓度和所述响应信号的第三线性关系；第二计算模块，用于根据所述第三线性关系及所述待测水质的响应信号计算得到所述待测水质的测试浓度。

18、本发明还提供一种水质监测的数据处理设备，所述数据处理设备包括处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述任意一项所述的水质监测的数据处理方法的操作。

19、本发明提供一种水质监测的数据处理的计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令在水质监测的数据处理设备/装置上运行时，使得水质监测的数据处理设备/装置执行上述任意一项所述的水质监测的数据处理方法的操作。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、本发明所提供一种水质监测的数据处理方法、装置、设备及可读存储介质，通过二次加入待测水质标准溶液，能够消除水质测量过程中存在的背景干扰(消除截距)带来的测量误差，从而提高水质测量的精确度，解决现有技术中采用标准曲线法或标准加入法的时测量水质时带来的测试准确度误差较大的问题。

技术特征：

1.一种水质监测的数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法包括：

2.根据权利要求1所述的水质监测的数据处理方法，其特征在于，所述待测水质的测试浓度和响应信号的第一线性关系为：

3.根据权利要求1所述的水质监测的数据处理方法，其特征在于，所述待测水质的测试浓度和响应信号的第二线性关系为：

4.根据权利要求1所述的水质监测的数据处理方法，其特征在于，所述待测水质的测试浓度和响应信号的第三线性关系为：

5.根据权利要求1所述的水质监测的数据处理方法，其特征在于，所述第一响应信号、所述第二响应信号以及所述第三响应信号的测试环境相同。

6.根据权利要求1所述的水质监测的数据处理方法，其特征在于，所述第二预设体积及所述第三预设体积相等。

7.根据权利要求1所述的水质监测的数据处理方法，其特征在于，所述待测水质的测试浓度大于水质监测的检测限。

8.一种水质监测的数据处理装置，其特征在于，所述数据处理装置包括：

9.一种水质监测的数据处理设备，其特征在于，所述数据处理设备包括处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-7任意一项所述的水质监测的数据处理方法的操作。

10.一种水质监测的数据处理的计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令在水质监测的数据处理设备/装置上运行时，使得水质监测的数据处理设备/装置执行如权利要求1-7任意一项所述的水质监测的数据处理方法的操作。

技术总结
本发明公开了一种水质监测的数据处理方法、装置、设备及可读存储介质，该水质监测的数据处理方法，包括：测量第一预设体积的待测水质的第一响应信号；在待测水质中分别加入第二预设体积及第三预设体积的待测水质的标准溶液，测量两次加入待测水质的标准溶液后的第二响应信号及第三响应信号；根据第一响应信号、第二响应信号以及第三响应信号计算得到待测水质的测试浓度和响应信号的第一线性关系；根据第一线性关系消除待测水质在测量过程中的背景干扰，以得到第二线性关系；对第二线性关系进行拟合以得到待测水质的测试浓度和响应信号的第三线性关系；根据第三线性关系及待测水质的响应信号计算得到待测水质的测试浓度。本发明能够消除水质测量过程中背景干扰带来的测量误差，提高测量的精确度。

技术研发人员：邬志斌,肖琪琳,陶荣霞,刘金
受保护的技术使用者：碧兴物联科技（深圳）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17