基于多光谱的多点采样多参数水质在线分析系统

摘要

本发明公开了一种基于多光谱的多点采样多参数水质在线分析系统，它包括光学系统、水路系统和检测控制系统；光学系统采用多波长激光器、脉冲氙灯光源和CCD光谱检测器，扫描待测水样的紫外可见透射光谱和荧光、拉曼等发射光谱，并转化成数字信号。水路系统采用多点采样设计，通过对水泵、电磁阀的开关控制，实现定量污水、定量清水进入采样装置进行光谱数据的采集，同时具有污水管路系统的自动清洗功能。检测控制系统采用工控机作为核心处理单元；整个系统可自动连续运行，适用于在线分析。

主权项

一种基于多光谱的多点采样多参数水质在线分析系统，其特征在于，它包括光学系统、水路系统和检测控制系统；其中，光学系统包括：脉冲氙灯（1）、第一凹面镜（2）、第一滤光片（3）、第一凸透镜（4）、第一光纤（5）、第二凸透镜（6）、样品池（7）、第三凸透镜（8）、第二光纤（9）、狭缝（10）、第二滤光片（11）、第二凹面镜（12）、光栅（13）、电荷耦合元件（14）、多波长激光器（15）、第三光纤（16）和第四凸透镜（17）等；脉冲氙灯（1）位于第一凹面镜（2）的凹面焦点处，第一凹面镜（2）与第一滤光片（3）、第一凸透镜（4）同轴水平依次排列，第一光纤（5）的两端分别与第一凸透镜（4）和第二凸透镜（6）相连，第二凸透镜（6）与样品池（7）、第三凸透镜（8）同轴水平依次排列，第四凸透镜（17）与样品池（7）同轴水平依次排列并与第二凸透镜（6）、样品池（7）、第三凸透镜（8）的轴相垂直，第二光纤（9）的两端分别与第三凸透镜（8）和狭缝（10）相连，狭缝（10）与第二滤光片（11）同轴水平依次排列，第三光纤（16）的两端分别与多波长激光器（15）和第四凸透镜（17）相连；水路系统包括：若干个进水单元、污水定量杯（33）、污水总排水管路（37）、清水循环槽（38）、清水进水泵（39）、第四清水进水电磁阀（43）、第五清水进水电磁阀（44）、第六清水进水电磁阀（45）、清水定量杯（46）、第四污水溢流管路（47）、第一清水溢流管路（48）、第二清水溢流管路（49）、第一混合电磁阀（50）、第二混合电磁阀（51）、混合槽（52）、样品进水电磁阀（53）、样品池（7）、样品排水电磁阀（54）、总排水口（55）、第一样品溢流管路（56）和第二样品溢流管路（57）等；每个进水单元包括：第一污水进水口（18）、第一污水进水泵（21）、第一污水槽（24）、第一污水进水电磁阀（27）、第一污水排水电磁阀（30）、第一污水溢流管路（34）、第一清水进水电磁阀（40）；其中，第一污水进水泵（21）的一端连接第一污水进水口（18），另一端连接第一污水槽（24），第一污水进水电磁阀（27）、第一污水排水电磁阀（30）、第一污水溢流管路（34）、第一清水进水电磁阀（40）分别与第一污水槽（24）连接，第一污水进水电磁阀（27）的另一端与进水单元之外的污水定量杯（33）相连，第一污水排水电磁阀（30）和第一污水溢流管路（34）的另一端与进水单元之外的污水总排水管路（37）相连，第一清水进水电磁阀（40）的另一端与进水单元之外的清水进水泵（39）相连，第一污水排水电磁阀（30）位于第一污水槽（24）的底部之下；污水定量杯（33）分别和第一污水进水电磁阀（27）、第二污水进水电磁阀（28）、第三污水进水电磁阀（29）、第五清水进水电磁阀（44）、第四污水溢流管路（47）、第一混合电磁阀（50）相连，清水定量杯（46）分别和第四清水进水电磁阀（43）、第一清水溢流管路（48）、第二混合电磁阀（51）相连，混合槽（52）分别与第六清水进水电磁阀（45）、第一混合电磁阀（50）、第二混合电磁阀（51）、样品进水电磁阀（53）、第一样品溢流管路（56）相连，样品池（7）分别与样品进水电磁阀（53）、样品排水电磁阀（54）、第二样品溢流管路（57）相连，总排水口（55）分别与污水总排水管路（37）、第一样品溢流管路（56）、第二样品溢流管路（57）相连，污水定量杯（33）和清水定量杯（46）水平排列，污水定量杯（33）和清水定量杯（46）位于第一污水槽（24）、第二污水槽（25）、第三污水槽（26）的底部之下，第一混合电磁阀（50）和第二混合电磁阀（51）分别位于污水定量杯（33）和清水定量杯（46）的底部之下，混合槽（52）位于第一混合电磁阀（50）和第二混合电磁阀（51）之下，样品进水电磁阀（53）位于混合槽（52）的底部之下，样品池（7）位于样品进水电磁阀（53）的底部之下，样品排水电磁阀（54）位于样品池（7）的底部之下，总排水口（55）位于污水总排水管路（37）、第一样品溢流管路（56）、第二样品溢流管路（57）、样品排水电磁阀（54）的底部之下；检测控制系统包括：控制单元工控机、LCD显示屏、键盘鼠标、电源模块、光谱检测器和数字I/O USB模块等，其中，LCD显示屏、键盘鼠标、电源模块、光谱检测器和数字I/O USB模块分别与控制单元工控机相连；光学系统的多波长激光器分别与电源模块和数字I/O USB模块相连，光学系统的脉冲氙灯分别与电源模块和控制单元工控机相连；水路系统的各水泵和电磁阀均分别与电源模块和数字I/O USB模块相连；水路系统的样品池分别与光学系统的多波长激光器、脉冲氙灯以及检测控制系统的光谱检测器相连。