基于紫外可见光谱的水体垂直检测系统技术方案

本发明专利技术公开了基于紫外可见光谱的水体垂直检测系统，紫外—可见光谱仪采集不同垂直高度的待测水体对应的光谱信息，紫外—可见光谱仪的输出端接处理器的输入端，处理器的输出端接发射

【技术实现步骤摘要】
基于紫外可见光谱的水体垂直检测系统


[0001]本专利技术属于水质监测设备
，具体涉及到基于紫外可见光谱的水体垂直检测系统。

技术介绍

[0002]水是人类及其他生物赖以生存的宝贵自然资源，同时也是社会发展、生产生活和生态环境保护的不可或缺的物质基础。进入20世纪以来，我国人口激增、经济迅速发展、工业化城镇化快速崛起，诸多因素使得水资源的需求量大幅增加，同时也带来了严重的水环境污染，其污染状况不容乐观。水体污染已经成为一种严重的环境问题。在人类聚居区的污染水体除污染水质、散发恶臭外，其滋生的微生物导致污染水体周边空气污染，存在引发个体疾病或传染性疾病暴发的风险。因此定期对水质污染监测和预警是有必要的。
[0003]面对水质污染物定量分析，传统的研究大多基于水体水质组分均匀分布的假设，然而在地表径流、江水倒灌、风浪掀沙、采砂基建等因素的影响下，自然水体在水平和垂直方向上通常呈现非均匀分布。因此需要考虑污染物在水体垂直方向的梯度分布。在检测手段上，传统上的沿河人工勘察耗费大量人力、物力，无法直观展示全流域、多尺度的岸线生态与水污染情况以及周期性频繁检测，并且垂直方向水体质量无法探测。
[0004]可见光遥感可以实现垂直水体水质的探测且结果直观，但只有红绿蓝三波段，难以构建水体、植被、污水程度、垃圾等指数。视频巡查提供信息有限，无法实现数据积累，难以高精度实现河道各项指标监测。卫星遥感可实现大范围检测，但实时性弱，难以准确监测河岸垃圾、绿化及河道漂浮物现状；对细小河道无法监测，影响监测全面及准确性。<br/>
技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种能够检测水体中不同垂直高度污染物的基于紫外可见光谱的水体垂直检测系统。
[0006]解决上述技术问题所采用的技术方案是：在待测水体上方设置有固定框架，固定框架上的光学支架上设置有光源，光源发出的紫外
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可见光垂直照射至待测水体，固定框架上设置有紫外—可见光谱仪，待测水体吸收后通过光纤传输到紫外—可见光谱仪，紫外—可见光谱仪采集不同垂直高度的待测水体对应的光谱信息，紫外—可见光谱仪的输出端接处理器的输入端，紫外—可见光谱仪将采集的光谱信息发送至处理器，处理器接收光谱信息后得到待测水体中不同垂直高度的溶液浓度信息，并根据溶液浓度信息对污染物指标进行分类，处理器的输出端接发射
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接收器的输入端，处理器通过信号天线将污染物指标分类信息发送至发射
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接收器，发射
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接收器的输出端接控制终端的输入端，控制终端用于显示不同垂直水体高度对应的水体污染物信息。
[0007]进一步的，所述的控制终端的输出端接发射
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接收器的输入端，发射
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接收器的输出端分别接光源、紫外—可见光谱仪，控制终端用于分别控制光源、紫外—可见光谱仪的启闭。
[0008]进一步的，所述的光源为氘
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卤钨灯光源，氘
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卤钨灯光源的型号为DH
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2000。
[0009]进一步的，所述的光源的波段范围为200～780nm。
[0010]进一步的，所述的紫外—可见光谱仪的型号为日本滨松TM系列的C10082CAH，紫外—可见光谱仪的谱响应范围为200～800nm。
[0011]进一步的，所述的处理器的型号为AEC ARM嵌入式计算机。
[0012]进一步的，所述的发射
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接收器的型号为SAE
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90接收机。
[0013]进一步的，所述的光源、紫外—可见光谱仪、处理器、发射
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接收器分别与固定框架上的太阳能光伏板连接。
[0014]进一步的，所述的污染物指标包括有机物、叶绿素
[0015]本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术通过光源发出的紫外
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可见光垂直照射至待测水体，待测水体吸收后通过光纤传输到紫外—可见光谱仪，紫外—可见光谱仪采集不同垂直高度的待测水体对应的光谱信息，处理器接收光谱信息后得到待测水体中不同垂直高度的溶液浓度信息，并根据溶液浓度信息对污染物指标进行分类，能够实现水体垂直高度定深、定点测量，得到待测水体中不同垂直高度的光谱信息中的有机物、叶绿素污染物信息，达到检测水体的目的。
[0016](2)本专利技术通过处理器通过信号天线将污染物指标分类信息发送至发射
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接收器，发射
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接收器将数据信息发送至控制终端，控制终端显示不同垂直水体高度对应的水体污染物指标分类信息，同时控制终端分别控制光源、紫外—可见光谱仪的启闭，能够对水质进行实时监测。
[0017](3)本专利技术通过架设在水体上方或利用无人机在水体上方进行水体垂直检测，本专利技术具有实用性强、适用范围广的优点。
附图说明
[0018]图1是本专利技术基于紫外可见光谱的水体垂直检测系统一个实施例的结构示意图。
[0019]附图标记：1、光源；2、待测水体；3、紫外—可见光谱仪；4、处理器；5、发射
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接收器；6、控制终端；7、太阳能光伏板。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0021]如图1所示，本实施例的基于紫外可见光谱的水体垂直检测系统由光源1、待测水体2、紫外—可见光谱仪3、处理器4、发射
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接收器5、控制终端6、太阳能光伏板7联接构成。
[0022]在待测水体2上方放置有固定框架，固定框架上的光学支架上安装有光源1，光源1的波段范围为200～780nm，光源1为氘
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卤钨灯光源，氘
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卤钨灯光源的型号为DH
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2000，氘
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卤钨灯光源的波长范围为215～2000nm，光源1具有较好的辐射强度，能够适应长时间检测需求，保证稳定连续输出。光源1发出的紫外
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可见光垂直照射至待测水体2，固定框架上安装有紫外—可见光谱仪3，待测水体2吸收后通过光纤传输到紫外—可见光谱仪3，光纤采用抗紫外材质，满足光路抗紫外需求。紫外—可见光谱仪3采集不同垂直高度的待测水体2对
应的光谱信息，紫外—可见光谱仪3的型号为日本滨松TM系列的C10082CAH，紫外—可见光谱仪3的谱响应范围为200～800nm，该光谱仪具有精度高、稳定性好、适用于连续长时间测量的优点。根据分子吸收光谱原理，紫外—可见光谱仪3中光谱信息的产生是由于待测水体2中物质对特定波长的紫外
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可见光具有选择性的吸收，物质分子中的价电子由基态跃迁到激发态，从而产生若干谱线相互叠加的带状光谱。
[0023]紫外—可见光谱仪3的输出端接处理器4的输入端，紫外—可见光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于紫外可见光谱的水体垂直检测系统，其特征在于：在待测水体(2)上方设置有固定框架，固定框架上的光学支架上设置有光源(1)，光源(1)发出的紫外
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可见光垂直照射至待测水体(2)，固定框架上设置有紫外—可见光谱仪(3)，待测水体(2)吸收后通过光纤传输到紫外—可见光谱仪(3)，紫外—可见光谱仪(3)采集不同垂直高度的待测水体(2)对应的光谱信息，紫外—可见光谱仪(3)的输出端接处理器(4)的输入端，紫外—可见光谱仪(3)将采集的光谱信息发送至处理器(4)，处理器(4)接收光谱信息后得到待测水体(2)中不同垂直高度的溶液浓度信息，并根据溶液浓度信息对污染物指标进行分类，处理器(4)的输出端接发射
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接收器(5)的输入端，处理器(4)通过信号天线将污染物指标分类信息发送至发射
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接收器(5)，发射
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接收器(5)的输出端接控制终端(6)的输入端，控制终端(6)用于显示不同垂直水体高度对应的水体污染物信息。2.根据权利要求1所述的基于紫外可见光谱的水体垂直检测系统，其特征在于：所述的控制终端(6)的输出端接发射
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接收器(5)的输入端，发射
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接收器(5)的输出端分别接光源(1)、紫外—可见光谱仪(3)，控制终端(6)用于分别控制光源(1)、紫外—...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成成，苏猛，陈庆玲，李梦影，史凤娇，金乾坤，刘印，
申请(专利权)人：吉林省正真检测有限公司，
类型：发明
国别省市：