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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水环境监测领域,具体是一种紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法及监测仪。
技术介绍
1、紫外吸收水质自动在线监测仪依据水体中不饱和有机分子在紫外波段(一般为254nm)吸收光谱特性和朗伯-比尔定律的原理,对水质cod(化学需氧量)或高锰酸盐指数进行在线监测。相比化学法监测仪器,紫外吸收水质自动在线监测仪具有结构简单、成本低、无需化学试剂、无二次污染、响应迅速(测量时间一般在1min以内)等优点,广泛应用于各种小型、简易水质在线监测站。
2、由于紫外吸收水质自动在线监测仪采用光学法监测原理,监测数据受水体浊度影响较大。为了减缓和消除浊度影响,现有技术手段一般采用对监测设备进行补偿和标定,主要包括:(1)采用紫外-可见光双波长测量原理,利用有机物在紫外光谱段的特征吸光度,检测水体中cod浓度,利用可见光作为参考光束,消除水样浊度影响。(2)采用不同浊度的标准溶液,对设备进行标定,根据标定结果对监测数据进行补偿。(3)定期对水质进行实验室人工比测,根据比测结果对在线监测仪进行现场标定。一般水体中,上述措施可在一定程度上减缓浊度影响,但在高浊度水体(浊度在100ntu以上),特别是含有大量泥沙的水体中,上述补偿措施的效果不佳,测得的cod或高锰酸盐指数常常是实验室人工比测结果的数倍,导致监测数据严重失真,无法使用。
3、现有补偿、标定技术手段效果较差的原因:(1)水体浊度对紫外吸光度的影响比较复杂,呈现非线性特点,即使采用了可见光作为补偿,补偿范围及效果也有限。(2)对浊度的补偿,往往采用不同浊度的
4、除了对监测设备本身的补偿和标定措施外,现有技术手段还包括:(1)待测水样沉淀一段时间后再测量。(2)在进样管路增加高效过滤装置,对高浊度待测水样过滤后再进行测量。但是,如果原水样浊度较高,即使沉淀较长时间(如1h),其浊度仍然无法满足测量要求。若沉淀时间过长,则不仅影响监测效率,而且长时间静置可能造成cod或高锰酸盐指数检测值变化,导致检测准确性降低。如果增加过滤装置,则需增加过滤及反冲洗设备及管路,不仅增加了系统复杂度和故障率,还带来了测量误差,过滤、反冲洗装置体积大、管路复杂、易堵塞,这与小型、简易水质在线监测站的设计原则是不符的。
技术实现思路
1、为了提高紫外吸收水质自动在线监测仪的准确性,本申请提供了紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法及监测仪。
2、本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是:
3、紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,包括:
4、步骤1、在紫外吸收水质自动在线监测仪取水口附近采集样品水样,通过人工进行检测值测定,测定值为;
5、步骤2、采用紫外吸收水质自动在线监测仪对同时刻的样品水样进行检测:
6、步骤21、确定紫外吸收水质自动在线监测仪的浊度修正阈值;
7、步骤22、若样品水样浊度t≤浊度修正阈值,则直接获取检测值的测定结果;
8、若样品水样浊度t>浊度修正阈值,则将样品水样进行静置,静置过程中不断采集水样浊度及对应的检测值的测定结果,预设时间内,
9、若样品水样浊度t降低至浊度修正阈值,则停止水样静置过程,记录浊度等于时的检测值的测定结果;
10、若样品水样浊度t未降低至浊度修正阈值,则基于静置过程中采集的水样浊度及对应的检测值的测定结果建立浊度与检测值的关系模型;根据浊度与检测值的关系模型计算样品水样浊度为时的检测值的测定结果;
11、步骤3、基于多次测定结果构建与的关系模型;
12、步骤4、采用紫外吸收水质自动在线监测仪对待测水样进行检测以获取,将代入与的关系模型以获取,即为修正后的检测值。
13、进一步地,预设时间为1小时。
14、进一步地,浊度与检测值的关系模型为非线性回归模型。
15、进一步地,与的关系模型及浊度与检测值的关系模型均基于机器学习算法建立。
16、进一步地,浊度修正阈值根据紫外吸收水质自动在线监测仪抗浊度干扰能力及检测值监测数据与浊度关系综合确定。
17、进一步地,检测值为cod或高锰酸盐指数。
18、紫外吸收水质自动在线监测仪,包括:控制单元,依次连接的进水管路、进水阀、样品流通池、排水管路及排水阀,样品流通池中设置有检测值传感器及浊度传感器,检测值传感器及浊度传感器均与控制单元连接,样品流通池具有沉淀功能,控制单元中至少设置有与的关系模型;控制单元根据检测值传感器及浊度传感器的检测结果获取待测水样的检测值的测定结果:
19、若待测水样浊度t≤浊度修正阈值,则直接获取检测值的测定结果;若待测水样浊度t>浊度修正阈值,则将样品水样进行静置,预设时间内,
20、若待测水样浊度t降低至浊度修正阈值,则停止水样静置过程,记录浊度等于时的检测值的测定结果;
21、若待测水样浊度t未降低至浊度修正阈值,则根据浊度与检测值的关系模型计算待测水样浊度为时的检测值的测定结果;
22、将代入与的关系模型以获取,即为修正后的检测值。
23、进一步地,浊度与检测值的关系模型直接设置在控制单元中,或
24、在水样静置过程中不断采集水样浊度及对应的检测值的测定结果,基于采集的水样浊度及对应的检测值的测定结果建立浊度与检测值的关系模型。
25、进一步地,检测值传感器为cod传感器或高锰酸盐指数传感器。
26、进一步地,样品流通池中还设置有温度传感器和/或ph传感器。
27、本专利技术相比于现有技术具有的有益效果是:
28、通过人工测定样品水样获取检测值,通过监测仪获取同位置同时刻的样品水样的检测值;基于多次测定结果构建与的关系模型,在的获取过程中,基于静置过程中采集的浊度及对应的检测值建立了浊度与检测值的关系模型,若在预设时间内,水样的浊度未下降到浊度修正阈值,则采用浊度与检测值的关系模型获取浊度修正阈值对应的检测值。本申请在监测数据修正过程中同时建立了浊度与检测值的关系模型及与的关系模型,其中基于浊度与检测值的关系模型不仅提高了处理效率,而且避免了长时间静置造成cod或高锰酸盐指数检测值变化,进而影响检测准确性;基于与的关系模型对监测仪的监测结果进行修正,提高了高浊度水样检测的准确性。
29、本申请采用的监测设备硬件与现有小型、微型水质在线监测站基本相同,仅在现有技术的样品流通池的基础上增加沉淀功能,对现有设备进行简单改造后即可应用,实现方式简单,且无需增加监测仪的硬件成本。此外,采用本申请提出的修正方法,在获得人工比测数据后可实现全流程自动化,减少人本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,预设时间为1小时。
3.根据权利要求1所述的紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,浊度与检测值的关系模型为非线性回归模型。
4.根据权利要求1所述的紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,与的关系模型及浊度与检测值的关系模型均基于机器学习算法建立。
5.根据权利要求1所述的紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,浊度修正阈值根据紫外吸收水质自动在线监测仪抗浊度干扰能力及检测值监测数据与浊度关系综合确定。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,检测值为COD或高锰酸盐指数。
7.紫外吸收水质自动在线监测仪,包括:控制单元,依次连接的进水管路、进水阀、样品流通池、排水管路及排水阀,样品流通池中设置有检测值传感器及浊度传感器,检测值传感器及浊度传感器均与控制单元连接,其特征在于,样品流通池具有沉淀功能,
8.根据权利要求7所述的紫外吸收水质自动在线监测仪,其特征在于,浊度与检测值的关系模型直接设置在控制单元中,或
9.根据权利要求7所述的紫外吸收水质自动在线监测仪,其特征在于,检测值传感器为COD传感器或高锰酸盐指数传感器。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的紫外吸收水质自动在线监测仪,其特征在于,样品流通池中还设置有温度传感器和/或pH传感器。
...【技术特征摘要】
1.紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,预设时间为1小时。
3.根据权利要求1所述的紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,浊度与检测值的关系模型为非线性回归模型。
4.根据权利要求1所述的紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,与的关系模型及浊度与检测值的关系模型均基于机器学习算法建立。
5.根据权利要求1所述的紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,浊度修正阈值根据紫外吸收水质自动在线监测仪抗浊度干扰能力及检测值监测数据与浊度关系综合确定。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的紫外吸收水质自动在线监测数据修正方法,其特征在于,检测值为cod或高锰酸盐指...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐劲草,李秋水,张超萍,张磊,
申请(专利权)人:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:
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