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原文传递一种可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置

专利名称：	一种可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置
摘要：	本发明涉及一种可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，包括沉淀单元、进样单元、检测单元，沉淀单元与进样单元之间通过泵连接，沉淀箱的进水管与排水管道连接，出水管连接泵，将沉淀箱中的上清液送入进样单元；进样单元包括进样转盘，进样转盘间隔设定时间转动一格，将水样送入检测单元；检测单元包括基体，基体设有进样管，进样管的一端与进样单元连接，水样在进样管的位于基体中的部分形成水柱，基体一侧设有入射通道且垂直于水柱，基体的与入射通道相对的一侧设有紫外探测器；基体中还设有荧光通道，荧光通道配设有荧光探测器。该监测装置经一次进样可获得紫外可见全光谱数据和荧光光谱数据，得到准确的TOC浓度数据，测量范围更广。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
发明人：	王鸿程;邓尚雯;周涵博;殷万欣;王爱杰
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-09T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202311001761.4
公开号：	CN116990251A
代理机构：	郑州汇诚众远专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘存波
分类号：	G01N21/33;G01N21/31;G01N21/64;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/33;G01N21/31;G01N21/64;G01N21/01
申请人地址：	518000 广东省深圳市南山区桃源街道深圳大学城哈尔滨工业大学校区
主权项：	1.一种可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，其特征在于：包括沉淀单元、进样单元、检测单元，沉淀单元与进样单元之间通过泵连接，沉淀单元包括沉淀箱，沉淀箱连接有进水管、出水管，进水管与待检测的排水管道连接，排水管道中的水样可进入所述进水管，水样在沉淀箱中沉淀，出水管连接所述泵，将沉淀箱中的上清液送入进样单元；进样单元包括进样转盘，设有若干个进样格，进样转盘间隔设定时间转动一格，以将水样送入检测单元；检测单元包括基体，基体设有进样管，进样管的一端与所述进样单元连接，水样在进样管的位于基体中的部分形成水柱，进样管的另一端伸出基体，将水样排出；基体一侧设有入射通道，垂直于所述水柱设置，基体的与入射通道相对的一侧设有UV通道，并配设有紫外探测器；基体中还设有荧光通道，连通水柱外侧，荧光通道上配设有荧光探测器。 2.根据权利要求1所述的可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，其特征在于：所述荧光探测器设有两个，分别定义为第一荧光探测器、第二荧光探测器，第一荧光探测器用于探测蛋白质类荧光信号，第二荧光探测器用于探测腐殖质类荧光信号；定义入射通道沿前后方向设置，则荧光通道是沿左右方向设置，第一荧光探测器、第二荧光探测器分别是位于所述水柱的左右两侧的位置。 3.根据权利要求1所述的可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，其特征在于：紫外可见全光谱的波长范围为185-800nm，测量点为1nm，光谱扫描速度为20nm/s，光谱积分时间为0.05s，狭缝宽度设置为1nm；荧光光谱的发射波长范围为200-500nm，激发波长范围为250-600nm，发射扫描间距为5nm，激发扫描间距为5nm，扫描速度为12000nm/min，PMT电压为700v，发射狭缝宽度为5nm，激发狭缝宽度为5nm。 4.根据权利要求1所述的可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，其特征在于：每经过设定时间t，所述泵将上清液抽取至进样单元1次，进样转盘间隔时间t转动一格，以在基体中形成稳压水柱。 5.根据权利要求1所述的可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，其特征在于：紫外探测器采用紫外强化响应的光电二极管，所述荧光探测器采用蓝光强化响应的光电二极管。 6.根据权利要求1所述的可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，其特征在于：所述基体采用铝合金材料制成，入射通道、UV通道及荧光通道的所在腔体内壁涂有聚四氟乙烯高温烧结层；进样管的位于基体中的部分是由石英材料制成，形成水柱的柱壁。 7.根据权利要求1至6任一项所述的可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，其特征在于：所述排水管道TOC监测装置还包括供电单元，供电单元采用太阳能供电单元，太阳能供电单元包括二氧化钛纳米太阳电池。 8.根据权利要求1至6任一项所述的可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，其特征在于：所述排水管道TOC监测装置还包括数据处理单元，包括数据处理器，对各探测器探测的数据进行分析处理，将紫外可见全光谱数据和荧光光谱数据表示为向量形式，其中每个元素代表一个波长点的光谱强度值，以便输入到神经网络中；先对数据进行预处理，采用Savitzky-Golay滤波方法对紫外可见全光谱和荧光光谱进行降噪处理。 9.根据权利要求8所述的可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，其特征在于：选择卷积神经网络作为深度神经网络架构，输入的是光谱数据，输出是对应的总有机碳数值；总有机碳数值经过数据传输模块传输至用户平台或移动终端。 10.根据权利要求9所述的可连续进样的多光谱耦合的排水管道TOC监测装置，其特征在于：进样单元、检测单元、数据处理单元做成模块，模块外侧设置聚合物防水卷材。