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原文传递一种水体硝酸盐氮在线监测系统及定量测定方法

专利名称：	一种水体硝酸盐氮在线监测系统及定量测定方法
摘要：	本发明涉及水质监测技术领域，具体涉及一种水体硝酸盐氮在线监测系统及定量测定方法。本发明使用在线全光谱仪采集水样数据，采用差分导数法实现水体硝酸盐氮定量。本发明系统包含在线区光源模块、在线区光谱采集模块、稀释区纯水模块、稀释区光源模块、稀释区光谱采集模块、光谱信息处理模块以及电源模块，能根据水体特性进行原位监测或稀释监测，线性范围广、泛化能力强。本发明系统及方法适用于市政管道污水、城市生活污水、河水、湖泊水体等多种水体的硝酸盐氮在线监测，普适性高、监测成本低，能够为水体硝酸盐氮实时监测提供有力支撑。
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;周涵博;王爱杰;邓尚雯;钱志敏
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-08T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-10T00:00:00+0800
申请号：	CN202310994527.X
公开号：	CN117030632A
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：	G01N21/25;G01N21/33;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/25;G01N21/33;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：	1.一种水体硝酸盐氮在线监测系统，其特征在于：包括在线全光谱仪，所述的在线全光谱仪包括在线区光源模块(2)、在线区光谱采集模块(1)、稀释区纯水模块(7)、稀释区光源模块(5)、稀释区光谱采集模块(6)、光谱信息处理模块(3)以及电源模块(4)；所述的在线区光源模块(2)，用于提供在线区光谱采集所需光源；所述的在线区光谱采集模块(1)，用于采集在线区所监测水样光谱信息；所述的稀释区纯水模块(7)，用于为稀释区的水样稀释提供纯水；所述的稀释区光源模块(5)，用于提供稀释区光谱采集所需光源；所述的稀释区光谱采集模块(6)，用于采集稀释区所监测水样光谱信息；所述的光谱信息处理模块(3)，用于处理分析在线区光谱采集模块(1)和/或稀释区光谱采集模块(6)采集的水样光谱信息，并输出水样硝酸盐氮浓度值；所述的电源模块(4)，用于向在线区光源模块(2)、在线区光谱采集模块(1)、稀释区纯水模块(7)、稀释区光源模块(5)、稀释区光谱采集模块(6)以及光谱信息处理模块(3)提供电源。 2.根据权利要求1所述的一种水体硝酸盐氮在线监测系统，其特征在于：所述的在线区光源模块(2)以及稀释区光源模块(5)，包括但不限于氙灯、氘灯。 3.根据权利要求1所述的一种水体硝酸盐氮在线监测系统，其特征在于：所述的电源模块(4)包括但不限于电线供电、电池供电以及太阳能供电。 4.根据权利要求1所述的一种水体硝酸盐氮在线监测系统，其特征在于：所述的水样包括但不限于市政管道污水、城市生活污水、河水以及湖泊水体。 5.根据权利要求1所述在线监测系统的水体硝酸盐氮定量测定方法，其特征在于：使用在线全光谱仪采集水样数据，采用差分导数法实现水体硝酸盐氮定量，所述的差分导数法采用一阶导数，将样品一阶导数波峰导数值与其近邻平滑区某波长导数值之差与单位硝酸盐标准品水样波峰导数值与其近邻平滑区某波长导数值之差作比，计算水体硝酸盐氮浓度。 6.根据权利要求5所述的水体硝酸盐氮定量测定方法，其特征在于：所述的测定方法包括一般测定流程与稀释测定流程。 7.根据权利要求6所述的水体硝酸盐氮定量测定方法，其特征在于，所述的一般测定流程包括以下步骤： S1、在线区光源模块(2)提供光源，水样通过在线区光谱采集模块(1)采集光谱数据； S2、在线区光谱采集模块(1)将数据传输到光谱信息处理模块(3)，光谱信息处理模块(3)识别出水体硝酸盐氮浓度没有超出线性范围； S3、在线区光谱采集模块(1)将数据传输到光谱信息处理模块(3)处理水样光谱信息并预测水体硝酸盐氮浓度值。 8.根据权利要求6所述的水体硝酸盐氮定量测定方法，其特征在于，所述的稀释测定流程包括以下步骤： S1、在线区光源模块(2)提供光源，水样通过在线区光谱采集模块(1)采集光谱数据； S2、在线区光谱采集模块(1)将数据传输到光谱信息处理模块(3)，光谱信息处理模块(3)识别出水体硝酸盐氮浓度超线性范围，并自动给出稀释倍数； S3、根据稀释倍数，定量的水样与定量的纯水经管路进入稀释区光谱采集模块(6)，由稀释区光源模块(5)提供光源采集稀释区水样光谱数据； S4、稀释区光谱采集模块(6)将数据传输到光谱信息处理模块(3)处理水样光谱信息并预测水体硝酸盐氮浓度值。 9.根据权利要求7、8所述的水体硝酸盐氮定量测定方法，其特征在于：所述的硝酸盐氮的线性范围为0.072～4mg/L，硝酸盐氮的检出限为0.018mg/L，硝酸盐氮的绝对测量误差为±0.1mg/L。 10.根据权利要求5所述的在线监测系统的定量测定方法，其特征在于：所述的在线全光谱仪的光源扫描波长范围为185～300nm，差分导数法采用的波峰、近邻平滑区范围为200～240nm。
所属类别：	发明专利