本發(fā)明屬于臭水監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種測量臭水透明度的方法及裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前我國水污染形勢日趨嚴(yán)重，城市黑臭水嚴(yán)重影響城市的形象和人民群眾的影響力。臭水的群眾感官性指標(biāo)不僅是國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的監(jiān)測項(xiàng)目，而且關(guān)系到人民群眾對污染治理滿意度的提高。但是目前我國在黑臭水監(jiān)測和治理領(lǐng)域還處于起步極端，黑臭水感光指標(biāo)的國家測定標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重滯后于美國、臺灣、歐洲等西方發(fā)達(dá)國家，缺乏黑臭水自動化監(jiān)測的核心技術(shù)。

我國在臭水監(jiān)測領(lǐng)域發(fā)展較國外同行發(fā)展起步晚、發(fā)展速度慢，傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測儀器還是以化學(xué)法為主，帶來運(yùn)營維護(hù)成本高、人工耗費(fèi)時(shí)間長等諸多不便，只能滿足在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行監(jiān)測的要求，監(jiān)測速度慢、準(zhǔn)確性低無法滿足日益迫切的臭水監(jiān)測領(lǐng)域的相關(guān)需求。隨著國家對環(huán)境問題的日益重視，高可靠性、高精度的在線臭水監(jiān)測儀器必將成為本領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)方向。

透明度是表示光透入水中深淺的程度,是水體能見程度的一個(gè)量程,是水體環(huán)境質(zhì)量、水質(zhì)優(yōu)劣最直觀的指標(biāo),是衡量水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的重要指標(biāo)。水是無色透明的，當(dāng)水體中含泥沙、微生物、懸浮物、有機(jī)質(zhì)等物質(zhì)時(shí)就會產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象，水的透明度便會降低。水的透明度降低不但影響感官性狀，還會影響水生生物的生活，因此水的透明度也是反映水質(zhì)狀況的一項(xiàng)指標(biāo)。目前常用的方法或國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法是：用塞氏盤測定水體透明度或鉛字法測透明度，都需要人工參與，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本投入較高，阻礙了黑臭水的執(zhí)法和治理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種測量臭水透明度的方法及裝置，實(shí)現(xiàn)了對臭水透明度的自動化檢測。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種測量臭水透明度的方法，包括以下步驟:

s1：安裝電源與激光器，由激光器產(chǎn)生測量所用的激光束；

s2：對激光束進(jìn)行準(zhǔn)直，并將準(zhǔn)直后的激光束通過分光片分成兩束激光束；

s3：通過兩個(gè)狹縫光闌和兩個(gè)照度計(jì)分別對分光片分成的兩束激光束的照度進(jìn)行檢測；

s4：對檢測到的兩個(gè)照度數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并換算成透明度值。

本發(fā)明還提供了一種測量臭水透明度的裝置，包括電源、小功率激光器、倒置望遠(yuǎn)鏡、分光片、第一狹縫光闌、第二狹縫光闌、第一照度計(jì)、第二照度計(jì)、采集解算計(jì)算機(jī)；

所述電源與小功率激光器相互連接，用于提供小功率激光器所需電能；

所述小功率激光器通過接收電源的電能產(chǎn)生激光束，并將激光束發(fā)射至倒置望遠(yuǎn)鏡；

所述倒置望遠(yuǎn)鏡用于接收來自小功率激光器的激光束并進(jìn)行準(zhǔn)直，然后將準(zhǔn)直后的激光束發(fā)射至分光片；

所述分光片用于接收來自倒置望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)直后的激光束并分成折射激光束和反射激光束，折射激光束和反射激光束分別穿過待檢測液體發(fā)射至一狹縫光闌與第二狹縫光闌；

所述第一狹縫光闌與第二狹縫光闌用于分別接收來自分光片的折射激光束和反射激光束并分別發(fā)射至第一照度計(jì)與第二照度計(jì)；

所述第一照度計(jì)與第二照度計(jì)用于分別接收來自第一狹縫光闌與第二狹縫光闌的折射激光束和反射激光束，并對折射激光束和反射激光束的照度進(jìn)行檢測；

所述采集解算計(jì)算機(jī)分別與第一照度計(jì)與第二照度計(jì)相互連接，用于對第一照度計(jì)與第二照度計(jì)的照度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和解算。

進(jìn)一步地，所述小功率激光器與倒置望遠(yuǎn)鏡外側(cè)包覆有第一水密殼體，所述分光片外側(cè)包覆有第二水密殼體，且第一水密殼體與第二水密殼體之間為空氣介質(zhì)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的人工實(shí)驗(yàn)儀器，采用光學(xué)儀器的方法得到了更加準(zhǔn)確的透明度值，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)備的高度集合化、智能化和精密化，不僅可以及時(shí)的對臭水進(jìn)行準(zhǔn)確的在線連續(xù)監(jiān)測，同時(shí)也響應(yīng)了國家綠色環(huán)保的理念，為本領(lǐng)域產(chǎn)品的升級換代起到了極大的促進(jìn)作用，可廣泛應(yīng)用于城市給排水、市政工程、污水處理廠、環(huán)境監(jiān)測站、水質(zhì)檢測與研究實(shí)驗(yàn)室、水質(zhì)高污染企業(yè)、智慧城市、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)畜牧業(yè)等方面，對城市黑臭水的監(jiān)測與治理具有重要的意義。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)號說明：1-電源、2-小功率激光器、3-倒置望遠(yuǎn)鏡、4-第一水密殼體、5-分光片、6-第二水密殼體、7-第一狹縫光闌、8-第二狹縫光闌、9-第一照度計(jì)、10-第二照度計(jì)、11-采集解算計(jì)算機(jī)、12-待檢測液體。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。

如圖1所示的一種測量臭水透明度的方法，包括以下步驟:

s1：安裝電源與激光器，由激光器產(chǎn)生測量所用的激光束；

s2：對激光束進(jìn)行準(zhǔn)直，并將準(zhǔn)直后的激光束通過分光片分成兩束激光束；

s3：通過兩個(gè)狹縫光闌和兩個(gè)照度計(jì)分別對分光片分成的兩束激光束的照度進(jìn)行檢測；

s4：對檢測到的兩個(gè)照度數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并換算成透明度值。

如圖2所示的一種測量臭水透明度的裝置，包括電源1、小功率激光器2、倒置望遠(yuǎn)鏡3、分光片5、第一狹縫光闌7、第二狹縫光闌8、第一照度計(jì)9、第二照度計(jì)10、采集解算計(jì)算機(jī)11，小功率激光器2與倒置望遠(yuǎn)鏡3外側(cè)包覆有第一水密殼體4，所述分光片5外側(cè)包覆有第二水密殼體6，且第一水密殼體4與第二水密殼體6之間為空氣介質(zhì)；

所述電源1與小功率激光器2相互連接，用于提供小功率激光器2所需電能；

所述小功率激光器2通過接收電源1的電能產(chǎn)生激光束，并將激光束發(fā)射至倒置望遠(yuǎn)鏡3；

所述倒置望遠(yuǎn)鏡3用于接收來自小功率激光器2的激光束并進(jìn)行準(zhǔn)直，然后將準(zhǔn)直后的激光束發(fā)射至分光片5；

所述分光片5用于接收來自倒置望遠(yuǎn)鏡3準(zhǔn)直后的激光束并分成折射激光束和反射激光束，折射激光束和反射激光束分別穿過待檢測液體12發(fā)射至一狹縫光闌7與第二狹縫光闌8；

所述第一狹縫光闌7與第二狹縫光闌8用于分別接收來自分光片5的折射激光束和反射激光束并分別發(fā)射至第一照度計(jì)9與第二照度計(jì)10；

所述第一照度計(jì)9與第二照度計(jì)10用于分別接收來自第一狹縫光闌7與第二狹縫光闌8的折射激光束和反射激光束，并對折射激光束和反射激光束的照度進(jìn)行檢測；

所述采集解算計(jì)算機(jī)11分別與第一照度計(jì)9與第二照度計(jì)10相互連接，用于對第一照度計(jì)9與第二照度計(jì)10的照度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和解算。

本發(fā)明的原理為：

根據(jù)光度學(xué)透明度定義,一束平行光在水介質(zhì)中傳播一段距離1米后,只要能測量出傳播距離1米前后光能流之比,就可以解算出水的透明度值。依據(jù)光度學(xué)原理,光能流與照度有一定的換算關(guān)系。光照度表征受照面的明亮程度的量,照度在數(shù)值上等于投射在單位面積上的光通量,根據(jù)光度學(xué)的計(jì)量單位與客觀能量的單位之間的當(dāng)量關(guān)系,可以把光照度單位換算為功率單位,光通量是無單位的光見度函數(shù)與具有功率單位的輻射通量的乘積,所以它有與功率相同的單位。即流明可換算成以瓦特為單位的功率值，即:

1w＝685*(λ)lm

式中,(λ)為人眼對該波長的光見度函數(shù)。對于波長為632.8nm光波,可查得光見度函數(shù)值(λ)＝0.24,由上式得1w的波長為632.8nm光波相當(dāng)于685×0.24＝164.4lm。能量的單位是功率在時(shí)間上的積分,因此,測量水的透明度值就可以轉(zhuǎn)化為由一束平行光在水介質(zhì)中傳播一段距離1米后前后照度之比來表示。

實(shí)驗(yàn)表明,在光線傳播方向,準(zhǔn)直光束在其準(zhǔn)直范圍內(nèi)通過相同狹縫的光強(qiáng)或功率的變化是很小的。理論計(jì)算值與實(shí)測結(jié)果的規(guī)律相當(dāng)一致,數(shù)據(jù)也較穩(wěn)定,這表明,準(zhǔn)直光線在其準(zhǔn)直范圍內(nèi),在空氣介質(zhì)中傳播一定距離后,通過狹縫接收的光功率或光強(qiáng)基本不變。根據(jù)這一規(guī)律,準(zhǔn)直光線在準(zhǔn)直范圍內(nèi)在水中傳播一段距離后,通過狹縫接收的光功率或光強(qiáng)的變化就可以近似完全歸結(jié)于水透明度的影響。

經(jīng)過倒置望遠(yuǎn)鏡3準(zhǔn)直后的激光束經(jīng)過分光片5,一半的光能量經(jīng)反射通過第一狹縫光闌7由第一照度計(jì)9測量該位置的照度,另一半經(jīng)光能量經(jīng)分光片5折射通過第二狹縫光闌8由第二照度計(jì)10測量該位置的照度,將兩路照度數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行采集,由采集解算計(jì)算機(jī)11解算出透明度值。

本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的人工實(shí)驗(yàn)儀器，采用光學(xué)儀器的方法得到了更加準(zhǔn)確的透明度值，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)備的高度集合化、智能化和精密化，不僅可以及時(shí)的對臭水進(jìn)行準(zhǔn)確的在線連續(xù)監(jiān)測，同時(shí)也響應(yīng)了國家綠色環(huán)保的理念，為本領(lǐng)域產(chǎn)品的升級換代起到了極大的促進(jìn)作用，可廣泛應(yīng)用于城市給排水、市政工程、污水處理廠、環(huán)境監(jiān)測站、水質(zhì)檢測與研究實(shí)驗(yàn)室、水質(zhì)高污染企業(yè)、智慧城市、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)畜牧業(yè)等方面，對城市黑臭水的監(jiān)測與治理具有重要的意義。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。