本發(fā)明涉及水環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體為一種可應(yīng)用于復(fù)雜水環(huán)境的智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀。

背景技術(shù)：

1、水質(zhì)檢測(cè)在現(xiàn)代水資源管理中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，尤其是對(duì)于湖泊、河流、海洋等自然水體的監(jiān)測(cè)。水質(zhì)的好壞直接影響著水生生態(tài)系統(tǒng)的健康以及人類的飲用水安全、農(nóng)業(yè)灌溉等各方面需求。隨著環(huán)境污染問(wèn)題的加劇，傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測(cè)方法，如取樣分析和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，面臨著采樣不及時(shí)、數(shù)據(jù)滯后、人工干預(yù)多等局限性。尤其在復(fù)雜水環(huán)境中，傳統(tǒng)檢測(cè)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)且高效的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。因此，如何開(kāi)發(fā)一種能夠在復(fù)雜水環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行并實(shí)時(shí)反饋水質(zhì)數(shù)據(jù)的智能化水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備，成為當(dāng)前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

2、現(xiàn)有技術(shù)的局限性：

3、當(dāng)前，市面上已有多種光譜水質(zhì)檢測(cè)儀器，這些儀器廣泛應(yīng)用于不同類型水體的質(zhì)量檢測(cè)，特別是在天然水域中。

4、現(xiàn)有技術(shù)如下所示：

5、1)公開(kāi)號(hào)cn214427046u公布了一種基于光譜分析的水質(zhì)檢測(cè)水下機(jī)器人，在該技術(shù)申請(qǐng)中，包括殼體、主控制模塊、北斗、gps雙模定位模塊、深度傳感器模塊、聲吶模塊、移動(dòng)模塊、光譜分析傳感器模塊；北斗、gps雙模定位模塊和深度傳感器模塊安裝在殼體內(nèi)與主控制器模塊連接，用于快速水下定位；聲吶模塊安裝在殼體內(nèi)部前端并與主控制模塊連接，探測(cè)頭嵌于殼體，用于水下航行避障；移動(dòng)模塊安裝在殼體外部，用來(lái)控制殼體移動(dòng)及殼體姿態(tài)調(diào)整；光譜分析傳感器模塊安裝在殼體中部，并與主控制器模塊連接通信，用于水質(zhì)檢測(cè)；通信模塊安裝在殼體內(nèi)，與主控制模塊連接，用于與陸地控制和接收端通信。本實(shí)用新型提高了水質(zhì)檢測(cè)效率，使水質(zhì)檢測(cè)更加靈活、更具有針對(duì)性，具有廣泛的實(shí)用性。

6、2)公開(kāi)號(hào)cn220932768u公布了一種高光譜水質(zhì)檢測(cè)儀，在該技術(shù)申請(qǐng)中，包括殼體和設(shè)于殼體的空腔內(nèi)并通過(guò)光纖通信的光源模塊、檢測(cè)模塊、準(zhǔn)直光模塊和高光譜成像模塊，檢測(cè)模塊包括標(biāo)準(zhǔn)水樣檢測(cè)腔、待檢測(cè)水樣檢測(cè)腔，光源模塊發(fā)出的光信號(hào)分別通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)水樣檢測(cè)腔和待檢測(cè)水樣檢測(cè)腔，變化后的光信號(hào)送至準(zhǔn)直光模塊進(jìn)行校準(zhǔn)放大，高光譜成像模塊對(duì)校準(zhǔn)放大的兩個(gè)光信號(hào)進(jìn)行成像，并輸出至處理器；該高光譜水質(zhì)檢測(cè)儀采用了一體化集成設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊；而且利用高光譜成像技術(shù)對(duì)經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)水樣或待檢測(cè)水樣的光信號(hào)進(jìn)行成像以供處理器進(jìn)行比對(duì)分析，在高光譜的加持下可對(duì)水質(zhì)的多種參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比，原理簡(jiǎn)單、檢測(cè)準(zhǔn)確度高，能快速得到檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)時(shí)間短，成本更低。

7、3)公開(kāi)號(hào)cn111638186a公布了一種可應(yīng)用于復(fù)雜水環(huán)境的智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀，在該技術(shù)申請(qǐng)中，包括水質(zhì)檢測(cè)儀外殼、水質(zhì)檢測(cè)儀封蓋、水質(zhì)檢測(cè)儀固定板、智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀本體、水質(zhì)檢測(cè)儀控制板、活動(dòng)板、第一彈簧固定鉤、拉伸彈簧、第二彈簧固定鉤、半圓擋板、海綿墊、蜂巢板、連接板、橡膠墊和防滑墊，所述水質(zhì)檢測(cè)儀外殼頂部設(shè)置有水質(zhì)檢測(cè)儀封蓋，所述水質(zhì)檢測(cè)儀外殼內(nèi)部套接有智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀本體，所述智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀本體頂部一側(cè)設(shè)置有水質(zhì)檢測(cè)儀控制板，該可應(yīng)用于復(fù)雜水環(huán)境的智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀本體可以檢測(cè)復(fù)雜水環(huán)境，采用夾緊固定，固定更加牢固，避免水質(zhì)檢測(cè)時(shí)樣品晃動(dòng)偏移位置。

8、4)公開(kāi)號(hào)cn215812392u公布了一種便攜光譜法水質(zhì)檢測(cè)傳感器，在該技術(shù)申請(qǐng)中，包括依次連接的聚焦光源、第一光學(xué)單元、測(cè)量吸收池單元、第二光學(xué)單元以及光譜儀單元，所述第一光學(xué)單元將聚焦光源發(fā)出的光分成兩路穿過(guò)測(cè)量吸收池單元后再通過(guò)第二光學(xué)單元輪流進(jìn)入到光譜儀單元；本實(shí)用新型利用水質(zhì)中不同組分對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收作用不同，進(jìn)行水質(zhì)組分含量的量化計(jì)算，可廣泛適用于河流、湖泊、水庫(kù)等地表水水質(zhì)在線檢測(cè)，能夠檢測(cè)水中的cod、bod、toc、doc、硝氮、亞硝氮、濁度、tss等參數(shù)。

9、然而，上述光譜水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備主要面臨以下幾方面的問(wèn)題：

10、穩(wěn)定性差，易受水流干擾：大部分現(xiàn)有的光譜水質(zhì)檢測(cè)儀缺乏適應(yīng)復(fù)雜水域的穩(wěn)固性設(shè)計(jì)，尤其在水流湍急、流速變化較大的環(huán)境下，設(shè)備容易受到水流沖擊而發(fā)生位移或傾斜，影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

11、浮藻、雜物阻礙采樣：浮藻類生物和水底垃圾往往在水體中聚集，影響水流進(jìn)入采樣容器，阻塞進(jìn)樣槽，導(dǎo)致樣本采集不均勻，影響水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的精度。

12、傳統(tǒng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的局限性：現(xiàn)有設(shè)備普遍采用固定式的防護(hù)結(jié)構(gòu)，缺乏對(duì)復(fù)雜水環(huán)境(如浮藻密集水域、底部泥沙多的水體等)的適應(yīng)性。固定防護(hù)結(jié)構(gòu)難以應(yīng)對(duì)不斷變化的水流、雜物和浮藻，導(dǎo)致設(shè)備的工作效率和長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性降低。

13、清潔維護(hù)困難：在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中，進(jìn)樣容器及光譜檢測(cè)組件容易被藻類、雜物等覆蓋，導(dǎo)致測(cè)量精度下降?，F(xiàn)有設(shè)備普遍缺乏自動(dòng)清潔機(jī)制，導(dǎo)致設(shè)備需要頻繁人工清理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種可應(yīng)用于復(fù)雜水環(huán)境的智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀，通過(guò)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與智能功能集成，能夠在湍急水域等復(fù)雜水環(huán)境中提供高效、精確的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。其抗損壞能力、自清潔系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸功能，使得設(shè)備能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行并提供可靠的數(shù)據(jù)支持，廣泛應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種可應(yīng)用于復(fù)雜水環(huán)境的智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀，所述智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀配置于待測(cè)水體內(nèi)并用于實(shí)時(shí)檢測(cè)水體水質(zhì)，智能光譜水質(zhì)檢測(cè)儀包括：

3、防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括呈上、下垂直連接的底板、外框，其中底板底側(cè)四角設(shè)有深入水體底層并固定的錨桿，外框?yàn)橐粌蓚?cè)均設(shè)有豎向開(kāi)口的矩形框架，外框內(nèi)側(cè)設(shè)有可折疊的百葉板；百葉板能在光譜水質(zhì)檢測(cè)儀應(yīng)用于湍急水域時(shí)，能避免碎石塊以及水底垃圾沖擊檢測(cè)儀造成檢測(cè)儀損壞，另外百葉板能根據(jù)檢測(cè)儀組件在外框上的安裝位置伸縮調(diào)節(jié)，以滿足使用需求，水流穿過(guò)百葉板的間隙并進(jìn)入外框內(nèi)側(cè)，此時(shí)能利用外框內(nèi)的檢測(cè)儀組件基于光譜原理進(jìn)行水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)；

4、檢測(cè)儀組件，裝設(shè)于外框內(nèi)側(cè)，包括機(jī)殼、頂蓋、光譜檢測(cè)組件、數(shù)據(jù)線纜與線纜集束頭，其中機(jī)殼外側(cè)面通過(guò)螺栓限位固定在外框內(nèi)，機(jī)殼下側(cè)與百葉板連接，機(jī)殼內(nèi)設(shè)置光譜檢測(cè)組件，機(jī)殼頂側(cè)設(shè)置頂蓋，頂蓋中間設(shè)置線纜集束頭，數(shù)據(jù)線纜一端延伸出水體外并與分析主機(jī)連接，數(shù)據(jù)線纜另一端穿過(guò)線纜集束頭并與光譜檢測(cè)組件連接。

5、優(yōu)選的，光譜檢測(cè)組件包括電缸、升降板、進(jìn)樣容器、刮藻模塊、檢測(cè)模塊與支桿，其中進(jìn)樣容器連接于機(jī)殼底側(cè)，進(jìn)樣容器為內(nèi)部空心的圓柱結(jié)構(gòu)，進(jìn)樣容器外呈間隔設(shè)有多條與其內(nèi)腔連通的弧形進(jìn)樣槽。

6、優(yōu)選的，升降板配置于機(jī)殼內(nèi)側(cè)并位于進(jìn)樣容器上側(cè)，升降板上端設(shè)有驅(qū)動(dòng)其上行或下行的電缸，升降板下端通過(guò)多根支桿連接刮藻模塊。

7、優(yōu)選的，刮藻模塊用于隨升降板動(dòng)作并沿進(jìn)樣容器上、下移動(dòng)以將進(jìn)樣容器內(nèi)壁黏附的浮藻類生物刮除，刮藻模塊包括下支架、圓盤(pán)、齒輪裝置、支臂與刮藻塊，其中下支架為五角型支架，下支架的每一邊角內(nèi)側(cè)均設(shè)有滑槽，下支架中心通過(guò)軸桿安裝圓盤(pán)。

8、優(yōu)選的，圓盤(pán)外側(cè)設(shè)有齒圈，齒輪裝置與該齒圈嚙合，圓盤(pán)端面設(shè)有與滑槽數(shù)量對(duì)應(yīng)的弧形槽。

9、優(yōu)選的，支臂伸進(jìn)下支架邊角的滑槽內(nèi)并自由滑動(dòng)，支臂后端設(shè)有伸進(jìn)弧形槽內(nèi)的滑柱，支臂伸出滑槽的前端連接有呈弧形的刮藻塊，多個(gè)刮藻塊在齒輪裝置嚙合圓盤(pán)時(shí)呈滑移伸展?fàn)顟B(tài)并將進(jìn)樣容器內(nèi)壁抵觸。

10、優(yōu)選的，檢測(cè)模塊通過(guò)支架裝于下支架下側(cè)，檢測(cè)模塊為基于光譜檢測(cè)原理的水質(zhì)檢測(cè)模組。

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

12、本發(fā)明通過(guò)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與智能功能集成，能夠在湍急水域等復(fù)雜水環(huán)境中提供高效、精確的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。其抗損壞能力、自清潔系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸功能，使得設(shè)備能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行并提供可靠的數(shù)據(jù)支持，廣泛應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。

13、具體技術(shù)效果包括如下：

14、穩(wěn)定性和防護(hù)性增強(qiáng)：由于底板的四角配有錨桿設(shè)計(jì)，可以確保設(shè)備穩(wěn)固固定在水體底層，避免因水流湍急或環(huán)境變化導(dǎo)致設(shè)備位置的移動(dòng)，這種固定設(shè)計(jì)提高了設(shè)備在復(fù)雜水環(huán)境中的穩(wěn)定性。防護(hù)結(jié)構(gòu)包括百葉板，能夠有效防止碎石塊和水底垃圾對(duì)檢測(cè)儀的沖擊，從而減少了外部環(huán)境對(duì)設(shè)備的損害。百葉板可以根據(jù)水流狀況調(diào)節(jié)，增強(qiáng)了設(shè)備在不同水域條件下的適應(yīng)性。

15、高效且自動(dòng)化的水質(zhì)檢測(cè)：通過(guò)光譜檢測(cè)組件，設(shè)備能基于光譜原理進(jìn)行水質(zhì)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。光譜檢測(cè)組件的配置使得設(shè)備可以快速、準(zhǔn)確地分析水質(zhì)成分，提供實(shí)時(shí)水質(zhì)數(shù)據(jù)，幫助用戶及時(shí)了解水質(zhì)狀況。進(jìn)樣容器的設(shè)計(jì)采用了圓柱形結(jié)構(gòu)和弧形進(jìn)樣槽，有效地確保了水樣的均勻采集和流動(dòng)性，使水質(zhì)檢測(cè)更加精確。

16、自清潔功能，保證長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行：刮藻模塊隨升降板移動(dòng)，通過(guò)電缸驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)清除進(jìn)樣容器內(nèi)壁附著的浮藻和生物。該設(shè)計(jì)有效避免了浮藻或雜物對(duì)進(jìn)樣容器的阻塞，確保了水質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中設(shè)備的持續(xù)清潔，從而提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。刮藻模塊通過(guò)自動(dòng)清潔，減少了設(shè)備維護(hù)的頻率和人工干預(yù)，增強(qiáng)了設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和自動(dòng)化運(yùn)行能力。

17、適應(yīng)復(fù)雜水環(huán)境的能力：本發(fā)明的方案能夠應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜水域環(huán)境，無(wú)論是水流湍急的河流、湖泊，還是含有較多垃圾和沉積物的水域，都能確保設(shè)備的正常工作。