一种变光程的水质监测方法与流程

本发明属于水质监测，涉及一种变光程的水质监测方法。

背景技术：

1、吸收光谱和分光光度技术在水质监测领域有非常广阔的应用，该技术利用水样的吸光度和污染物质浓度之间的数学计量关系，进行水质检测。例如cn112964659a公开了一种基于紫外光谱法的多污染物水质监测方法，cn113533234a公开了一种原子吸收分光光度法水质监测装置，cn108931491a公开了一种多功能水质便携式远程监测仪及水质监测方法，cn107179285a公开了一种基于紫外可见吸收光谱和荧光光谱的水质监测探头及方法，cn117074333a公开了一种基于紫外-可见光吸收光谱的cod软测量模型构建方法，cn111562229a公开了一种用于水质在线监测的双光路吸收光谱稳定测量系统及方法，等等。

2、其中，紫外可见吸收光谱水质监测方法，可以监测cod、硝态氮等一系列重要水质参数，由于无需化学反应，检测速度快，非常适合进行实时监测或过程监测。但由于检测水样未经过酸化、高温氧化等处理，水中污染组分易于在光窗表面形成吸附，或提供营养促使光窗表面生长生物膜，日积月累导致光窗污染，吸光度随之上涨，使溶液浓度的监测结果出现漂移。现有的光窗自动清洗技术主要有超声波(cn85103969a)、自动刮刷(cn207528618u、cn215953347u)、通入气体(cn206960462u)以及酸洗等，但是很难将光窗表面积累的污染物质完全去除，需要人工日常检查光窗表面污染程度，清洗以恢复正常状态，增大了运维人员的工作量。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种变光程的水质监测方法，消除光窗污染对水质监测数据的影响，在光窗污染达到设定阈值时发出检修提醒，替代人工日常检查光窗。本发明的目的通过以下技术方案得以实现。

2、一种变光程的水质监测方法，包括以下步骤：

3、s1采用可变光程并且监测过程中不改变光窗面的吸光度监测设备，检测待测水体在光程l1(单位m)的吸光度a1(无量纲)，检测待测水体在光程l2(单位m)的吸光度a2(无量纲)；

4、s2利用下列公式计算待测水体中监测对象的浓度：

5、

6、式中，c为监测对象的浓度，单位mg/l；k为吸光系数，单位l(mg·m)-1。

7、根据比尔郎伯定律，对于均一的溶液，摩尔吸光系数为k，浓度为c，则溶液吸光度计算公式如下：

8、a＝klc

9、在光窗受到污染的条件下，附着在光窗上的污染物存在吸光度，该吸光度在较长的时间段如小时、天的尺度上变化显著，但在数秒内变化极小，因而设两次不同光程的吸光度检测时光窗污染程度相同，均为a0(无量纲)。

10、结合比尔朗伯定律，光程l1和光程l2对应的吸光度分别为：

11、a1 ＝ kl1c+a0         (2)

12、a2 ＝ kl2c+a0         (3)

13、式(3)减式(2)，则

14、a2 - a1 ＝ kl1c - kl2c    (4)

15、式(4)整理即可得到式(1)。

16、式(1)中待测浓度c不受光窗污染a0的影响，即可在光窗受到污染的条件下实现水质浓度的准确检测。本发明提供的监测方法，巧妙地通过变光程监测待测水体，消除了光窗污染的影响，可以实现在光窗受到污染的条件下对水质浓度的准确检测。本发明采用的可变光程并且监测过程中不改变光窗面的吸光度监测设备，可以采用现有技术cn116087105a或cn112881322a公开的监测设备，也可以采用其他结构的监测设备，只要具备光程可变并且监测过程中不改变光窗面的特性即可。

17、进一步的，将式(1)代入式(2)或式(3)，即可得到光窗污染的计算公式如下：

18、

19、当光窗污染a0达到设定阈值时，发出检修提醒，清除光窗污染。

20、进一步的，使用同一组光窗面，采用多个光程检测待测水体的吸光度，获得光程与吸光度的二元组列表(l1,a1),(l2,a2),(l3,a3)...(ln,an)，通过数学方法获得函数a＝f(l)，

21、则光窗污染

22、a0＝f(0)，

23、待测水体中监测对象的浓度

24、

25、即测水体中监测对象的浓度等于吸光度对光程的导数除以吸光系数。

26、进一步的，所述数学方法为线性回归或者机器学习算法。

27、本发明具有以下有益技术效果：本发明提供的监测方法，消除了光窗污染的影响，可以实现在光窗受到污染的条件下对水质浓度的准确检测；本发明提供的监测方法，可以在光窗污染达到设定阈值时发出检修提醒，替代人工日常检查光窗。

技术特征：

1.一种变光程的水质监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的水质监测方法，其特征在于，还包括步骤s3：

3.根据权利要求2所述的水质监测方法，其特征在于，步骤s1使用同一组光窗面，采用多个光程检测待测水体的吸光度，获得光程与吸光度的二元组列表(l1,a1),(l2,a2),(l3,a3)...(ln,an)，通过数学方法获得函数a＝f(l)，

4.根据权利要求3所述的水质监测方法，其特征在于，所述数学方法为线性回归或者机器学习算法。

技术总结本发明公开了一种变光程的水质监测方法，属于水质监测技术领域。具体包括以下步骤：S1采用可变光程并且监测过程中不改变光窗面的吸光度监测设备，检测待测水体在光程l1的吸光度A1，检测待测水体在光程l2的吸光度A2；S2利用公式计算待测水体中监测对象的浓度c。本发明提供的监测方法，消除了光窗污染的影响，可以实现在光窗受到污染的条件下对水质浓度的准确检测；本发明提供的监测方法，可以在光窗污染达到设定阈值时发出检修提醒，替代人工日常检查光窗。技术研发人员：朱启运受保护的技术使用者：时代华瑞（北京）环境科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17