[实用新型]基于物联网的激光光源水质监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种仪表自动化控制系统，尤其涉及一种水质监测系统，采用物联网技术，通过网络实现水质的实时监控。

背景技术

水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物和浮游生物等悬浮物和胶体物都将使水质变的浑浊，其浑浊的程度用“浊度”表示，也是衡量水质的重要指标之一。自来水厂生产的生活用水，以及经污水处理厂处理后的水都需要严格控制水的浊度。

浊度仪可对水体的浑浊度进行测量，以实现对水质的量化评价。该仪器的测量方法是置于浊度计中的光源发出的光线穿过一段固定光程的样品，并在与入射光呈90°的方向上对被水中的颗粒物所散射的光线进行检测。这种散射光测量方法称作散射法，其依据瑞利理论和米氏定律，即IR=K×N×IO，式中IR为散射光光强，K为常数，N为单位体积内颗粒数，IO为入射光光强。从公式中可知，在入射光光强IO不变时，散射光信号IR与样品中颗粒数N成正比。

采用散射法测量浊度的优点在于只要保证光源和检测元件的稳定性就能使检测获得较高的精度。

国内外在线浊度仪主要以散射测量方法为主，大部分还是使用白炽灯泡作为仪器的光源，但灯泡因寿命短（国产的350小时，进口的8000小时），所以需要经常维护。

随着人们对食品安全、饮用水安全和环境保护越来越重视，公众更加关注水浊度的监测和测量。由于现有的散射浊度仪虽已能实现在线检测，但其检测所得的数据还需要技术人员进行现场观察或采集，不便于对水质的及时了解。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”，具有两层含义：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。

当今网络飞速发展，几乎融入到生活中的每个角落，随时随地可以通过电脑或者手机连接网络，当把仪器接入互联网的时候，仪器将发生重大的变革，人们不需要到现场查看实时数据，只要身边有上网的设备就可以随时随地知道仪器的运行情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的激光光源水质监测系统，将水质检测仪器所检测的数据实时地显示于监控仪表，可以随时随地通过网络查看仪器的测量数据和运行情况。

本实用新型提供的一种基于物联网的激光光源水质监测系统，包括：

测量模块，用于对水质浊度进行实时检测，并获取并输出感光信号；

A/D测试模块，接收从测量仪器输出的感光信号，生成并输出数字信号；

显示及控制模块，接收A/D测试模块输出的数字信号，实时显示，并输出加密数据；

物联网网络模块，接收并解析显示及控制模块传送的加密数据，于网络实时发布和显示。

本实用新型，测量模块按散射法对水质浊度进行测量，其包括

检测罐，包括本体、进水口和出水口，进水口设于本体底面，出水口设于本体侧壁；

多孔吸光板，设于本体底部；

光源，设于本体内，其水平位置高于出水口；

感光元件，固定于本体侧壁，其感光端设于本体内，与光源入射方向成90度夹角，且水平位置低于出水口；

恒水流控制单元，与出水口连接，对进入检测罐的水样的水压和流速进行稳定，提高测量稳定性。该控制单元包括流量计和减压阀，其中，流量计与出水口连接，减压阀与流量计连接。

本实用新型所采用的检测罐的进水口前端，增加一组减压阀和流量计，使待检测的水样先经过减压阀和流量计再流入到检测罐中，限制了水的流速。从而避免了水流过大，出水口排水量较小的情况下，所导致的光源损坏情况的发生，进而实现了无人值守。流量计还可以起到调节水样的流量，避免了水流的不稳定造成的示值波动现象，使水样以恒流流入到检测罐，从而改善了仪器测量的重现性。减压阀和流量计结合起来使用，有利于消除了水样中的气泡，保证了测量的准确性。

检测罐还装配有O型圈推拉自锁部件，装配方便，稳定可靠；检测罐顶部是自拔式透气装置，有利于降低湿度，消除了水汽对激光光源的影响。提高了仪器的寿命和精度。

光源采用激光源，以交替模式工作，即在一分钟内，光源关断30秒后，再通电10秒，这样交替工作即延长了光源的寿命，又减少了功耗，实现节能环保。