[发明专利]一种实现变光程水质监测系统及方法

说明书

本申请属于水质检测领域，尤其涉及一种实现变光程水质监测系统及方法，至少包括两个变反射率镜，两个变反射率镜之间为待测水样，两个变反射率镜之外的一侧设置有一个可变光阑，两个变反射率镜之外的另一侧设置有光源。本申请对于同一种水样，可以通过不同的光程相互校验，提高测量精度，并且在一套设备的前提下实现了光路可调的效果。通过调整光阑大小，实现不同的等效光程，可以实现对污染度范围很大的水样的有效测量。无需手动调整光路，且仅需要一条光路，具有调整简单，成本低等优点。光路中使用电动光阑，调节精度高，调整速度快，可以实现连续可调。

技术领域

本申请属于水质检测领域，尤其涉及一种实现变光程水质监测系统及方法。

背景技术

采用紫外法和光谱法等光学方法对水质进行分析时，污染严重强的水对光吸收强，一般需要采用较短的光程以获得足够强的光信号；对于污染轻的水，需要采用长的光程以获得足够的光吸收。固定光程并不能完全满足水质监测需求。

传统处理方法采用机械式移动光路，可以实现多光程测量，但需要根据待测水样情况手动调整机械装置实现不同的光程，无法实现光程自动动态调整；另外的解决方式是通过采用具有不同光路的多光路设置，但是具有结构复杂、成本高的缺点。

现有专利如专利申请号为201611197723.0，申请日为2016.12.22，名称为用于水质监测的测量单元及测量系统的发明专利，其技术方案如下：本发明提供一种用于水质监测的测量单元及测量系统。该测量单元包括：由导热材料制成的基座及盖板，所述基座及盖板相互连接并共同围成支承腔体；用于容纳待测量样本的透光比色皿，其布置在所述支承腔体中，并与所述支承腔体的至少一个面贴合；以及至少两组光程测量组件，其靠近所述透光比色皿布置，并为待测量样本提供不同的测量光程。

上述专利采用并行光路的方式实现了两光路，并没有解决现有技术中的上述问题，存在成本高、结构复杂的问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，现在特别提出一种实现变光程水质监测系统及方法。

为实现上述技术效果，本申请的技术方案如下：

一种实现变光程水质监测系统，其特征在于：至少包括两个变反射率镜，两个变反射率镜之间为待测水样，两个变反射率镜之外的一侧设置有一个可变光阑，两个变反射率镜之外的另一侧设置有光源。光源可以选择现有的多种类型光源，如254nm紫外LED或宽谱光源等。

光源位于与两个变反射率镜之外的一侧，且所述光源与临近的变反射率镜之间设置有准直透镜，其作用为将入射到变反射率镜的光准直为平行光；两个变反射率镜之外的另一侧设置有聚焦透镜和光强或/和光谱分析部分，所述聚焦透镜位于该侧的可变光阑和光学分析部分之间。这里提到的光强分析部分可以为探测器，光谱分析部分可以为现有技术中的带光纤输入的光谱分析仪等现有结构。

进一步的，所述变反射率镜上镀有反射率随位置改变的薄膜，相邻位置的反射率依次增大或者减小。

进一步的，变反射率镜相邻位置的反射率为连续式的增大、减小或者为阶梯式的增大、减小。

进一步的，位于变反射率镜中心为圆形膜，其余膜呈环状结构依次套在圆形膜外侧。圆形膜可以将反射率设置为接近零，也可以设置为其他数值的反射率。

一种实现变光程全光谱水质监测方法的流程如下：

A.打开光源，将可变光阑调小至只允许光通过变反射率镜的中间窗口部分，测量水样的光吸收；变反射率镜的中间窗口部分的反射率可以为变反射率镜上不同反射率中最低的部分，也可以为变反射率镜上不同反射率中最高的部分。