[发明专利]一种全光谱结合快速易测指标的水质在线监测系统与方法

摘要

本发明公开了一种全光谱结合快速易测指标的水质在线监测系统与方法，涉及水质检测技术领域，包括在线监测流通槽、控制器、运算模块、进水泵、出水口和自动取样器，在线监测流通槽一侧安装有所述进水泵，另一侧为所述出水口，内部安装有在线pH电极、在线氧化还原电位电极、在线溶解氧传感器、在线浊度传感器、在线电导率传感器和全光谱传感器。本发明提供了全光谱结合快速易测指标的水质在线监测方法。本领域的技术人员致力于开发一种对自然环境和污水处理设施的出水的COD、NH₃‑N、NO₃^‑‑N、pH值、氧化还原电位、水温、溶解氧、浊度、电导率等多项指标的同时在线监测，满足设备和运行成本低，维护简便，无二次污染的在线监测技术。

主权项

1.一种全光谱结合快速易测指标的水质在线监测方法，其特征在于，建立COD浓度监测模型、NO₃^‑‑N浓度检测模型、NH₃‑N浓度检测模型，包括以下步骤：步骤1：每间隔2小时自动采集一个水样，采用HJ标准的方法检测COD浓度、NO₃^‑‑N浓度、NH₃‑N浓度的实测值；步骤2：获取取样时刻对应波段的吸收光谱的吸光度光谱数据；步骤3：获取取样时刻得到的光谱数据，pH值、氧化还原电位、水温、溶解氧、浊度、电导率分别进行矢量归一化预处理，使其映射到[‑1，1]区间之内；步骤4：构建BP‑神经网络模型，选择80％样本数据，采用BP‑神经网络算法，选择Sigmoid函数为激活函数，并选择神经网络隐含层、每层的单元数和学习率等参数，使得所测项目实测值与预测值之间的方差最小；步骤5：选取剩余20％样本数据，计算所测项目实测值与预测值之间R平方(R²)、均方根误差RMSE等评价指标对模型的预测性能进行评价，以确保模型的实用性。