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一种网络加移动端的水质检测方法及检测系统

文献发布时间:2023-06-19 09:23:00


一种网络加移动端的水质检测方法及检测系统

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域,具体来说是一种网络加移动端的水质检测方法及检测系统。

背景技术

没有对水的大量检测,就没有净化水的依据。现有的水质检测手段过于依靠自动检测仪,其精度、密度不高;过分依赖于自动检测站,过分强调无人工操作,将忽视水质检测质量、精度和密度。自动站是常规检测不可缺少的工具,但自动检测投入大,不可能作为大量原位检测的工具;必须在整体摸清水体概况的前提下,才能发挥更好作用。虽然水质检测的站点仍在增加,自动站的建立、运行维护费用与日俱增,但仍然难以以水溯源找出污染源,是导致我国水环境不能精准治理,投入多而效率低,形成治理-污染-再治理再污染的恶性循环的原因。

除了江河水系外,生活污水、渔业水质、地下水、饮用水,特别是农村饮用水、河道水质和雨水水质等都需要进行检测,因为水体是联通的世界,排泄的水与吸入的水之间有密切联系。检测能分辨联通的水系中污染物来源、成份、时间和空间分布,以及地球表面土壤、空气、人类活动对水体质量的影响。必要的,周期性的跨流域大体量,同时检测水质,受制于检测系统,数据收集,传送以及数据保密和数据的可靠性。本发明是开发一套只依靠智能手机和网络的水质检测体统,使水质检测如同改善环境的植树活动,有更多的普通民众参与,同时,上传的检测数据准确可靠,并受到专业人士的严格监管和保密。

传统分光光度计检测水质,是被公认的,在低浓度范围内很准确的仪器。。检测水质简要原理如下:

可见光是由不同波长(400~700nm)的电磁波按一定比例组成的混合光,通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见色谱。如把两种光以适当比例混合而产生白光感觉时,则这两种光的颜色互为补色。

当白光通过溶液时,如果溶液对各种波长的光都不吸收,溶液就没有颜色。如果溶液吸收了其中一部分波长的光,则溶液就呈现透过溶液后剩余部分光的颜色。有色溶液的颜色是被吸收光颜色的补色,吸收越多,则补色的颜色越深。比较溶液颜色的深度,实质上就是比较溶液对它所吸收光的吸收程度。下表列出了溶液的颜色与吸收光颜色的关系。

朗伯-比尔定律(Beer-Lambert Law),是光吸收的基本定律。如果媒质是均匀透明溶液,则对光的吸收量应与溶液内单位长度光路上的吸收分子数目成正比,这又与溶液的浓度C成正比,所以吸收率A也与浓度C成正比:A=βC,β是溶液对波长久的吸收系数,仅由媒质分子决定,与溶液浓度C无关。比尔-朗伯定律是吸光光度法、比色分析法和光电比色法的定量基础。分光光度计能精准测得通过溶液的吸光度,从而得出被检测项的浓度,是光电比色法的必用的仪器。

目视比色法为标准系列法,是借助于与一系列标准溶液进行比较以测定样品溶液浓度的方法,用一套由相同质料制造的、形状大小相同的比色管(容量有10、25、50及100ml等),将一系列不同量的已知浓度的标准溶液依次加入各比色管中,再分别加入等量的检测试剂,如显色剂及其他试剂等,并控制其他实验条件相同,最后稀释至同样体积,这样便配成一套颜色逐渐加深的标准色阶,也就是人眼看到的“色谱”。将一定量的被测试液置于另一比色管中,在同样条件下进行显色,并稀释至同样体积。从管口垂直向下注视,若试液与标准系列中某溶液的颜色深度相同,则说明这两只比色管中溶液的浓度相等;若被测试液的颜色深度介于相邻两个标准溶液之间,则试液浓度也就介于这两个标准溶液浓度之间。

目视比色法设备简单,操作简便,有较高的准确度,其缺点是靠人的眼睛来观察颜色的深度,有主观误差。

而光电比色法是在光电比色计上测量一系列标准溶液的吸光度,将吸光度对浓度作图,绘制工作曲线,然后根据待测组分溶液的吸光度在工作曲线上查的其浓度或含量。其实际上即是一种吸光度法,需要仪器帮助,与目视比色法是完全不同的方法,目视比色法是比色,而光电比色法是比光。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足,提供一种网络加移动端的水质检测方法及检测系统,将光电比色法与目视比色法相结合,以修正目视比色法的误差,从而用移动端,例如智能手机,就可实现水质检测,并解决光学检测仪器因笨重、昂贵而难以便捷地用于大量的原位检测的问题。

为了实现上述目的,设计一种网络水质检测方法,所述的方法如下:

对于含有不同浓度的被检测项目的液体,在某一光波波长下,通过光电比色法获得若干所述的液体的浓度D所对应的被检测项目的第一吸光度A,记录不同的第一吸光度A所对应的溶液的颜色C,并根据朗伯-比尔定律得出被检测项目的浓度D与被检测项目的第一吸光度A之间的对应关系:

D=bA+Z……(I);

式中:当比色器皿的厚度一定时,b和Z均为常数;

对于用光电比色法所记录的溶液的颜色C,通过目视比色法获得其中任一颜色G所对应的被检测项目的浓度d,并根据朗伯-比尔定律得出被检测项目的浓度d与第二吸光度a之间的对应关系:

d=Ba+z……(II);

式中:当比色器皿的厚度一定时,B和z均为常数,a为第二吸光度,即与通过目视比色法所见的溶液的颜色G相对应的吸光度;

通过式(I)-(II)可得第一吸光度A与第二吸光度a的对应关系:

A=(D-d+z-Z+Ba)/b……(III);

从而,能根据式(III)获得当前溶液的颜色G所对应的第一吸光度A,并根据所述的第一吸光度A通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目经目视比色的浓度。

优选地,所述的第一吸光度A能替换为第一透光率T,所述的第二吸光度a能替换为第二透光率t。

优选地,所述的浓度D的值通过对浓度d与第二吸光度a进行回归分析而获得。

优选地,使用时,通过目视比色法,在色谱中选择出当前溶液的颜色,而后根据式(III)将当前溶液的颜色求得所对应的第一吸光度,并根据所述的第一吸光度通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目的浓度,或者使用时,通过目视比色法,在色谱中选择出当前溶液的颜色,而后根据预先求得的所述的当前溶液的颜色与所对应的被检测项目的浓度之间的关系,获得被检测项目的浓度。

优选地,还包括检测者修正方法,当比色器皿的厚度保持相同时,可得A=(D-d)/b+a,检测者通过该式得出第一吸光度A,并根据第一吸光度A通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目的浓度。

优选地,所述的方法通过存储器存储由光电比色法获得的若干被检测项目的浓度D和所对应的第一吸光度A、不同的浓度D所对应的溶液的颜色C、通过目视比色法获得若干所述的颜色G所对应的第二吸光度a;通过移动端展示由存储器中的溶液的颜色C所构成的色谱,并将用户从色谱中选择出的当前溶液的颜色所对应的溶液的颜色G的信息传送至处理器;通过处理器根据用户所选择的当前溶液的颜色所对应的溶液的颜色G获得当前溶液的颜色所对应的第二吸光度a,并根据式(III)由第二吸光度a得出第一吸光度A并通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目的浓度。

优选地,使用前,对移动端的亮度和对比度进行调试,将一标准比色器皿供检测者与色谱相对比,由检测者调整移动端的照度直至检测者所看到的标准比色器皿的颜色与色谱中相对应的标准颜色相匹配。

优选地,在检测试剂标签上设有标识码,所述的标识码内含有所述的检测试剂的检测信息,通过所述的移动端读取所述的标识码后,能根据所述的检测信息由处理器调用存储器中所存储的位于所述的检测信息的浓度范围内的不同的浓度D所对应的溶液的颜色C并形成由浅至深的色谱,并由所述的移动端显示所述的色谱;所述的移动端在将用户从显示屏的色谱中通过目视比色法选择出的当前溶液的颜色所对应的溶液的颜色G的信息传送至处理器的同时,还将相对应的移动端信息传送至处理器,并由处理器将参考信息与检测得到的浓度相匹配

优选地,通过一不透光材质制成的比色筒实现目视比色法的检测,比色筒两端开口,比色筒的中段处沿径向设有用于容置比色器皿的插孔,且比色筒上设有若干通光孔,使用时,移动端的显示屏上显示色谱,比色筒的一端开口贴合于移动端的显示屏表面,比色筒的另一端开口供检测者观察,检测者使用前,对比色筒的照度进行调试,将一标准比色器皿供检测者与色谱相对比,由检测者调整通光孔的进光量以实现对比色器皿的照度的调节,直至检测者所看到的标准比色器皿的颜色与色谱中相对应的标准颜色相匹配。

本发明还涉及一种用于所述的网络加移动端的水质检测方法的检测系统,包括:用于存储通过光电比色法获得的若干被检测项目的浓度D和所对应的被检测项目的第一吸光度A、不同的浓度D所对应的溶液的颜色C、通过目视比色法获得若干与颜色C对应的溶液颜色G所对应的第二吸光度a的存储器;用于展示由存储器中的溶液的颜色C所构成的色谱,并将用户从色谱中选择出的当前溶液的颜色所对应的溶液的颜色G的信息传送至处理器的移动端;用于根据用户所选择的当前溶液的颜色所对应的溶液的颜色G获得当前溶液的颜色所对应的第二吸光度a,根据式(III)由第二吸光度a得出第一吸光度A并根据所述的吸光度通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目的浓度的处理器。

本发明利用移动终端发展和网络传送技术的发展,将光电比色法与目视比色法相结合,以修正目视比色法的误差,并解决光学检测仪器因笨重、昂贵而难以便捷地用于大量的原位检测的问题,同现有技术相比,其优点在于:

1、改进了以往的从水质检测仪器中的数据库、软件和计算公式算出检测结果的检测方法,并将数据处理设备从水质检测仪中分离出来,置于后台的大型计算机中,用一台后台的计算机掌控正在实施检测的成千上万个水质检测的行为,判断每个检测参与者的检测结果是否合理有效,因为移动端将对检测的重要步骤、检测位置、数据来源、检测者操作程序进行记录,而后台的检测专业人士将判断这些记录的有效性,通过统一检测、多点布局、相互监督使得结果可靠、数据可寻、防止作假、查看方便、高度保密。

2、采用智能手机或其他移动终端即可实现检测,不依赖专业仪器,节约了检测成本,降低了检测者门槛,但不会削弱专业人士在后台的监督;所有有智能手机的人士,用专制的检测试剂就可以比较准确地检测水体,并将检测数据上传到特定的数据库,有助于大规模,大水体同时检测,水质普查,有助于扩大检测范围与检测项目,以便得到污染物在水体中的空间、时间分布,从而能尽快找到污染源,并可结合数学模型实时预测,为决策提供参考。

3、提供了一种相对准确、廉价、可用于对大型水体进行原位、同时、经常检测并快速出结果的普查水质检测系统和方法,可以多点布局检测一个排污口,消除流入检测结果与流出结果不匹配的现象,用系统的整体结果保证检测的准确有效,而不是依赖昂贵仪器,一锤定音,忽视误差,产生大量无效检测。

4、数据来源可靠,每项检测的地点,时间,检测者等数据都有来龙去脉,都可以跟踪到检测者,每一个接测结果都可以有后台专业人士检验其有效性;无效结果将在检测操作过程中,出现差错而被记录下来并写入参数,后台可根据上传参数判断检测有效性。

5,数据安全,结果真实无法作假,检测者与检测结果是分开的;检测者上传的是参数不是结果,上传的参数是否被采用为结果是后台专业人士判断后决定的,检测者无权决定访问结果数据库的权利;检测者与后台监督者都无权改变结果数据;对存疑结果只能重测,不能修改;如果要修改只能从参数记录,到多点检测的上传数据全改,这很难做到。

6,授权人士,在千里之外任何有网络的地方,都能通过所带移动端实时查看到实地检测结果,指导现场检测,有利于管理层在处理其他事,从事其他活动时,明察现场秋毫。

7,配合固定自动检测站协同工作,是自动水站的助手;自动固定水质检测站一般只能检测几个数据,并且站与站之间距离都很远,其检测结果不能反映被检测对象水体的真实面貌;网络加手机的水质检测系统可以很好地弥补自动站的不足,可以加多检测项,加密检测点,加大检测范围,加强追根溯源,加重自动站的作用。

8,当移动终端光源可以为紫外,红外时,网络加手机的水质检测项将增加很多达到上百项。

作为其他系统的补充,使用本方法的系统是水质普查的最好工具,以减少有资质的执法检测的费用。

附图说明

图1是本发明中的比色管的结构示意图。

图中:1.比色管2.旋钮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明,这种方法及装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本实施方式提供一种网络加移动端的水质检测方法,所述的方法主要如下所示:

对于含有不同浓度的被检测项目的液体,在某一光波波长下,通过光电比色法获得若干所述的液体的浓度D所对应的被检测项目的第一吸光度A,记录不同的第一吸光度A所对应的溶液的颜色C,并根据朗伯-比尔定律得出被检测项目的浓度D与被检测项目的第一吸光度A之间的对应关系:

D=bA+Z……(I);

式中:b和Z均为常数,b为进行光电比色法时所用的比色器皿的厚度。

对于所记录的溶液的颜色C,通过目视比色法获得与颜色C中相同或者说最相接近的颜色G所对应的被检测项目的浓度d,并根据朗伯-比尔定律得出被检测项目的浓度d与第二吸光度a之间的对应关系:

d=Ba+z……(II);

式中:B和z均为常数,b为进行目视比色法时所用的比色器皿的厚度,a为第二吸光度,即与通过目视比色法所见的溶液的颜色C相对应的吸光度。

通过式(I)-(II)可得第一吸光度A与第二吸光度a的对应关系:

A=(D-d+z-Z+Ba)/b……(III);

从而,能根据式(III)获得当前溶液的颜色C所对应的第一吸光度A,并根据所述的第一吸光度A通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目的浓度。

其主要方法为预先进行数据检测、采集的处理步骤,后续即能根据预先存储的数据获得溶液的颜色所对应的被检测项目的浓度,即本实施方式是先通过进行大量的预先检测并将相关数据以及参数的对应关系进行修正后存储于系统中,而后在现场检测时通过目视比色法获得溶液的颜色所对应结果,而现有技术的水质检测方法都是现场即时检测,并即时进行计算和处理以获得相应结果,这就导致在进行实时原位检测时,需要将笨重的光学仪器携带至现场进行操作,十分不便,且也容易导致光学仪器的损坏。而通过本实施方式的方法则能解决这一问题。

实施例1

对于含有浓度接近的被检测项目的一组液体,对其进行按规范要求的染色反应,使其形成含有被检测项的一组溶液。通过光电比色法获得这一浓度接近的区间内,这组被检测项目的浓度D,在同一光波波长下所对应的被检测项目的第一吸光度A,利用朗伯-比尔定律得出被检测项目的浓度D与被检测项目的吸光度A之间的对应关系:

D=bA+Z……(I);

式中:b和Z均为常数,且由于第一吸光度A与第一透光率T是对数关系,此处也可采集第一透光率T的值,而后根据对数运算获得第一吸光度A的值,同样,对于下述的第二吸光度a可以采集第二透光率t的值,并以其求得第二吸光度a。

第一吸光度A可准确地数值化,并通过光电比色法,在电子显示屏上获得若干所述的溶液的颜色C,以及其所对应的被检测项目的浓度D,就得出被检测项目的浓度d与对应的溶液颜色C之间的对应关系:

表-1

目视比色法得出的溶液颜色G与浓度的关系是:

表-2

D与d之间如果有差别,是目视比色的主观性造成的,而光电比色法的结果更准确。表-2中G,是根据表-1中C与D存于数据库中的关系而得出的。

将d再进行光电比色,并用式(I),就得出了,浓度d对应于颜色G的吸光度值a,如表-3所示:

表-3

a与d的关系,朗伯-比尔定律:

d=Ba+Z……(II)式中:B和z均为常数,此处假设进行光电比色和目视比色时的比色器皿的厚度均保持相同时,可得A=(D-d)/b+a。

比色器皿的厚度均相同,由于式(I)与式(II)条件完全一样,所以:

d=ba+Z……(III)

式(I)-式(III):A=a+(D-d)/b……(IV)

将G与a的对应关系存于数据库。检测某被检测项时,只要在显示屏上的色谱上,点击颜色G1,就会有对应的a1供后台计算出d1。也可以在显示屏色谱上点击G1直接得出d1,相当于离线检测。在网络不畅同时,照样能检测。

此外,其还能检测者修正方法,由上可知,当比色器皿的厚度保持相同时,可得A=(D-d)/b+a,检测者可在移动端通过该式得出第一吸光度A,将相关数据存储于移动端,并根据第一吸光度A通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目的浓度,从而实现离线检测。

实施例2

实施例1中的B的值也可通过线性或非线性回归获得,或者在通过实验如发现D与d有不可接受的结果差异时,采用线性或非线性回归修正B的值。

即当:

(D-d)>K……(IV)

则:A>a+K/b……(V)

对于式(III)和式(IV)仍有较大误差时,可以用回归方程从新得到A与a的关系,就是显示屏色谱上点击的颜色得出的吸光度与真实吸光度A的关系。从表-3中,可以将a与d做线性或非线性回归,得出:

d=Ba+z……(VI),其中:B=∑(ai-a0)(di-d0)/∑(ai-a0)(ai-a0),此例中,i=1,2,…30,a0与d0分别是a,d的平均值。z=d0-B(a0)。即B与z都是常数。式(I)-式(VI)得出:A=(D-d+z-Z+Ba)/b……(VII),而后同样也可得出K值和新的显示屏上色谱c与校正后被检测项浓度d的关系表并存于数据库。

实施例3

目视比色法相对于光电比色法而言,其存在一定的误差,因此本实施例示出了在步骤S1中校正目视比色法的变差的方法,其具体如下。

首先,对水样的被检测项目,在某一浓度范围内取30至50个标准样,例如对重金属铬在0.01mg/L至1mg/L的范围内取30个标准水样,分别是:0.005,0.01…1.5。取样的浓度范围取决于两个因素,第一是在此浓度范围内,浓度与吸光度呈线性关系;第二是在此浓度范围内吸收光有峰值,且波长为已知数,540nm。这两个因素都是在水质检测的标准操作中可查到的。而后,通过光电比色法对30个标准水样进行检测,得出其吸光度与浓度之间的线性关系,本实施例示出的通过光电比色法获得的数据如下表所示:

而后,将a1,a2,a3,…a30在波长K

而后再用目视比色法检测与上述的光电比色法同样的水样,就能得出下表:

由于目视比色法与光电比色法之间存在误差,产生了C与G的不同,也可能完全相同因此需要进行数据校正。

用线性回归可以得出如下两个方程式:

D=bA+Z……(I);

d=Ba+z……(II);

式(I)是通过光电比色法和仪器得出的,其中D是浓度,A是吸光度,当检测时的比色皿厚度一致时,b与Z均为已知常数。

式(III)是通过目视比色法得出,其中d是浓度,G是色谱中的视觉颜色,a为由G用目视比色法得出的吸光度。由于色谱中的颜色与仪器中的吸光度不完全吻合所产生的误差,导致D≠d。而用光电比色法得出的结果,相较而言更为准确,因此需要通过方程(II)的已知条件,求出方程(I)中的A值,并进而获得更为准确的溶液浓度。

理论上,通过光电比色法获得的被检测项目的浓度D与通过目视比色法获得的被检测项目的浓度d相同,因此通过式(I)-(II)可得:

A=(D-d+z-Z+Ba)/b……(III);

所以当检测者将目测的颜色C上传到后台后,后台的公式将把C换成(z-Z+BC)/b,就是对应的A的值,以修正颜色误差。

当然,色谱可以更加细分,不拘泥于吸光度A的个数,即:在a1与a2对应的C1和C2之间,可细分更多的C11,C12,C13…C2使在手机上实际观察颜色与相应的吸光度更加接近,而在相邻两标准样之间的参数的数值可以通过插值法得到,例如a1与a2之间可以再划分出若干与颜色相对应的样点,而其值可以通过插值法获取。

进一步地,当通过光电检测法获得的浓度D与通过目视检测法获得的浓度d之间的误差大于X%时,例如X=10时,即:(bA-BC+Z-z)>10%,应重新调整检测的浓度范围。由于观测的颜色可更接近吸光度值,而Z与z在很短的距离中也可以很接近,因此只要判断C(B-b)<10%就可以了;其中C是观测到的手机屏上的颜色所对应的吸光度值,B是光电比色法得出的线性斜率,b是目视比色法得出的线性斜率。当C(B-b)>10%时,将检测的浓度范围宿小到该数值浓度区间,生成一个新的检测范围计算段,和新的色谱,并通过建立表-3的方法做实测浓度与目视比色数字化后,得出的吸光度做线性回归方法,用式(VI)和式(VII)修正检测值,直到符合满意的结果。当无法满足条件时,就说明,不能对对该项目,在这段浓度范围内,进行精确检测。需要做新的浓度曲线,确定新的浓度区间,再检测被检测项。

实施例4

本实施例将对检测时的流程步骤进行具体的示例说明,其包括如下两个步骤:

步骤S1.进行预先检测,并将通过目视比色法观察到的溶液的颜色与溶液的吸光度之间的对应关系存储于后台的存储器中。

步骤S2.使用时,通过目视比色法,在移动端的色谱中选择出当前溶液的颜色并通过移动端上传至后台的处理器,而后处理器获取预先求得的所述的当前溶液的颜色所对应的被检测项目的吸光度,并根据所述的吸光度通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目的浓度。

其中,步骤S1的预先检测即为实施例1所示出的数据采集及修正的过程,本实施例不再进行赘述。步骤S2即是由检测者在色谱中选择出当前溶液的颜色并通过移动端上传至后台的处理器,而后处理器根据式(III)求得当前溶液的颜色所对应的吸光度,并根据所述的吸光度通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目的浓度。最终的检测结果被存储在后台的存储器中,并且也能被反馈至移动端。

其中,移动端的屏幕上显示的由浅到深的色谱的颜色由水样中待检测物质决定。该待检测物质在水中与检测试剂发生显色反应,就决定了手机屏上颜色的波长。颜色的深浅反映出样本水中的物质不同的浓度,由不同吸光度值体现。不同的吸光度值是通过在各种标准水样下,例如,0.1mg/L,0.5mg/L,1mg/L等,用光电比色法得出。简言之就是:在手机屏上显示的光谱实际上是由光电比色法得出的,其实质是不同的吸光度值,反映的是各种不同的水样中的物质浓度;但由于是颜色的排列,决定哪个吸光度值的指令由检测者根据屏上的颜色与实际水样反映出的颜色决定。这样就将目视比色法得出的颜色,转换成了光电比色法的吸光度值。转换的机理是根据朗伯-比尔定律,由大量的实验,通过分光光度计检测某些物质在各种不同浓度下的吸光度值得到的色谱,就是用光电比色法将吸光度转变为目视比色法颜色的实验得出的。

实施例5

本实施例将对检测时的流程步骤进行另一具体的示例说明,其包括如下两个步骤:

步骤S1.进行预先检测,并将通过目视比色法观察到的溶液的颜色与被检测项目的浓度之间的对应关系存储于后台的存储器中。

步骤S2.使用时,通过目视比色法,在移动端的色谱中选择出当前溶液的颜色并通过移动端上传至后台的处理器,而后处理器获取预先求得的所述的当前溶液的颜色所对应的被检测项目的浓度。

本实施例与实施例4的区别在于,在步骤S1的预先检测中,先完成了根据式(III)求得当前溶液的颜色所对应的吸光度,并根据所述的吸光度通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目的浓度的处理过程,从而直接建立了通过目视比色法观察到的溶液的颜色与被检测项目的浓度之间的对应关系,以便进一步简化实时检测时的处理流程,并加快处理速度。

实施例6

在实施例4或5的基础上,本实施例还在检测试剂的包装上设有标识码,例如二维码,所述的标识码内含有所述的检测试剂包或预制试剂管的检测信息,包括,但不仅限于,被检测项,被检测项的浓度范围,检测的最佳光波波长,检测具体步骤,检测安全事项。通过移动端扫码后,将启动检测程序,并且移动端根据二维码信息将得知检测何物、检测的浓度范围、检测的波长等相关检测参数,后台处理器能根据所述的检测信息调用存储器中所存储的位于所述的检测信息的浓度范围的不同的浓度D所对应的溶液的颜色G,并在移动端的屏幕上相对应的显示一组由浅到深的色谱,以代表不同的水样浓度,也代表不同物质浓度下反映出的吸光度。

此外,除了二维码给出的信息外,所述的移动端在将用户从色谱中选择出的当前溶液的颜色所对应的溶液的颜色G的信息传送至处理器的之前、之后或同时,还将相对应的移动终端信息传送至处理器,并由处理器将移动终端信息与检测得到的浓度向匹配,所述的移动终端信息包括移动端所处的位置、时间、检测者手机号,检测时天气信息以及检测者希望上传给后台的视频信息。手机本身的地理位置、时间、手机使用者或检测者信息也将成为检测的移动终端信息,在检测时将被一起发到后台的数据库,移动终端信息以及标识码的检测信息将与检测结果一同被存储与存储器中,并能被一同反馈至移动端。

例如,检测者选择好颜色后,手动点击移动端屏幕上对应的颜色,此时颜色对应的吸光度值将上传到后台数据库,并且参考信息、标识码信息等对原位检测有用的参数也将同步上传,转为光电比色法对应的吸光度信息。

后台利用朗伯-比尔定律计算出所测水样中某物质的浓度,并将这一结果连同相关参数,例如位置,时间,检测手机等参数存入云端数据库。进入数据库查看结果需要授权,检测者不一定有权进入数据库。

实施例7

本实施例中,在进行检测前,还需要对移动端,例如手机,的光亮度(照度)做一个统一的调试,使所有要参与检测的移动端的照度基本一致。移动端将选用某一波长或多个波长的光照下的颜色作为标准颜色,或称亮度调整标准色。将这个标准色,例如460nm光照下的橙色,由浅到深,由左到右形成色谱显示在移动端的屏幕上,由此,屏幕上就会出现一组或好几个浅深不同的橙色。而后通过一个预制好的该标准色比色管、比色皿或光学比色片,在此统称标准比色器皿,供检测者对照屏幕上的色谱以进行比对。屏幕中的橙色,只有一个是最佳照度,即为标准颜色,例如最中间那个橙色。如果检测者看到的颜色落在屏上最佳橙色的左右两边,则说明手机的亮度和对比度要调大或调小。这样就使得不同移动终端能调整至大致一致的亮度。其中,调试手机屏亮度的标准色选取,可以由分光光度计对某物质在水中浓度检测的准确值,对照同一物质在同一浓度下的颜色目视值获得,使目视值在不同亮度下,能被检测者最清晰地指认出来。

实施例8

目视比色法的误差在5%-10%之间,高于光电比色法很多,其误差产生的原因是:目视比色法很难创造一个标准的目视比对环境。只要在目视比色时,比对空间的底色一致、光通量一致、照度一致,就能减少误差,提高准确度。而为了保证目视比色法的准确度,本实施例通过一不透光材质制成的比色筒构造一相对稳定、受外界光线影响很小的比色空间条件。结合图1,在比色筒的两端开口,且比色筒上沿径向设有用于容置比色笔或比色试管的插孔,显色反应后的比色管可以插入到筒体中,有色液体部分被筒体包围,不会有外面光线射入而影响检测者的颜色判断,同时比色筒上设有若干通光孔,分别分布在插入的比色管的前后,通光孔的进光量可以调节,从全打开到全关闭。例如,通光孔可用手遮盖调整进光量,或通过设置于通光孔外侧或内侧的可旋转的调节进光量的旋钮或者前后推移来调整对通光孔的遮挡量,当旋钮上的孔与比色筒筒体上的孔吻合或部分吻合时,光将透过孔进入比色筒内,旋转该旋钮能调节进光量。在这个空间内,照度与光通量将保持比较稳定,不会因为太阳天、阴天、室内、室外而影响检测的精度。当手机屏上的光谱中的某一颜色,在检测者视线中,与比色器皿中颜色一致时,检测者将手指触摸屏上光谱中的这一颜色,检测的指令就转到了后台,通过计算得出被检测溶液中某物质的浓度。手机视屏上的光谱是通过水质检测app,扫描检测试剂标签特殊代码产生的。代码中含有检测对象目视比色法的所有需要用到的信息。检测者要使用该app前,必须通过一系列的对光的颜色识别能力的测试,测试包括检测者色盲程度,手机背景亮度,对比度;在空白样下,即标准比色笔颜色下,比色筒进光量调节,使空白样颜色与色谱中空白样颜色一致,才能进行目视比色检测。使用时,移动端的显示屏显示色谱,比色筒的一端开口贴合于移动端的显示屏表面,比色筒的另一端开口供检测者观察,可观察到手机屏上的色谱。检测者使用前,对比色筒的照度进行调试,将一标准比色笔或比色试管供检测者与色谱相对比,由检测者调整对通光孔的遮蔽实现对比色筒的照度的调节,直至检测者所看到的标准比色笔或比色试管的颜色与色谱中相对应的标准颜色相匹配。其与实施例7中对移动端的光亮度(照度)所进行的调试的步骤和原理是相同的。

此外,也可以将观察的颜色误差将用实验得到修正。例如,对于检测余氯的一组紫色光谱,从紫1…紫5…紫10,分别代表1mg/L…5mg/L…10mg/L。假如通过调整光线后,应该是5mg/L的浓度所示的颜色,变成了6mg/L的颜色,那么光电比色法得出的6mg/L的吸光度值A6就将调整为A6+△A=A5。当观察到的颜色落于屏上两色之间时,处理器将拓展,细分这两个颜色的光谱,直到找到目视中主观认为正确的颜色,也可以简单地示意,比色管颜色为色谱中两色之间。当被测物溶液有悬浮物时,目视比色法优于光电比色法,更准。

实施例9

视力对检测有直接影响,检测者在启动检测程序App后,将有若干组检测色盲的组图显示在移动终端的显示屏上;只有通过色盲测试,才能开启有效检测的程序,否则视为该检测为无效检测。

在本实施例中,在进行检测前,还对检测者的进行色盲检测。移动端将展示出几组测试色盲的图像,只有通过者,才能开启检测步骤,否则检测者“没有通过色盲检测”的标记将显示在该检测者所有检测数据中。

实施例10

本实施例提供一种用于所述的网络水质检测方法的检测系统,其包括存储器、处理器和移动端。

所述的存储器主要用于存储通过光电比色法获得的若干被检测项目的浓度D和所对应的被检测项目的吸光度A、不同的浓度D所对应的溶液的颜色C、通过目视比色法获得若干所述的颜色G所对应的被检测项目的浓度d,当然存储器还能用于存储最终的检测结果相关信息。

所述的移动端主要用于展示由存储器中的溶液的颜色C所构成的色谱,并将用户从色谱中选择出的当前溶液的颜色所对应的溶液的颜色G的信息传送至处理器。

所述的处理器主要用于根据用户所选择的当前溶液的颜色所对应的溶液的颜色G获得当前溶液的颜色所对应的吸光度或者浓度,当获得的值为吸光度时需要根据所述的吸光度通过朗伯-比尔定律计算出被检测项目的浓度,并将最终的检测结果相关信息存储与存储器中,和/或发送至移动端。

此外,其还能包括用于调整移动终端显示屏亮度的标准色的标准比色笔或标准比色试管,其内存有标准的比色液体,例如纯水,存储器中也对应的存储有标注的比色液体在显色反应后的色谱,如纯水色谱,

实施例11

通过一不透光材质制成的比色筒实现目视比色法的检测,比色筒两端开口,且比色筒上沿径向设有用于放置并夹住比色笔或比色试管的插孔,插孔口包有弹性材料能夹住比色笔或比色试管,比色筒上设有若干通光孔,光孔进光量可调节;比色笔或比色试管是,但不仅限于,由有色溶液装入试管而成,比色笔或比色试管盛有颜色溶液的部分,镶嵌在比色筒内,供目视比色;使用时,比色筒的一端开口贴合于移动端的显示屏表面,显示屏上显示着被检测项色谱,比色筒的另一端开口供检测者观察;检测者需要对比色筒的照度进行调试,步骤是,将一标准比色笔或比色试管供检测者与色谱相对比,由检测者调整对通光孔的遮蔽实现对比色筒的照度的调节,直至检测者所看到比色笔或比色试管的颜色与色谱中相对应的标准颜色相匹配。

为使移动端显示屏色谱及亮度最接近真实,将对显示屏的亮度进行调试,可以用本实施例的比色筒实现,步骤是:用一标准颜色,其波长是已知固定值,显示在显示屏上,用同一波长制成有色液体置于比色试管内成为标准比色试管,或制成统一波长的标准比色笔,并将标准比色笔或标准比色试管置于比色筒的插孔内,关闭比色筒上光孔,调节移动终端亮度,使其显示屏上的标准色与标准比色笔或标准比色试管颜色一致。

为使用目视比色法检测时,比色筒内的环境,在每次检测时更一致,将对比色筒内的照度和通光量进行调节,可以用本实施例的比色筒实现,步骤是:对被检测项液体进行标准显色反应时,用纯净水做同样的显色反应,就得到纯净水显色反应后的比色试管或比色笔,成为纯水比色试管或纯水比色笔;显示屏显示的色谱中也将设有被检测项的纯水显色反应后的颜色,将纯水比色试管或纯水比色笔先插入比色筒内,调节比色筒上的光孔,使纯水比色试管或纯水比色笔的颜色与显示屏上显示的纯水显色反应后的颜色一致,方可进行水质检测的目视比色法操作。

相关技术
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