一种智能水质全光谱检测仪的制作方法

本技术属于水质检测，更具体地说，是涉及一种智能水质全光谱检测仪。

背景技术：

1、随着国家对环保的日益重视，水质监测行业已成为我国环保领域重点发展项目之一。传统水质监测是通过化学试剂来进行反应，然后再通过比色法等来测量水质。虽然化学法监测水质更为准确，但是建站费用高、需要定期维护化学试剂、监测周期较长，难以实现大规模部署。而基于多光谱吸收率相关性的认知分析所衍生的光谱法，无需化学试剂，测量时间短。但由于水质浓度数据是非线性的，监测结果可能会有所误差，导致监测结果不准确。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种智能水质全光谱检测仪，包括光源发射端、光源接收端、控制装置和供电装置，所述供电装置电连接光源发射端、光源接收端、控制装置；所述光源发射端发射光源至光源接收端，对位于两者之间的待测水体进行检测；

2、所述控制装置包括控制模块，控制模块包括pwm控制模组、检测单元、反馈单元和数据处理单元；其中，所述pwm控制模组，用于控制光源发射端发射光源；所述检测单元，用于、反馈单元用于获知输出电压的波动情况；所述数据处理单元，用于计算水质浓度结果。

3、可选地，所述光源发射端设置在壳体内，所述壳体内还设置有第一微型步进电机、聚光杯、平面反射镜和第二微型步进电机；

4、所述第一微型步进电机带动聚光杯转动，所述聚光杯的出光侧设有倾斜设置的平面反射镜，所述平面反射镜的出光侧设置有双凸镜，所述双凸镜下方设置有第二微型电机并通过第二微型电机带动转动；所述聚光杯与平面反射镜之间设置有待测水体，所述待测水体的进光侧设置有第一石英视窗和第一平凸镜，所述第一石英视窗位于靠近待测水体所在的一侧，所述第一平凸镜位于远离待测水体所在的一侧，所述待测水体的出光侧设置有第二石英视窗和第二平凸镜。

5、可选地，所述光源发射端包括疝闪灯，所述疝闪灯的底部设置有紫外灯珠。

6、可选地，所述第一石英视窗和第二石英视窗上设置有自动清洗装置，所述自清洗装置包括两个喷头，两个喷头分别对应设置在第一石英视窗和第二石英视窗的一侧。

7、可选地，所述光源接收端包括紫外光谱仪，所述紫外光谱仪内置有光电传感器，所述光电传感器上设置有紫外线镀膜层。

8、可选地，所述紫外线镀膜层的制备方法为采用真空蒸发镀膜系统在熔融石英基片上蒸镀，具体步骤如下：

9、步骤一，将熔融石英基片浸入浓硫酸与双氧水的混合溶液中，时间为30min，其中，浓硫酸与双氧水的体积比为3:1，双氧水的体积浓度为25～30％；

10、步骤二，从熔融石英基片从浓硫酸与双氧水的混合溶液中取出并进入纯净水中，时间为1h，其中，前15min进行超声振荡；

11、步骤三，将熔融石英基片旋干，转速为5000r/min，时间为2min；

12、步骤四，设置真空室的系统真空度为2×101pa，将熔融石英基片放置在真空室中的样品托盘上紧定镀膜。

13、可选地，所述pwm控制模组连接反馈单元，所述pwm控制模组包括芯片u1，芯片u1的1脚经电容c6连接芯片u1的3脚，芯片u1的1脚还经电阻r6连接芯片u1的3脚，芯片u1的1脚还连接三极管q2的2脚，三极管q2的3脚接地，三极管q2的1脚经电阻r9连接驱动升压单元；进一步地，三极管q2的1脚经电阻r9连接驱动升压单元中的电阻r27，电阻r27连接场效应管q7的g脚；

14、芯片u1的3脚连接连接反馈单元；芯片u1的5脚经电阻r3连接有驱动升压单元；芯片u1的5脚还经电容c7后接地；芯片u1的7脚经电容c4后接地，芯片u1的7脚还经电阻r8连接反馈单元，芯片u1的7脚连接三极管q2的2脚，三极管q2的3脚接地，三极管q2的1脚经电阻r10连接芯片u1的10脚；芯片u1的8脚和9脚均接地；芯片u1的10脚经电阻r4后连接驱动升压单元，电阻r4还连接电阻r5的一端，电阻r5的另一端接地；芯片u1的11脚连接12v电源，芯片u1的11脚经电容c3后接地；芯片u1的12脚连接芯片u1的11脚；芯片u1的14脚经电阻r7后连接反馈单元，芯片u1的14脚还经电容c5后接地。

15、可选地，所述pwm控制模组还连接有驱动升压单元，所述驱动升压单元包括场效应管q1、场效应管q6、场效应管q7、变压器t1和半桥驱动芯片u8，变压器t1的1脚经二极管d8连接场效应管q6的d脚，场效应管q6的g脚经二极管d9、电阻r19连接+12v电源，场效应管q6的g脚还经稳压二极管zd1后接地，场效应管q6的g脚还经依次串联的电阻r18、电阻r17、电阻r16、电阻r15、电阻r14、电阻r13后接公共端main；场效应管q6的g脚还经并联的电容c22、稳压二极管zd2后分别连接场效应管q6的s脚、场效应管q7的d脚和触发单元；

16、场效应管q7的g脚经电阻r27后分别连接pwm控制模组和半桥驱动芯片u8的5脚，进一步地，场效应管q7的g脚经电阻r27后连接pwm控制模组中三极管q2的1脚；半桥驱动芯片u8的4脚接地；半桥驱动芯片u8的1脚分别连接12v电源、半桥驱动芯片u8的2脚、电容c60，电容c60还接地；半桥驱动芯片u8的2脚经电阻r60连接耦合单元，进一步地，半桥驱动芯片u8的2脚经电阻r60连接耦合单元中的耦合器u5；场效应管q7的g脚还经电阻r28后接地；场效应管q7的s脚接地；变压器t1的1脚还经二极管d5后连接变压器t1的10脚；

17、变压器t1的2脚分别连接电阻r30的一端、二极管d6的一端、电阻r11的一端，电阻r30的另一端接地，二极管d6的另一端经二极管d7后接地，电阻r11的另一端分别连接三极管q4的3脚、电容c8的一端，电容c8的另一端接地，三极管q4的1脚接地，三极管q4的2脚经二极管d2连接反馈单元，进一步地，三极管q4的2脚经二极管d2连接反馈单元的电压比较器u2b的7脚；变压器t1的3脚连接场效应管q1的d脚；场效应管q1的s脚经串联的电阻r1、电阻r2后接地，场效应管q1的s脚还连接pwm控制模组，场效应管q1的g脚连接pwm控制模组。

18、可选地，所述反馈单元包括电压比较器u2a和电压比较器u2b，电压比较器u2a的1脚连接pwm控制模组；

19、电压比较器u2a的1脚连接pwm控制模组中芯片u1的3脚，电压比较器u2a的2脚经电容c10后接地，电压比较器u2a的2脚还连接电压比较器u2b的5脚，电压比较器u2a的2脚还经电阻r29后连接耦合单元中的电阻r71，电阻r71连接接线端子j3的2脚；

20、电压比较器u2a的3脚连接依次串联的电阻r24、电阻r23、电阻r22、电阻r21后连接公共端main，电压比较器u2a的3脚还经电阻r25连接电压比较器u2b的6脚，电压比较器u2b的6脚经电阻r26后接地，电压比较器u2b的7脚连接驱动升压单元，进一步的，电压比较器u2b的7脚连接驱动升压单元中的二极管d2，二极管d2连接三极管q4的2脚。

21、可选地，所述驱动升压单元连接触发单元，所述pwm控制模组还连接有耦合单元；

22、所述耦合单元包括耦合器u5，耦合器u5的1脚经并联的电容c14、电阻r34、二极管d13后连接耦合器u5的2脚，电阻r34和二极管d13之间连接有电阻r33，二极管d13的一端连接接线端子j3的2脚，二极管d13的另一端连接接线端子j3的3脚；接线端子j3的1脚经二极管d12后接地，接线端子j3的1脚还经电阻r71后连接反馈单元，进一步地，接线端子j3的1脚还经电阻r71后连接反馈单元中的电压比较器u2a；

23、接线端子j3的1脚还经电阻r71连接电阻r70，电阻r70连接三端可调调节器u6的3脚，三端可调调节器u6的3脚还经电容c26连接三端可调调节器u6的2脚，三端可调调节器u6的2脚接地，三端可调调节器u6的1脚分别连接电阻r32的一端、滑动电阻ru1的3脚、电阻r34的一端，电阻r32的另一端接地，电阻r34的另一端分别连接电阻r31的一端、滑动电阻ru1的2脚、滑动电阻ru1的1脚、三端可调调节器u6的3脚，电阻r31的另一端连接12v电源；耦合器u5的3脚接地；耦合器u5的4脚经电阻r38连接3.3v电源，耦合器u5的4脚还经电阻r55连接驱动升压单元，进一步地，耦合器u5的4脚还经电阻r55连接驱动升压单元中半桥驱动芯片u8的5脚；

24、所述触发单元包括触发器t2，触发器t2的3脚经并联的电阻r20、二极管d10后连接触发器t2的4脚，触发器t2的3脚还经电容c13后连接驱动升压单元，进一步地，触发器t2的3脚还经电容c13后连接驱动升压单元中场效应管q6的s脚。

25、本技术提供一种智能水质全光谱检测仪结构平衡稳定，拆卸方便，易于更换部件；具有自清洗功能，无需因杂质导致频繁擦拭镜片，可保证测量数据的精确；采用紫外可见全波段吸收光谱，测量水质污染状况，可测量cod、bod、toc、硝酸盐、亚硝酸盐、浊度、色度等因子，具有测量精度高、测量时间快、监测因子多、无需试剂、无二次污染等优点；可实时反映水体污染的变化情况，也可根据现场水样的成分建立对应的化学模型，以适应不同水体的测量需求。