多参数水质检测与评级系统及其水质评级方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测量领域，尤其涉及一种多参数水质检测与评级系统及其水质评级方 法。
【背景技术】
[0002] 国外水质检测仪器的研究起步较早，最初主要应用在环保领域，已经在实际工程 和管理中发挥了重要的作用，收到了巨大的效益。欧美及日本等国在20世纪70年代己有便 携式水质分析仪出售，但都属于瞬时测定仪，连续多参数水质分析仪于20世纪80年代开始 使用。近些年来随着电子业的迅猛发展，出现了大批多参数水质检测仪器，检测仪可检测参 数也在不断增多。
[0003] 波兰Elemtron公司设计了能连接电脑或打印机的防水型多参数水质检测仪CX-401，可同时测量pH值、电导率、溶解氧这几个参数。此仪器测量简便，能在室内或长时间在 户外工作，检测参数相对较少。
[0004] 德国近年来推出了型号为IQ Sensor Net的在线水质多参数测试系统，这套系统 可测试PH、温度、溶解氧、电导、浊度、总悬浮固体浓度、氨氮、硝酸根（N03)、化学需氧量 (C0D)、总碳量(T0C)、生化需氧量(B0D)等参数。但此仪器系统很大，不便于户外现场检测。
[0005] 与国外相比，我国水质检测分析仪器方面的研究与生产起步较晚，至80年代末，我 国的水质检测分析的技术路线主要还是以手工采样实验室检测为主，形成的仪器也主要是 实验室分析仪器及部分半自动分析仪器，90年代中期以后才逐步开始从手工采样、实验室 分析阶段走向半自动脱机系统阶段。至今，国内厂家研究和生产单一或较少参数的水质分 析仪的居多，近年来我国国内水质检测发展很快，生产出不少水质检测产品，但其各有利 弊。
[0006] 华中科技大学环保技术研究所近年来研究开发出了基于光电比色分析原理的 MPT-201型便携式多参数水质分析仪，此仪器可检测C0D、浊度，可测参数少。
[0007] 上海设计出型号为6309PDT的工业式微电脑型酸碱度(pH)/溶解氧/温度控制器。 可同时测量和控制酸碱度、溶解氧及温度。其温度、PH值的测量范围较宽，pH值为-2.00~ 16.00，但不能同时检测C0D和浊度。
[0008] 北京某公司生产的5B-3B型⑶D多参数测定仪，可测定⑶D、氨氮、总磷、浊度，其测 定范围为2~5000mg/L，但不能同时检测PH值、温度等。
[0009] 浙江生产的SWA-2000便携式水质监测系统可以实现连续在线监测水体中的C0D浓 度、pH值、电导率、浊度等，并对测量的数据进行有效管理。但此检测系统容易受到环境温度 的影响。
[0010] 国外检测设备一般系统庞大、价格偏高，国内在线监测分析仪表品种比较单一，易 受外部环境温度影响。目前所有水质检测仪的共同问题是信息化程度不高，与互联网少有 组合。我们作品主要优势是结合了互联网技术。
[0011] 目前多数水质评价方法都是根据水质测量项目的1项，独立的制定水质评价标准， 缺乏一种项数可变，能综合考虑到测量项目种类、测量项数量、测量项目浓度等多个方面的 综合水质评判方法。
【发明内容】
[0012] 本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】中所涉及到的缺陷，提供一种多参数 水质检测与评级系统及其水质评级方法。
[0013] 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案： 多参数水质检测与评级系统，包含数据分析模块和若干个数据采集模块； 所述数据采集模块包含采集控制单元、溶液温度测量单元、溶液酸碱度测量单元、溶液 浊度测量单元、溶液电导率测量单元、电源单元和第一通信单元，其中，采集控制单元分别 和溶液温度测量单元、溶液酸碱度测量单元、溶液浊度测量单元、溶液电导率测量单元、电 源单元、第一通信单元电气相连； 所述数据分析模块包含数据分析控制单元、第二通信单元、显示单元和存储单元，其 中，数据分析控制单元分别和第二通信单元、显示单元、存储单元电气相连； 所述采集控制单元用于将采集到的溶液温度、酸碱度、浊度、电导率通过第一通信单元 发送至第二通信单元； 所述数据分析单元用于将第二通信单元接收到的溶液温度、酸碱度、浊度、电导率存储 至存储单元中，分析溶液的水质等级，并控制显示单元显示溶液温度、酸碱度、浊度、电导率 以及水质等级。
[0014] 作为本发明多参数水质检测与评级系统进一步的优化方案，所述溶液温度测量单 元采用DS18B20温度传感器芯片。
[0015] 作为本发明多参数水质检测与评级系统进一步的优化方案，所述溶液酸碱度测量 单元包含酸碱度电极和酸碱度调理电路，所述酸碱度电极通过酸碱度调理电路与所述采集 控制单元相连。
[0016] 作为本发明多参数水质检测与评级系统进一步的优化方案，所述酸碱度电极采用 雷磁E-201-C电极。
[0017] 作为本发明多参数水质检测与评级系统进一步的优化方案，所述溶液浊度测量单 元包含浊度传感器和浊度调理电路，所述浊度传感器通过浊度调理电路与所述采集控制单 元相连。
[0018] 作为本发明多参数水质检测与评级系统进一步的优化方案，所述溶液电导率测量 单元包含电导率电极和电导率调理电路两部分，所述电导率电极通过电导率调理电路与所 述采集控制单元相连。
[0019] 作为本发明多参数水质检测与评级系统进一步的优化方案，所述电导率电极采用 雷磁DJS-10E电极。
[0020] 作为本发明多参数水质检测与评级系统进一步的优化方案，采集控制单元采用混 合信号处理器MSP430F5529。
[0021] 本发明还公开了一种基于该多参数水质检测与评级系统的水质评级方法，包含以 下步骤： 步骤1)，将采集到的溶液温度与预设的温度标准值进行比较； 步骤1.1)，如果采集到的溶液温度等于预设的温度标准值，则将溶液的温度系数值赋 值为0; 步骤1.2)，如果采集到的溶液温度不等于预设的温度标准值； 步骤1.2.1)，将采集到的溶液温度减去预设的温度标准值后取绝对值，并将该绝对值 除以预设的温度标注值，得到溶液的温度误差倍数； 步骤1.2.2)，将溶液的温度误差倍数分别与预设的第一温度倍数阈值、预设的第二温 度倍数阈值进行比较，所述预设的第一温度倍数阈值小于预设的第二温度倍数阈值； 步骤1.2.2.1 )，如果溶液的温度误差倍数小于等于预设的第一温度倍数阈值，将溶液 的温度系数值赋值为1; 步骤1.2.2.2)，如果溶液的温度误差倍数大于预设的第一温度倍数阈值小于预设的第 二温度倍数阈值，将溶液的温度系数值赋值为5; 步骤1.2.2.3)，如果溶液的温度误差倍数大于预设的第二温度倍数阈值，将溶液的温 度系数值赋值为9; 步骤2)，将采集到的溶液酸碱度与预设的酸碱度标准值进行比较； 步骤2.1 )，如果采集到的溶液酸碱度等于预设的酸碱度标准值，则将溶液的酸碱度系 数值赋值为〇; 步骤2.2)，如果采集到的溶液酸碱度不等于预设的酸碱度标准值； 步骤2.2.1 )，将采集到的溶液酸碱度减去预设的酸碱度标准值后取绝对值，并将该绝 对值除以预设的酸碱度标注值，得到溶液的酸碱度误差倍数； 步骤2.2.2)，将溶液的酸碱度误差倍数分别与预设的第一酸碱度倍数阈值、预设的第 二酸碱度倍数阈值进行比较，所述预设的第一酸碱度倍数阈值小于预设的第二酸碱度倍数 阈值； 步骤2.2.2.1 )，如果溶液的酸碱度误差倍数小于等于预设的第一酸碱度倍数阈值，将 溶液的酸碱度系数值赋值为1; 步骤2.2.2.2)，如果溶液的酸碱度误差倍数大于预设的第一酸碱度倍数阈值小于预设 的第二酸碱度倍数阈值，将溶液的酸碱度系数值赋值为5; 步骤2.2.2.3)，如果溶液的酸碱度误差倍数