岸基(ji)高光譜水質監測儀 ZQ-FHS01-VN是一款以(yi)水質(zhi)參(can)量(liang)光譜提(ti)取技(ji)術為核心，綜(zong)合運用傳感(gan)器、自動(dong)測(ce)量(liang)、自動(dong)控(kong)制(zhi)和網絡通(tong)訊等(deng)技(ji)術，對水體水質(zhi)進行在線實時綜(zong)合評價的水質(zhi)監測(ce)儀。可同步實現如總氮、總磷、氨(an)氮、懸(xuan)浮物、葉綠素a、化(hua)學需氧量(liang)、溶解氧、pH、透(tou)明度(du)、濁度(du)、電導率、溫度(du)等20余種水質參數的實時在線(xian)顯示。
完整的(de)水(shui)質光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)在線監(jian)測(ce)系(xi)統包括岸(an)基(ji)高光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)水(shui)質監(jian)測(ce)儀和數據分析云服務(wu)兩部分內(nei)容。岸(an)基(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)水(shui)質監(jian)測(ce)儀可以(yi)實(shi)現在固定位置實(shi)時獲取光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)數據，然后基(ji)于儀器內(nei)置的(de)處(chu)理器調(diao)用相關模型算(suan)法進行(xing)實(shi)時解譯反演，解算(suan)出水(shui)體(ti)中(zhong)pH、濁度、溶解氧、氨氮、總磷、總氮、懸浮物、葉綠素a、化學需氧量(liang)、高錳酸鉀指(zhi)數、五日(ri)生化需氧量(liang)、硝(xiao)(xiao)酸鹽氮、亞硝(xiao)(xiao)酸鹽氮、透明度(du)、富營(ying)養化指(zhi)數、黑(hei)臭等級、溫度(du)和電導率等指(zhi)標(biao)數據（目前支持21類常用水質指標的監測），將(jiang)這些數據上傳至云平臺的數據中心，實現24小時實(shi)時在線(xian)監測(ce)結果顯示、參數超標自動報警(jing)等功能。
設(she)計思路
根據(ju)高光譜水質(zhi)監(jian)(jian)測(ce)的(de)原理，岸基(ji)高光譜水質(zhi)監(jian)(jian)測(ce)儀需要準(zhun)確測(ce)量(liang)水體的(de)光譜反(fan)射率，在此基(ji)礎上根據(ju)預(yu)載模(mo)型(xing)反(fan)演出水質(zhi)參數，并將監(jian)(jian)測(ce)結果上傳(chuan)云端進行在線顯示。
為了準確測量(liang)水(shui)(shui)(shui)體(ti)(ti)(ti)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)反(fan)射(she)率，岸(an)基(ji)高光(guang)(guang)譜(pu)(pu)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)監(jian)測儀(yi)設(she)置有對(dui)天(tian)和(he)(he)(he)對(dui)地兩(liang)個模塊(kuai)(kuai)。其中(zhong)(zhong)，對(dui)天(tian)模塊(kuai)(kuai)收(shou)集(ji)自(zi)上(shang)而(er)下入射(she)到水(shui)(shui)(shui)平面的(de)太陽(yang)光(guang)(guang)（直射(she)）、天(tian)空(kong)光(guang)(guang)（漫(man)射(she)）、路燈光(guang)(guang)、植被和(he)(he)(he)建筑物(wu)的(de)漫(man)反(fan)射(she)光(guang)(guang)等（在開闊(kuo)地帶(dai)以太陽(yang)光(guang)(guang)和(he)(he)(he)天(tian)空(kong)光(guang)(guang)為主），對(dui)地模塊(kuai)(kuai)則接(jie)收(shou)來自(zi)水(shui)(shui)(shui)體(ti)(ti)(ti)的(de)離水(shui)(shui)(shui)輻射(she)，包括來自(zi)水(shui)(shui)(shui)體(ti)(ti)(ti)內部的(de)漫(man)反(fan)射(she)光(guang)(guang)和(he)(he)(he)來自(zi)水(shui)(shui)(shui)面的(de)鏡面反(fan)射(she)光(guang)(guang)兩(liang)部分，后者是不(bu)攜帶(dai)水(shui)(shui)(shui)體(ti)(ti)(ti)信(xin)息的(de)干擾(rao)(rao)項(xiang)。岸(an)基(ji)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)監(jian)測儀(yi)對(dui)地模塊(kuai)(kuai)的(de)光(guang)(guang)路經過(guo)特(te)殊設(she)計(ji)，能夠以極小的(de)視(shi)場角收(shou)集(ji)來自(zi)設(she)備正下方(fang)的(de)離水(shui)(shui)(shui)輻射(she)，最大程度(du)降低(di)信(xin)號光(guang)(guang)譜(pu)(pu)中(zhong)(zhong)來自(zi)遠處水(shui)(shui)(shui)面鏡面反(fan)射(she)和(he)(he)(he)周圍物(wu)體(ti)(ti)(ti)漫(man)反(fan)射(she)光(guang)(guang)的(de)干擾(rao)(rao)，提(ti)高水(shui)(shui)(shui)體(ti)(ti)(ti)本身光(guang)(guang)譜(pu)(pu)測量(liang)的(de)準確性(xing)，為準確反(fan)演水(shui)(shui)(shui)質(zhi)參(can)數打下數據基(ji)礎。岸(an)基(ji)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)監(jian)測儀(yi)使用單個光(guang)(guang)譜(pu)(pu)模塊(kuai)(kuai)分別(bie)測量(liang)來自(zi)對(dui)天(tian)和(he)(he)(he)對(dui)地模塊(kuai)(kuai)的(de)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)，這一設(she)計(ji)既能夠保(bao)證數據的(de)準確性(xing)，又能顯著降低(di)硬(ying)件成(cheng)本。
性能優勢
? 岸基光譜水質監(jian)測儀(yi)的工(gong)作過程主(zhu)要包括光譜采集、指標(biao)反(fan)演、數據上傳三(san)步(bu)。
? 在(zai)光(guang)(guang)譜采(cai)集(ji)階段，系統(tong)首先根據(ju)(ju)環境光(guang)(guang)照條件進行自動確定曝光(guang)(guang)，以(yi)(yi)保證在(zai)不同光(guang)(guang)照度下(xia)（如晴天中午和陰雨天傍晚(wan)）均能(neng)測得有(you)效數據(ju)(ju)。隨后，分別測量(liang)對天和對地(di)模塊光(guang)(guang)譜以(yi)(yi)及系統(tong)暗噪聲，最后利用這些數據(ju)(ju)根據(ju)(ju)反(fan)射率校準系數計算水體的反(fan)射率光(guang)(guang)譜。
? 在指標反演階段，系統根(gen)據搭(da)載的各(ge)指標反演模型，用水體反射率光譜計算出(chu)與此次(ci)測量對應的各(ge)項水質參(can)數。鑒于水體成分的復(fu)雜性(xing)和(he)水體種類的多樣性(xing)，必須(xu)按照“一(yi)水一(yi)檔”原則進行針對(dui)性建模，即在采(cai)集水體(ti)反(fan)射率光(guang)譜的同時利(li)用(yong)(yong)現場(chang)采(cai)樣(yang)和實驗室分(fen)(fen)析等方(fang)法(fa)獲得對(dui)應(ying)的水質(zhi)參數，通過多種(zhong)方(fang)法(fa)構建水質(zhi)參數反(fan)演模型。這些模型可搭載在多臺同類設備上，在不同點位（如上下游）分(fen)(fen)別布設，從而大大擴展監測半(ban)徑。對(dui)于(yu)因降水、排(pai)污等突發狀(zhuang)況導(dao)致的數據異(yi)常，可以即時采(cai)樣(yang)分(fen)(fen)析用(yong)(yong)于(yu)模型訓練，以逐步提(ti)高模型的準確性。
? 合作專(zhuan)門的(de)水質分(fen)析實(shi)驗室，配備了多套多功能(neng)水質分(fen)析儀器(qi)，有(you)能(neng)力(li)對采集到的(de)水體(ti)(ti)樣本進(jin)行分(fen)析測(ce)試，并(bing)基(ji)于測(ce)試結果建立(li)或升(sheng)級水質反(fan)演模(mo)型。
技術參數
? 光譜范圍：400-1000 nm
? 光譜分辨率(lv)：≤1 nm
? 光譜采樣間隔：＜1 nm
? 數據位深：16位
? 采集視(shi)場角：≤5°
? 最小采樣間隔(ge)：5 s
? 通訊接口(kou)：串口(kou)、Gige
? 功耗：≤15 W
? 工(gong)作溫(wen)度(du)：0℃ — 50℃
