[发明专利]一种基于摄像头检测水中亚硝酸盐、氨氮、硫、磷酸盐含量的系统

说明书

本发明公开了一种基于摄像头检测水中亚硝酸盐、氨氮、硫、磷酸盐含量的系统，包括采集端、处理端和显示端，采集端包括光源系统，样品池和摄像头，摄像头控制芯片与处理端数据连接，处理端与显示端数据连接，本发明使用普通摄像头代替分光光度计进行数据采集，通过测量有色物质溶液颜色对空白样品的色差确定溶液颜色深度，采集端得到的图像数据为RGB颜色模型数据，处理端将RGB颜色模型数据转化为Lab颜色模型数据，并依据Lab颜色模型数据进行数据计算得到色差值，建立色差值与检测物浓度的关系曲线，用于测量未知浓度的溶液，本系统设计巧妙，使用通用图像采集设备，结合计算机的图形处理技术和数据处理能力，可以得到广泛的应用。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体涉及一种基于摄像头检测水中亚硝酸盐、氨氮、硫、磷酸盐含量的系统。

背景技术

在日趋严重的水环境污染治理与检测中，亚硝酸盐、氨氮、硫、磷酸盐的检测起着重要作用，也是对水环境评价、废水综合利用的结果做出正确判断和评价的重要依据。水质检测中一般使用仪器对水中物质进行分析，是水质分析中的常用方法，是以水中的物质的物理或化学性质为基础的分析方法，常用的仪器分析方法有电化学分析法、分光光度法、色谱法和比色法。仪器方法使用方便，但价格昂贵，如美国哈希公司、德国默克公司、英国百灵达公司、日本共立公司等等，而且与仪器配套的耗材(试剂盒、检测包等)也收费较高，使用时常常需要加几种材料，较为烦琐，必须由专业人员亲自操作，尤其不适于农村地区等使用，因此开发低成本的水质检测仪器，有着重要的应用价值。

水质检测的主要目的是检测和分析水中的污染物的组成、性质和含量。人体内硝酸盐在微生物的作用下可还原为亚硝酸盐，亚硝酸根的潜在代谢产物可能是N-亚硝基化合物，具有致癌作用，人体摄入亚硝酸盐后，可与仲胺、叔胺和氨基化合物反应形成强致癌物亚硝胺化合物，从而诱发消化系统癌变。很多种类的化工或制药废水以及垃圾渗滤液都含有较高浓度的氨氮，并具有较低的可生化性，这些高浓度的含氮废水通常都会对生化处理设施造成冲击对生物活性会产生一定的抑制作用。硫化氢与人体低浓度接触仅有呼吸道及眼的局部刺激作用，高浓度时全身作用较明显，表现为中枢神经系统症状和窒息症状。

Bagheri H等人开发了基于铜金属纳米粒子的碳纳米管石墨烯修饰玻碳电极的电化学传感器，用方波伏安法(SWV)制作的传感器同时测定硝酸盐和亚硝酸根，提高了该方法的灵敏度和检测范围，应用于测定各种样品中硝酸盐和亚硝酸盐。Cline J D.提出了改进的N,N-二甲基对苯二胺分光光度法测定水中的硫化物，实验证明在不同温度下，混合的二胺和氯化铁试剂表现出更好的稳定性，并且当试剂混合时，硫化氢的挥发度明显降低，灵敏度相应增加。Murphy J等人将含有抗坏血酸和少量锑的钼酸铵的酸化溶液混合成试剂，添加到包含原始单溶液试剂磷酸溶液中，采用分光光度法用于测定水中磷酸盐。除了常规的光度法和电化学方法，还有荧光标记法，离子色谱法，原子吸收光谱法等。Valente I M等人利用高复矩阵进行气体扩散微萃取，进行氨氮和邻苯二甲醛的标记反应用于测定农牧业高复杂固体和液体样品中氨氮含量，实验表明时间和温度检测的灵敏度影响很大。

分光光度法和比色法都是以生成有色化合物的显色反应为基础，应用非常广泛，几乎所有的无机离子都可直接或间接的用比色或分光光度法测定。比色法通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法，而分光光度法是基于有色溶液对光线有选择性的吸收作用，由于不同物质由于其分子结构不同，每种物质都具有其特异的吸收光谱。本发明的摄像头方法和分光光度法在这些化学物质的显色原理上大致相同，分光光度法使用的光的波长可以连续调节，灵敏度和选择性都很好，但分光光度法操作复杂，仪器昂贵，适合专业人员使用。电化学法灵敏度高，可以在线监测，但传感器寿命短，操作复杂，测量成本高。

为此，提出一种基于摄像头检测水中亚硝酸盐、氨氮、硫、磷酸盐含量的系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于摄像头检测水中亚硝酸盐、氨氮、硫、磷酸盐含量的系统，以解决上述背景技术中提出的问题。