发明内容

本发明提出水样高精度COD检测装置及方法，采用了基于软件的温度补偿方案对水样COD检测数据进行校正，使得检测装置能够在保证检测精度的前提下小型化，同时本产品的检测光路处还设有小型化的清洁装置，能减少光路脏污对检测精度的影响。

本发明采用以下技术方案。

水样高精度COD检测装置的方法，用于提升微型COD检测装置的检测精度，所述方法中的吸光度检测校正方法具体为，先配置多种浓度的标定溶液，然后在COD检测所需的温度范围内，测量得到标定溶液COD吸光度随温度变化的标定数据集，梳理得到高浓度标定溶液和低浓度标定溶液的COD吸光度随温度变化曲线，并由这两种曲线拟合得到高浓度COD水样、低浓度COD水样的温度补偿曲线公式，在微型COD检测装置水样检测时，以温度补偿曲线公式来校正测得的原始吸光度数据。

所述微型COD检测装置COD检测的温度范围为0℃~45℃；

当测量标定溶液吸光度随温度变化的数据时，改变标定溶液的温度并使其稳定，并以微型COD检测装置的探头传感器测量标定溶液在波长254nm的光照环境下的吸光度。

所述微型COD检测装置通过探头传感器采集的cod波段的ad0值和浊度波段的ad1值来计算标定溶液或水样的吸光度；当探头传感器处于调零模式时置于蒸馏水中，微型COD检测装置通过软件记录当前的cod波段ad0（zero）值和浊度波段的ad1（zero）值；当探头传感器测量标定溶液或水样的吸光度时，探头传感器置于液体中，微型COD检测装置通过软件记录当前的cod波段ad0（sample）值和浊度波段的ad1（sample）值，然后以吸光度计算公式计算出当前的标定溶液或水样的原始吸光度数据，所述吸光度计算公式为

log10（ad0（zero）/ad0(sample)）- log10（ad0（zero）/ad0(sample)） 公式A。

所述标定溶液为邻苯二甲酸氢钾标准溶液，所述高浓度标定溶液的浓度为100mg/L以上，所述低浓度标定溶液的浓度为100mg/L以下；

所述高浓度COD水样、低浓度COD水样的温度补偿曲线公式分别为

y=f1(x) 0≤x≤45 公式一；

y=f2(x) 0≤x≤45 公式二；

其中y代表吸光度，x代表温度；

当微型COD检测装置以吸光度计算公式计算出被测液体的原始吸光度后，根据原始吸光度来判定液体浓度，并按判定结果来决定采用公式一还是公式二对原始吸光度数据进行校正；具体方法为：

a)如果当前软件测得的原始吸光度A是在范围[0,0.4]，则结合当前温度，采用公式一，分别算出当前温度下的吸光度B和25度下的吸光度C，再利用温补算法D＝A+(C-B)，得到温补后的吸光度D；

b)如果当前软件测得的原始吸光度A是在范围(0.4,1.1]，则结合当前温度，采用公式二，分别算出当前温度下的吸光度B和25度下的吸光度C，再利用温补算法D＝A+(C-B)，得到温补后的吸光度D。

所述方法中的液体浓度校准方法为，微型COD检测装置分别测定多个不同浓度的标定溶液的原始吸光度，然后以温度补偿曲线公式对数据进行校正得到吸光度数据，再利用拉格朗日算法得出浓度公式

Y==f（X） 公式三，

X代表吸光度数据，Y代表标定溶液浓度；

所述方法中的液体浓度测量方法为，微型COD检测装置测定待测液体的经过温度补偿曲线公式校正后的吸光度数据，再把吸光度数据代入公式三得出待测液体的浓度。

所述标定溶液为COD值分别为50mg/L、100mg/L、150mg/L、300mg/L的三种浓度的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，在测量得到标定溶液吸光度随温度变化的标定数据集的过程中，用水浴箱改变标定溶液温度，并使各标定溶液保持同一温度下以分别测定其在光波长254nm 处的吸光度。

水样高精度COD检测装置，所述COD检测装置的水样检测光路中设有用于导入待测水样的小型检测槽；检测槽内设有清洁刷；所述清洁刷擦拭检测槽内光路部件以减小杂物对光路造成的干扰；所述清洁刷由电机驱动，所述电机的控制电路以电机电流大于阈值的变化波动作为清洁刷换向信号。

所述电机的控制电路包括微处理器；所述检测槽以槽壁对清洁刷的移动路径限位，当清洁刷移至检测槽的一端部且被槽壁阻挡时，电机阻力上升使电机电流增大形成可被微处理器识别的清洁刷换向信号，微处理器收到端部定位信号后，控制电机驱动清洁刷反向移向检测槽的另一端部。

所述检测槽为弧形槽，所述检测槽内的光路部件为设于槽壁处的光学检测窗口；所述电机驱动清洁刷在检测槽内左右往复摆动以擦拭光学检测窗口；所述电机的微处理器控制电路内包括电流转换电压电路；当清洁刷的摆动被槽壁阻挡，造成电机阻力上升使电机电流增大时，所述电流转换电压电路把电流波动信息转换为可被微处理器识别的高电平信号，作为清洁刷换向信号传输给微处理器。

所述光学窗口在槽壁处呈凸台形，所述清洁刷擦试光学窗口时，以软质的弹性部件与光学窗口接触，以避免电机阻力过大形成清洁刷换向信号；

所述COD检测装置还包括单片机，所述单片机以温度补偿曲线公式来校正测得的原始吸光度数据。

本发明所述的温度补偿方案，考虑了常用的检测环境温度范围，以及不同浓度下的水样光学特征，采用数据标定的方式形成温度补偿曲线并拟合出高、低两种浓度的补偿公式，经实测效果较为理想，能有效提升COD检测精度。

本发明中的清洁刷定位方案是把挂刷（清洁刷）起始转动方向固定为向左或者向右转动。碰到结构壁，电机阻力增大，电机电流上升，使用电流转换电压电路，将电流取出送给CPU，CPU检测到高电平这表示已经转到定位点。接下来就可以控制电机往反方向转动，碰到另一个结构壁，则同上，检测电流转换成的电压电平。这样的设计，充分利用了电机本身的电学特征，无须加入其它的定位部件，节约了成本，而且可以有效防止电机在检测高脏污水环境时被杂物堵转而烧毁，能提升COD检测装置的水质适应能力。