度、散射光強、參考光強和光強比值;所述散射光強為 散射光I b的光強，所述參考光強為I ai的光強，所述光強比值為I b/1 ai。
[0097] 所述標(biāo)準(zhǔn)濁度液的制備方法為:將幾種不同水濁度的福爾馬肼溶液依次充入所述 測量槽3中，分別測得其相應(yīng)的電壓值，所述電壓值包括lb和I al。
[0098] 所述標(biāo)準(zhǔn)濁度液的水濁度計算方法為:根據(jù)電壓值計算光強比值Ib/Ial，將標(biāo)準(zhǔn)濁 度液的水濁度y和光強比值χ分別作為橫、縱坐標(biāo)，線性擬合，得線性方程， 為定值，將測量并計算得到的光強比值代入yilux+h*程中就得到水濁度的大小。
[0099]本發(fā)明的實施步驟如下：
[0100] 1、打開入水口閥與出水口閥，在測量槽3中緩慢充進待測液體。多余的液體從入水 口溢出。
[0101] 2、控制電路通過向光電探測器發(fā)送指令，使得光電探測器在測量前先進行預(yù)熱， 在光電探測器的溫度穩(wěn)定后，進行測量。
[0102] 3、光源輸出相應(yīng)頻率光束經(jīng)過起偏器之后，經(jīng)過分光鏡8后產(chǎn)生了兩束光，進入測 量系統(tǒng)，散射光經(jīng)過檢偏器之后，透鏡將接收到的光進行匯聚并傳送給光電探測器，光電探 測器將各自接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并傳送給信號處理模塊?？梢哉{(diào)節(jié)檢偏器的檢偏 方向，以保證第二光電探測器所得到的光強最大。
[0103] 4、信號處理模塊中的放大電路、濾波電路及AD轉(zhuǎn)換電路依次對電信號進行放大、 濾波、AD轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字信號并傳送給控制電路進行處理，由控制電路得到解調(diào)后的電壓 值，并由公式得到比值d，將比值d，參考光強度I b，散射光強度lai，以及溫度值T作為輸入變 量Xi帶入最小二乘支持向量機中，得到的結(jié)果y經(jīng)過MatLab工具箱進行數(shù)據(jù)訓(xùn)練后得到b與 α，進行數(shù)據(jù)擬合、標(biāo)定后，最后傳送給顯示模塊顯示。
[0104]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種偏振式水濁度的測量裝置，其特征在于，包括：用于向第一透鏡（2)發(fā)射一束單 色光I的光源（1)，所述單色光I依次穿過所述第一透鏡（2)、和第一偏振片（5)后由分光鏡 (8)分光成呈90°夾角的入射光la和散射光Ib，所述散射光Ib進入第一光電探測器(7)，所述 入射光la進入測量槽(3)后的90°表面散射光lal依次通過第二偏振片(6)和第二透鏡(4)后 進入第二光電探測器(9);所述測量槽(3)內(nèi)設(shè)置有溫度測量傳感器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振式水濁度的測量裝置，其特征在于:所述測量槽(3) 包括U型槽，所述U型槽包括兩垂直設(shè)置的進水槽（12)和出水槽（10)，所述進水槽（12)和出 水槽(10)的底端由橫向槽(13)連通，所述進水槽(12)和出水槽(10)的四周均設(shè)置有溢流槽 (14)，位于所述進水槽（12)和出水槽（10)相對側(cè)的兩所述溢流槽（14)底部相連通;所述進 水槽(12)的頂端高于所述出水槽(10)的頂端;所述進水槽（12)的內(nèi)壁上設(shè)置有至少一對折 流板(11)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種偏振式水濁度的測量裝置，其特征在于:所述折流板（11) 與進水槽(12)內(nèi)壁的夾角為45~75°。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種偏振式水濁度的測量裝置，其特征在于:所述進水槽（12) 的頂端高出所述出水槽（10)的頂端至少2厘米，所述進水槽（12)的橫截面面積大于所述出 水槽(10)的橫截面面積。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振式水濁度的測量裝置，其特征在于:所述光源（1)為 86化m的近紅外光;所述分光鏡(8)為光柵式分光鏡;所述第一光電探測器(7)和第二光電探 測器(9)均為光電Ξ極管;所述溫度測量傳感器為DHT22傳感器。6. -種偏振式水濁度的測量系統(tǒng)，其特征在于:包括如權(quán)利要求1~5任一項所述的測 量裝置、信號處理模塊、顯示模塊和擋板控制電路;所述信號處理模塊包括依次連接的放大 電路、濾波電路、AD轉(zhuǎn)換電路;所述放大電路分別與所述第一光電探測器(7)和第二光電探 測器(9)連接，所述顯示模塊與擋板控制電路連接;所述信號處理模塊與所述顯示模塊相連 接。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項所述的一種偏振式水濁度的測量裝置的測量方法，其特征 在于:包括W下步驟： 利用最小二乘向量支持機的線性回歸方程組： y=wT〇(x)+b (1)s.t.y(xk)=wT巫(a〇+b+ek,k=l,. . . .η (3) 式（1)中，Φ(χ)代表各個輸入的水濁度影響因子對濁度值的影響函數(shù);W代表各個水濁 度影響因子的函數(shù)系數(shù)矩陣;y代表水濁度； 式(2)是對式(1)進行最小二乘向量擬合，式(2)中的e代表誤差;ek代表各個水濁度影響 因子的誤差;T代表矩陣的運算方式;C代表用于控制誤差比重的調(diào)節(jié)因子;J(W，e)代表約束 條件，選擇W和e的最小值； 對式（1)、（2)進行約束化得式(3)，s.t.是受約束的意思;式(2)和式(3)組成一個方程 組； 由式(3)建立拉格朗日等式：式(4)中，α代表拉格朗日乘子;αι代表各個水濁度影響因子的拉格朗日乘子;i = l~N; 根據(jù)KKT條件，對式(4)中的W，e，α，b求偏導(dǎo)得：由式巧)~式(8)求解b和α，得最小二乘支持向量機模型：(9) 式(9)中，f(x)代表水濁度;k(x，xi)代表各個水濁度影響因子的徑向基函數(shù)；(10) 式（10)中，X代表各個水濁度影響因子的當(dāng)前測量的值;XI代表之前各個水濁度影響因 子的訓(xùn)練值;0代表核函數(shù)寬度； 將式(10)帶入式(9)，得：(11) 將各個水濁度影響因子分別作為輸入值帶入式（11)中，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)因子C和核函數(shù)寬度 曰，輸出值f (X)為濁度值;輸出值f (X)與標(biāo)準(zhǔn)濁度液進行標(biāo)定。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種偏振式水濁度的測量方法，其特征在于:所述水濁度影響 因子包括溫度、散射光強、參考光強和光強比值;所述散射光強為散射光Ib的光強，所述參 考光強為lai的光強，所述光強比值為Ib^ai。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種偏振式水濁度的測量方法，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)濁度液 的制備方法為:將幾種不同水濁度的福爾馬阱溶液依次充入所述測量槽(3)中，分別測得其 相應(yīng)的電壓值，所述電壓值包括Ib和lal。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種偏振式水濁度的測量方法，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)濁度 液的水濁度計算方法為:根據(jù)電壓值計算光強比值Ib/Iai，將標(biāo)準(zhǔn)濁度液的水濁度y和光強 比值X分別作為橫、縱坐標(biāo)，線性擬合，得線性方程，y = kix+bi，ki和bi為定值，將測量并計算 得到的光強比值代入y = kix+b巧程中就得到水濁度的大小。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種偏振式水濁度的測量裝置、測量系統(tǒng)及測量方法，其特征在于，包括：用于向第一透鏡(2)發(fā)射一束單色光I的光源(1)，所述單色光I依次穿過所述第一透鏡(2)、和第一偏振片(5)后由分光鏡(8)分光成呈90°夾角的入射光Ia和散射光Ib，所述散射光Ib進入第一光電探測器(7)，所述入射光Ia進入測量槽(3)后的90°表面散射光Ia1依次通過第二偏振片(6)和第二透鏡(4)后進入第二光電探測器(9)；所述測量槽(3)內(nèi)設(shè)置有溫度測量傳感器。本發(fā)明提供的一種偏振式水濁度的測量裝置、測量系統(tǒng)及測量方法，采用最小二乘支持向量機的數(shù)據(jù)處理方式，對溫度進行補償，消除測量誤差，提高測量精度。
【IPC分類】G01N21/21
【公開號】CN105572051
【申請?zhí)枴緾N201510944841
【發(fā)明人】常建華, 伍煜, 陳程, 黃剛, 李慧凝
【申請人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月17日