專利名稱：污染水的污染成份圖譜判別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污染水的污染成份圖譜判別裝置，利用水質(zhì)測(cè)定傳感器的各傳感器在相同濃度下具有再現(xiàn)性地發(fā)生電壓差，獲得基于電壓差的各項(xiàng)目的圖譜，從而能夠卓有實(shí)效地進(jìn)行污染物質(zhì)分析，有效測(cè)定樣本污染水的污染成份及污染程度。
背景技術(shù)：
水質(zhì)測(cè)定傳感器陣列如果暴露于測(cè)定對(duì)象(鉛、鎘、水銀、銅、氯離子、硝態(tài)氮)物質(zhì)，不僅是暴露的項(xiàng)目測(cè)定用傳感器，其他陣列傳感器也會(huì)因相互干擾而發(fā)生各傳感器的電壓變化。一般的ISE傳感器雖然被廣泛認(rèn)為是在較低濃度范圍內(nèi)檢測(cè)出微量測(cè)定物質(zhì)的裝備，但在混有電氣性質(zhì)類似的離子的情況下，難以有選擇地檢測(cè)出測(cè)定物質(zhì)，從而將類似物質(zhì)誤認(rèn)為測(cè)定物質(zhì)并表現(xiàn)定量值，因此必須經(jīng)過預(yù)處理。

發(fā)明內(nèi)容
為解決如上問題，本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)課題是提供一種污染水的污染成份圖譜判別裝置，利用水質(zhì)測(cè)定傳感器的各傳感器在相同濃度下具有再現(xiàn)性地發(fā)生電壓差，獲得基于電壓差的各項(xiàng)目的圖譜，從而能夠卓有實(shí)效地進(jìn)行污染物質(zhì)分析，有效測(cè)定樣本污染水的污染成份及污染程度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案在于本發(fā)明涉及污染水的污染成份圖譜判別裝置，其特征在于，包括多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)，不同地感知上述相同的污染水的污染成份中至少一種污染成份，以便針對(duì)相同的污染水表現(xiàn)出互不相同的水質(zhì)測(cè)定值；樣本污染成份圖譜取得部000)，從上述多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)分別獲取樣本污染水的水質(zhì)測(cè)定值，取得上述樣本污染水的污染成份圖譜，即樣本污染成份圖譜；污染成份圖譜比較部(800)，比較上述樣本污染成份圖譜與從上述多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器預(yù)先取得的基準(zhǔn)污染水的污染成份圖譜，即，與基準(zhǔn)污染成份圖譜是否類似。在本發(fā)明中，上述樣本污染成份圖譜可以是以頻譜方式顯示上述樣本污染水污染成份的樣本污染成份頻譜，上述基準(zhǔn)污染成份圖譜可以是以頻譜方式顯示上述基準(zhǔn)污染水污染成份的基準(zhǔn)污染成份頻譜。本發(fā)明包括頻譜要素比率取得部G00)，假定在上述基準(zhǔn)污染成份頻譜中，上述多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器中的第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素值為 Sd#j，在上述樣本污染成份頻譜中，上述第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素值為Ss#j，則取得上述第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素比率，即Rk#j = Sd#j/Ss#j ；頻譜要素比率平均值取得部(500)，假定上述多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器的個(gè)數(shù)為n，則取得頻譜要素比率平均值，即Cs = (Rk#l+Rk#2+. . . +Rk#n)/n ；頻譜比率取得部(600)，取得上述基準(zhǔn)污染成份頻譜中上述第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素值相對(duì)于上述頻譜要素比率平均值的比率，即狐捫=Sd#j/Cs ；平均頻譜比率取得部(700)，取得上述第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的上述頻譜要素比率相對(duì)于上述頻譜要素比率平均值的比率，即I nk#j = Rk#j/Cs ；而且，上述污染成份圖譜比較部(800)可以取得定義為S = (Rnk#lXffk#l+. · · +Rnk#nXffk#n)的類似度S。在本發(fā)明中，上述污染成份圖譜比較部(800)在上述類似度S為特定值以上時(shí)，可以判別為上述基準(zhǔn)污染成份圖譜與上述樣本污染成份圖譜類似。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是，即使在水質(zhì)測(cè)定傳感器陣列暴露于測(cè)定對(duì)象(鉛、鎘、水銀、銅、氯離子、硝態(tài)氮)物質(zhì)，因相互干擾而發(fā)生各傳感器的電壓變化時(shí)，也可以有效測(cè)定樣本污染水的污染成份及污染程度。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成框圖。圖2是構(gòu)成圖1所示水質(zhì)測(cè)定傳感器部的多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器的簡(jiǎn)圖。圖3是圖1所示樣本污染成份取得部取得的樣本污染成份頻譜(spectrum)示例。圖4是圖1所示基準(zhǔn)污染成份圖譜存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的多個(gè)基準(zhǔn)污染成份頻譜的示例。圖5是基于圖1所示污染成份圖譜比較部的基準(zhǔn)污染成份圖譜與樣本污染成份圖譜類似度比較示例。附圖符號(hào)說明100 水質(zhì)測(cè)定傳感器200 樣本污染成份圖譜取得部300 基準(zhǔn)污染成份圖譜存儲(chǔ)部400 頻譜要素比率取得部500 頻譜要素比率平均值取得部600:頻譜比率取得部700 平均頻譜比率取得部800 污染成份圖譜比較部
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成框圖，圖2是構(gòu)成圖1所示水質(zhì)測(cè)定傳感器部的多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器的簡(jiǎn)圖，圖3是圖1所示樣本污染成份取得部取得的樣本污染成份頻譜(spectrum)示例，圖4是圖1所示基準(zhǔn)污染成份圖譜存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的多個(gè)基準(zhǔn)污染成份頻譜的示例，圖5是基于圖1所示污染成份圖譜比較部的基準(zhǔn)污染成份圖譜與樣本污染成份圖譜類似度比較示例。如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有水質(zhì)測(cè)定傳感器部(WS)。如圖2所示，水質(zhì)測(cè)定傳感器部(WQ包括多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)。水質(zhì)測(cè)定傳感器部(WQ為針對(duì)相同的污染水顯示出互不相同的水質(zhì)測(cè)定值，包括多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)，不同地感知上述相同的污染水的污染成份中至少一種污染成份。S卩，針對(duì)上述相同的污染水，各個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(101，102，…，100+j，…，100+n)顯示出互不相同的水質(zhì)測(cè)定值。各個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(101，102，-,100+j,…，100+n)除用于測(cè)定B0D、C0D 等一般項(xiàng)目的傳感器外，還可以是用于敏感地感知包含重金屬在內(nèi)的互不相同的特定污染成份的傳感器。如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括樣本污染成份圖譜取得部(200)。樣本污染成份圖譜取得部(200)用于分別從多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)獲取樣本污染水的水質(zhì)測(cè)定值，取得上述樣本污染水的污染成份圖譜，即樣本污染成份圖譜。上述樣本污染成份圖譜以頻譜(spectrum)方式顯示上述樣本污染水的污染成份。以下將其稱為樣本污染成份頻譜。頻譜方式是以各個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)測(cè)定的水質(zhì)測(cè)定值之和為基準(zhǔn)，核算各個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)的水質(zhì)測(cè)定值相應(yīng)的比率，將這種比率表現(xiàn)為頻譜的要素。即，當(dāng)假定所有水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)的水質(zhì)測(cè)定值之和為100時(shí)，將各個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100) 的水質(zhì)測(cè)定值所占的值分配給各個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素值，可以完成一個(gè)頻譜。在圖3中，顯示了樣本污染水的染成份頻譜(spectrum)，即樣本污染成份頻譜的示例。如上以頻譜方式表現(xiàn)出上述樣本污染成份圖譜后，可以對(duì)由復(fù)合性污染成份構(gòu)成的水質(zhì)污染進(jìn)行代碼化(encode)，進(jìn)行明確區(qū)分。在后述的污染成份圖譜比較部(800)，比較分析上述樣本污染成份圖譜與基準(zhǔn)污染成份圖譜(后述)，從而可以從視覺上直觀地表現(xiàn)出上述樣本污染成份圖譜。如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有基準(zhǔn)污染成份圖譜存儲(chǔ)部(300)?；鶞?zhǔn)污染成份圖譜存儲(chǔ)部(300)用于分別從多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)獲取基準(zhǔn)污染水的水質(zhì)測(cè)定值，存儲(chǔ)上述基準(zhǔn)污染水的污染成份圖譜，即基準(zhǔn)污染成份圖譜。上述基準(zhǔn)污染成份圖譜是以頻譜(spectrum)方式表示上述基準(zhǔn)污染水的污染成份。以下將其稱為基準(zhǔn)污染成份頻譜。在基準(zhǔn)污染成份圖譜存儲(chǔ)部(300)，分別預(yù)先存儲(chǔ)了關(guān)于m個(gè)互不相同的基準(zhǔn)污染水的基準(zhǔn)污染成份頻譜。在圖4中顯示的示例是4個(gè)關(guān)于基準(zhǔn)污染水的污染成份頻譜(spectrum)，即4個(gè)基準(zhǔn)污染成份頻譜。如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有頻譜要素比率取得部(400)。假定上述基準(zhǔn)污染成份頻譜中第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100+j)的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素值為Sd#j，上述樣本污染成份頻譜中上述第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100+j)的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素值為Ss#j，則頻譜要素比率取得部(400)用于取得上述第j 號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素比率，即Rk#j = Sd#j/Ss#j0其中， 的小寫字母k，代表Sd#j是在基準(zhǔn)污染成份圖譜存儲(chǔ)部(300)存儲(chǔ)的值中的第k號(hào)基準(zhǔn)污染水所對(duì)應(yīng)的值。頻譜要素比率取得部(400)取得所有水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素比率，所以，j = 1至η的所有η個(gè)頻譜要素比率全部取得。如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有頻譜要素比率平均值取得部(500)。假定上述多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)的個(gè)數(shù)為η時(shí)，則頻譜要素比率平均值取得部(500)用于取得頻譜要素比率平均值，即Cs = (Rk#l+Rk#2+. . . +Rk#n)/n0如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有頻譜比率取得部(600)。頻譜比率取得部(600)用于取得上述基準(zhǔn)污染成份頻譜中上述第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素值相對(duì)于上述頻譜要素比率平均值的比率，即Wk#j =Sd#j/Cs。其中，ffk#j的小寫字母k，代表Sd#j是在基準(zhǔn)污染成份圖譜存儲(chǔ)部(300)存儲(chǔ)的值中的第k號(hào)基準(zhǔn)污染水所對(duì)應(yīng)的值。如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有平均頻譜比率取得部(700)。平均頻譜比率取得部(700)用于取得上述第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的上述頻譜要素比率相對(duì)于上述頻譜要素比率平均值的比率，即I nk#j = Rk#j/CSo如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例具有污染成份圖譜比較部(800)。污染成份圖譜比較部(800)用于比較上述樣本污染成份圖譜與上述基準(zhǔn)污染成份圖譜是否類似。因此，在污染成份圖譜比較部(800)，比較了上述樣本污染成份頻譜與上述基準(zhǔn)污染成份頻譜是否類似。為此，污染成份圖譜比較部(800)取得了類似度S。類似度S定義為S = (Rnk#lXffk#l+. · · +Rnk#nXffk#n)。污染成份圖譜比較部(800)在上述類似度S為特定值以上時(shí)，判別為上述第k號(hào)基準(zhǔn)污染水的基準(zhǔn)污染成份圖譜與上述樣本污染成份圖譜類似。即，當(dāng)上述類似度S為特定值以上時(shí)，可以判別為上述樣本污染水被與上述第k號(hào)基準(zhǔn)污染水類似的污染成份、按類似的污染成份比所污染。上述特定值可以是70%。在圖5中，顯示了基于圖1所示污染成份圖譜比較部的基準(zhǔn)污染成份圖譜與樣本污染成份圖譜的類似度比較過程。另一方面，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可以取得一個(gè)特定的上述樣本污染水與k = 1至 m的所有基準(zhǔn)污染水的類似度S。
權(quán)利要求
1.一種污染水的污染成份圖譜判別裝置，其特征在于，包括多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器 (100)，不同地感知所述相同的污染水的污染成份中至少一種污染成份，以便針對(duì)相同的污染水表現(xiàn)出互不相同的水質(zhì)測(cè)定值；樣本污染成份圖譜取得部(200)，從所述多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器(100)分別獲取樣本污染水的水質(zhì)測(cè)定值，取得所述樣本污染水的污染成份圖譜，即樣本污染成份圖譜；污染成份圖譜比較部(800)，比較所述樣本污染成份圖譜與從上述多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器預(yù)先取得的基準(zhǔn)污染水的污染成份圖譜，即，與基準(zhǔn)污染成份圖譜是否類似。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染水的污染成份圖譜判別裝置，其特征在于所述樣本污染成份圖譜是以頻譜(spectrum)方式顯示樣本污染水污染成份的樣本污染成份頻譜，所述基準(zhǔn)污染成份圖譜是以頻譜方式顯示基準(zhǔn)污染水污染成份的基準(zhǔn)污染成份頻譜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污染水的污染成份圖譜判別裝置，其特征在于，包括頻譜要素比率取得部(400)，假定在所述基準(zhǔn)污染成份頻譜中，所述多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器中的第 j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素值為Sd#j，在所述樣本污染成份頻譜中，所述第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素值為Ss#j，則取得所述第j 號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素比率，即Rk#j = Sd#j/Ss#j ；頻譜要素比率平均值取得部(500)，假定所述多個(gè)水質(zhì)測(cè)定傳感器的個(gè)數(shù)為n，則取得頻譜要素比率平均值，即Cs = (Rk#l+Rk#2+. · · +Rk#n) /n ；頻譜比率取得部(600)，取得所述基準(zhǔn)污染成份頻譜中所述第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的頻譜要素值相對(duì)于所述頻譜要素比率平均值的比率，即Wk#j = Sd#j/ Cs ；平均頻譜比率取得部(700)，取得所述第j號(hào)水質(zhì)測(cè)定傳感器的水質(zhì)測(cè)定值所對(duì)應(yīng)的所述頻譜要素比率相對(duì)于所述頻譜要素比率平均值的比率，即Rnk#j = Rk#j/Cs ；而且，所述污染成份圖譜比較部(800)可以取得定義為S = (Rnk#lXffk#l+. . . +Rnk#nXffk#n)的類似度S。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污染水的污染成份圖譜判別裝置，其特征在于所述污染成份圖譜比較部(800)在所述類似度S為特定值以上時(shí)，判別為所述基準(zhǔn)污染成份圖譜與所述樣本污染成份圖譜類似。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污染水的污染成份圖譜判別裝置，利用水質(zhì)測(cè)定傳感器的各傳感器在相同濃度下具有再現(xiàn)性地發(fā)生電壓差，獲得基于電壓差的各項(xiàng)目的圖譜，從而能夠卓有實(shí)效地進(jìn)行污染物質(zhì)分析，有效測(cè)定樣本污染水的污染成份及污染程度。
文檔編號(hào)G01N27/00GK102478532SQ201110379259
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者姜昌益, 崔一煥, 李翊載, 金志宣, 金韓洙 申請(qǐng)人:科學(xué)技術(shù)分析中心株式會(huì)社