水中离子富集装置及水中离子浓度监测系统

摘要

本申请涉及水质监测技术领域，公开了水中离子富集装置及水中离子浓度监测系统，所述装置包括：管道、电源和至少两个离子富集单元；管道包括进水口和出水口；至少两个离子富集单元依次设置在管道内沿水流方向的不同位置处，每个离子富集单元包括两个正对且平行的第一电极板和第二电极板；每个离子富集单元中的第一电极板设置在管道内的下表面，每个离子富集单元中的第二电极板到管道内的上表面的距离与每个离子富集单元到进水口的距离正相关，其中，距离进水口最近的离子富集单元的第二电极板设置在管道内的上表面；每个离子富集单元中的第一电极板与电源的一极连接，第二电极板与电源的另一极连接，用于在第一电极板和第二电极板之间生成电场。

说明书

技术领域

本申请涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种水中离子富集装置及水中离子浓度监测系统。

背景技术

水质监测的目的是为了及时、准确、全面地反映水质质量现状及发展趋势，并为水质管理、污染源控制、水质规划、水质评价提供科学依据。然而，现有的水质监测方法通常是定期到采样点进行人工取样，再带回实验室进行检验分析，由于水样采集量有限且采样时间较短，一旦水样中的离子浓度较小或离子浓度随时间波动较大时，会大大降低检测精度和准确度，甚至无法检测出水中的离子。

发明内容

本申请实施例提供一种水中离子富集装置及水中离子浓度监测系统，提高了检测精度和准确度，降低了成本。

第一方面，本申请一实施例提供了一种水中离子富集装置，包括：管道、电源和至少两个离子富集单元；

所述管道包括进水口和出水口；

所述至少两个离子富集单元依次设置在所述管道内沿水流方向的不同位置处，每个离子富集单元包括两个正对且平行的第一电极板和第二电极板；

每个离子富集单元中的第一电极板设置在所述管道内的下表面，每个离子富集单元中的第二电极板到所述管道内的上表面的距离与每个离子富集单元到所述进水口的距离正相关，其中，距离所述进水口最近的离子富集单元的第二电极板设置在所述管道内的上表面；

每个离子富集单元中的第一电极板与所述电源的一极连接，第二电极板与所述电源的另一极连接，用于在第一电极板和第二电极板之间生成电场，以使得流过所述管道的水中的离子被吸附到第一电极板上。

可选地，除距离所述进水口最近的离子富集单元以外，任一离子富集单元的第二电极板到所述上表面的第一距离是第二距离的一半，其中所述第二距离是位于所述任一离子富集单元之前且与所述任一离子富集单元相邻的离子富集单元的第二电极板到所述上表面的距离。

可选地，每个离子富集单元中的第一电极板的大小相同。

可选地，任意相邻的两个第一电极板之间设置有绝缘材料。

可选地，所述装置还包括开关控制单元，每个离子富集单元和所述电源之间分别设置有开关，所述开关控制单元用于根据预设的控制方式断开各个离子富集单元和所述电源之间的开关，以释放各个离子富集单元吸附的离子。

可选地，其中所述控制方式包括：若满足预设条件，则按照每个离子富集单元到所述进水口的距离从小到大的顺序，每隔预设时长后断开一个离子富集单元的开关。

可选地，其中预设时长是根据所述管道内的水流速度和第一电极板在水流方向上的长度确定的。

可选地，所述装置还包括流量传感器设置，所述流量传感器设置在所述水中离子富集装置的进水口或出水口，所述流量传感器用于测量流过所述水中离子富集装置的总水流量。

第二方面，本申请一实施例提供了一种水中离子浓度监测系统，包括：如第一方面中任一项所述的水中离子富集装置、流量传感器、光谱仪和处理单元；

所述光谱仪用于在最后一个离子富集单元的开关断开后，向所述最后一个离子富集单元流出的水流发射检测光，并测量检测光被水流内的离子吸收后的光谱，根据所述光谱确定所述最后一个离子富集单元流出的水流内的离子种类和每种离子的含量，其中所述最后一个离子富集单元是距所述出水口最近的离子富集单元；

所述流量传感器设置在所述水中离子富集装置的进水口或出水口，所述流量传感器用于测量流过所述水中离子富集装置的总水流量；

所述处理单元用于根据所述最后一个离子富集单元流出的水流内的每种离子的含量和所述总水流量，确定每种离子在水中的浓度。

可选地，所述最后一个离子富集单元和所述出水口之间设置了挡板，所述挡板紧邻所述最后一个离子富集单元的第二电极板，以隔离所述最后一个离子富集单元的第二电极板上下的水流。

本申请实施例提供的水中离子富集装置及水中离子浓度监测系统，可实现了24小时全天候不间断的水样采集，通过逐级吸附的方式富集水中的离子，即便待监测水域中离子浓度较小或离子浓度随时间波动较大，也可以检测出其中的离子浓度，提高了检测精度和准确度，并实现了在线监测，且投放后无需监测人员值守，降低了成本。另一方面，通过逐级吸附的方式富集水中的离子，可提高检测时的离子浓度，降低了对用于检测离子浓度的传感器的灵敏度要求，降低了监测成本。此外，与不分级的方式（即仅使用一个离子富集单元的方式）相比，本申请实施例中的多级叠加方式，可在缩短第一电极板的总长度的同时获得较高的离子吸附率，进而减小管道长度，使得设备体积更小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的水中离子富集装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的水中离子富集装置的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的多级离子富集单元吸附离子的原理图；

图4为本申请一实施例提供的水中离子浓度监测系统的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的水中离子浓度监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。

参考图1，本申请实施例提供一种水中离子富集装置，包括：管道101、电源105和至少两个离子富集单元102。其中，管道101包括进水口1011和出水口1012，水可从进水口1011流入管道101内，并从出水口1012流出，每个离子富集单元102包括两个正对且平行的第一电极板103和第二电极板104，至少两个离子富集单元102依次设置在管道101内沿水流方向的不同位置处。管道101可以是方形管，每个离子富集单元102中的第一电极板103设置在管道101内的下表面，每个离子富集单元102中的第二电极板104到管道101内的上表面的距离与每个离子富集单元102到进水口1011的距离正相关，其中，距离进水口1011最近的离子富集单元102的第二电极板104设置在管道101内的上表面。每个离子富集单元102中的第一电极板103与电源105的一极连接，第二电极板104与电源105的另一极连接，电源105为第一电极板103和第二电极板104提供稳定的电压差，以在第一电极板103和第二电极板104之间生成稳定均匀的电场，使得流过管道101的水中的离子被吸附到第一电极板103上。

以图2为例，管道101内设置了三个离子富集单元，包括第一离子富集单元102-1、第二离子富集单元102-2和第三离子富集单元102-3，第一离子富集单元102-1、第二离子富集单元102-2和第三离子富集单元102-3依次布设在管道101的进水口1011和出水口1012之间，三个离子富集单元的电极板之间不相互重叠。第一离子富集单元102-1的第一电极板103-1、第二离子富集单元102-2的第一电极板103-2和第三离子富集单元102-3的第一电极板103-3均设置在管道101内的下表面。距离进水口最近的第一离子富集单元102-1的第二电极板104-1设置在管道101内的上表面；位于第一离子富集单元102-1之后的第二离子富集单元102-2的第二电极板104-2设置在管道101内的上表面和下表面之间，以将第二离子富集单元102-2流出的水流沿水流方向一分为二；位于第二离子富集单元102-2之后的第三离子富集单元102-3的第二电极板104-3可设置在管道101内的上表面和下表面之间，以将第三离子富集单元102-3流出的水流沿水流方向一分为二，且第二电极板104-3到管道101上表面的距离大于第二电极板104-2到管道101上表面的距离；即三个离子富集单元的电极板间距逐渐减小，其中，第一离子富集单元102-1的两个电极板的间距最大，约等于管道101的高，第二离子富集单元102-2的两个电极板的间距居中，第三离子富集单元102-3的两个电极板的间距最小。第一电极板103-1、第一电极板103-2和第一电极板103-3均与电源105的一极连接，第二电极板104-1、第二电极板104-2和第二电极板104-3均与电源105的另一极连接。例如，如果第一电极板103-1、第一电极板103-2和第一电极板103-3均与电源105的正极连接，第二电极板104-1、第二电极板104-2和第二电极板104-3均与电源105的负极连接，则水中的负离子会被吸附到第一电极板103-1、第一电极板103-2和第一电极板103-3上；如果第一电极板103-1、第一电极板103-2和第一电极板103-3均与电源105的负极连接，第二电极板104-1、第二电极板104-2和第二电极板104-3均与电源105的正极连接，则水中的正离子会被吸附到第一电极板103-1、第一电极板103-2和第一电极板103-3上。通过控制第一电极板和第二电极板连接的电源105极性，可选择富集正离子或负离子。

实际应用中，第二电极板的宽度与管道的宽度相同，以将管道内的水流沿水流方向一分为二，使得上下层水流互补干扰，第一电极板和第二电极板的大小一致。

以图2为例，假设第一电极板103-1、第一电极板103-2和第一电极板103-3均与电源的负极连接，第二电极板104-1、第二电极板104-2和第二电极板104-3均与电源的正极连接，图2中的带箭头的虚线表示水流方向。待监测的水从进水口管道101内后，先通过第一离子富集单元102-1，水中的正离子向第一电极板103-1移动，使得正离子集中在水流下层，且一部分正离子被吸附到第一电极板103-1上；然后水继续流向第二离子富集单元102-2，此时水流被第二电极板104-2切分为上下两层，上层水流直接通过，下层水流中的正离子向第一电极板103-2移动，使得正离子进一步向管道105底部集中，且部分正离子被吸附到第一电极板103-2上；第二离子富集单元102-2流出的水流继续被第二电极板104-3切分为上下两层，上层水流直接通过，下层水流中的正离子继续向第一电极板103-3移动，使得正离子进一步向水流下层集中，且一部分正离子被吸附到第一电极板103-3上。在逐级的电场作用下，水中的正离子逐步集中到水流底层，并最终富集到各个第一电极板上。

图1、图2仅提供了几个可能的示例，实际应用中水中离子富集装置可包括两级、三级、甚至更多的离子富集单元，水中离子富集装置包含的离子富集单元的级数可根据具体应用需求设定，本申请实施例不作限定。

实际应用中，可直接将水中离子富集装置放置在待监测水域内，待监测水域中的水源源不断地通过管道的进水口流入管道内，流经管道的水中的离子被逐级吸附到电极板上，实现对水中离子的富集，并测量出富集的离子种类和离子含量，再测量出流过管道的水量，即可计算出待监测水域中各种离子的浓度。

因此，本申请实施例的水中离子富集装置实现了24小时全天候不间断的水样采集，通过逐级吸附的方式富集水中的离子，即便待监测水域中离子浓度较小或离子浓度随时间波动较大，也可以检测出其中的离子浓度，提高了检测精度和准确度，并实现了在线监测，且投放后无需监测人员值守，降低了成本。另一方面，通过逐级吸附的方式富集水中的离子，可提高检测时的离子浓度，降低了对用于检测离子浓度的传感器的灵敏度要求，降低了监测成本。

此外，由于各级离子富集单元中的第一电极板和第二电极板之间的间距逐级减小，因此离子受到的电场力逐级增加，使得离子在竖直方向的速度增加的更快，从而使得更多的离子被第一电极板吸附。与不分级的方式（即仅使用一个离子富集单元的方式）相比，本申请实施例中的多级叠加方式，可在缩短第一电极板的总长度的同时获得较高的离子吸附率，进而减小管道长度，缩减设备体积。

实际应用中，管道的进水口可面向待监测水域的水流流速方向，使得待监测水域的液体能够主动流入管道中。或者可在管道的进水口处设置水泵等设备，使得待监测水域内的水流平稳进入管道内，可解决平静水域或湍急水域内水流速度、方向不稳定的问题。此外，管道的进水口和出水口处可设置过滤网等过滤设备，防止杂物、颗粒堵塞管道。

具体实施时，每个离子富集单元中的第一电极板的大小、尺寸相同。任意相邻的两个第一电极板之间具有一定的间隙，放置第一电极板之间相互干扰，或者任意相邻的两个第一电极板之间设置有绝缘材料，通过绝缘材料进行隔绝。第一电极板和第二电极板可以是惰性电极板或石墨电极板。

在一种可能的实施方式中，除距离进水口最近的离子富集单元以外，任一离子富集单元的第二电极板到管道上表面的第一距离是第二距离的一半，其中第二距离是位于该离子富集单元之前且与该离子富集单元相邻的离子富集单元的第二电极板到管道上表面的距离。

以图2为例，第一电极板103-1和第二电极板104-1之间的距离为d，第二电极板104-2到管道上表面的距离是d

具体实施时，也可以通过实验的方式确定水中离子富集装置针对各种离子的吸附率，例如先测量进入管道前的水中的离子含量，然后测量离开管道后的水中的离子含量，进而计算得到对应的吸附率。

在上述任一实施方式的基础上，水中离子富集装置还包括开关控制单元，每个离子富集单元和电源之间分别设置有开关，开关控制单元用于根据预设的控制方式断开各个离子富集单元和电源之间的开关，以释放各个离子富集单元吸附的离子。

在一种可能的实施方式中，开关控制单元中预设的控制方式可以是：若满足预设条件，则同时断开各个离子富集单元和电源之间的开关，以释放各个离子富集单元吸附的离子。

其中，预设条件可以是达到监测周期，监测周期可以是设定的时长，如1小时、24小时、48小时等，具体数值可根据实际应用需求设定，此处不作限定。预设条件也可以是流过管道的水量达到预设水流量。

进一步地，水中离子富集装置的进水口或出水口处还设置有流量传感器，用于测量流过水中离子富集装置的总水流量。

以图2为例，将水中离子富集装置放入待监测水域，启动水中离子富集装置，在各个离子富集单元上附加电压，各个离子富集单元的第一电极板开始吸附水中的离子。当达到监测周期或达到预设水流量时，关闭管道的进水口和出水口，防止水流进入管道内，然后断开各个离子富集单元和电源之间的开关，以释放各个离子富集单元吸附的离子，并通知监测人员。监测人员回收水中离子富集装置，并获取其中的液体，利用光谱仪等分析设备即可测量出液体中各种离子的含量，并根据水中离子富集装置针对各种离子的吸附率，计算确定流过水中离子富集装置的水中的各种离子的总含量，根据各种离子的总含量和流量传感器测量的总水流量，确定各种离子在水中的浓度。

在另一种可能的实施方式中，开关控制单元中预设的控制方式包括：若满足预设条件，则按照每个离子富集单元到进水口的距离从小到大的顺序，每隔预设时长后断开一个离子富集单元的开关。

其中，预设条件可以是达到监测周期，监测周期可以是设定的时长，如1小时、24小时、48小时等，具体数值可根据实际应用需求设定，此处不作限定。预设条件也可以是流过管道的水量达到预设水流量。

其中，预设时长t是根据管道内的水流速度v和第一电极板在水流方向上的长度L确定的，例如预设时长t可略大于L/v，保证前一级的离子富集单元释放的离子运动到后一级的离子富集单元后，再释放后一级的离子富集单元吸附的离子，这样可将多级离子富集单元吸附的离子富集在一起，提高离子浓度。

进一步地，水中离子富集装置的进水口或出水口处还设置有流量传感器，用于测量流过水中离子富集装置的总水流量。

具体实施时，还可以在最后一级离子富集单元内部设置试剂盒，该试剂盒的两端设置了可打开或关闭的盖板，试剂盒的侧壁紧密贴合最后一级离子富集单元的第一电极板和第二电极板、以及管道侧壁。当打开试剂盒的两端盖板时，水流可从试剂盒中不受阻碍的流过；当关闭试剂盒的两端盖板时，可以将试剂盒中的液体与管道内其他部分的液体隔离开来。试剂盒可以采用高透光材质制成。

以图2为例，将水中离子富集装置放入待监测水域，启动水中离子富集装置，在各个离子富集单元上附加电压，各个离子富集单元的第一电极板开始吸附水中的离子，此时试剂盒两端的盖板处于打开状态。当满足预设条件时，开关控制单元先断开第一离子富集单元102-1的开关，第一电极板103-1释放吸附的离子，释放的离子随着水流进入第二离子富集单元102-2，并被第一电极板103-2吸附；间隔预设时长t后，开关控制单元断开第二离子富集单元102-2的开关，第一电极板103-2释放吸附的离子，释放的离子随着水流进入第三离子富集单元102-2，并被第一电极板103-3吸附；在间隔预设时长t后，先关闭试剂盒的两端盖板，然后开关控制单元断开第三离子富集单元102-3的开关，第一电极板103-3释放吸附的离子，此时第一离子富集单元102-1、第一离子富集单元102-2和第三离子富集单元102-3吸附的离子均富集在试剂盒内，进一步浓缩了水中的离子浓度，可降低对检测设备的灵敏度要求。监测人员回收水中离子富集装置并取出试剂盒，利用光谱仪等分析设备测量出试剂盒中各种离子的含量，并根据水中离子富集装置针对各种离子的吸附率，计算确定流过水中离子富集装置的水中的各种离子的总含量，根据各种离子的总含量和流量传感器测量的总水流量，确定各种离子在水中的浓度。

基于上述实施方式中提供的水中离子富集装置，本申请实施例还提供了一种水中离子浓度监测系统，可在线监测水中的各种离子浓度。参考图4，本申请实施例的水中离子浓度监测系统包括：水中离子富集装置401、流量传感器402、光谱仪403和处理单元404。

其中，水中离子富集装置401包括管道、电源和至少两个离子富集单元，其中，管道包括进水口和出水口，每个离子富集单元包括两个正对且平行的第一电极板和第二电极板，至少两个离子富集单元依次设置在管道内沿水流方向的不同位置处。每个离子富集单元中的第一电极板设置在管道内的下表面，每个离子富集单元中的第二电极板到管道内的上表面的距离与每个离子富集单元到进水口的距离正相关，其中，距离进水口最近的离子富集单元的第二电极板设置在管道内的上表面。每个离子富集单元中的第一电极板与电源的一极连接，第二电极板与电源的另一极连接，电源为第一电极板和第二电极板提供稳定的电压差，以在第一电极板和第二电极板之间生成稳定均匀的电场，使得流过管道的水中的离子被吸附到第一电极板上。

光谱仪403用于在最后一个离子富集单元的开关断开后，向最后一个离子富集单元流出的水流发射检测光，并测量检测光被水流内的离子吸收后的光谱，根据光谱确定最后一个离子富集单元流出的水流内的离子种类和每种离子的含量，其中最后一个离子富集单元是距出水口最近的离子富集单元。

其中，光谱仪403包括光发射器件、光接收器件以及处理器，光发射器件和光接收器件可设置在最后一个离子富集单元流出的水流两侧，光发射器件用于水流发射检测光，光接收器件用于接收水流内的离子吸收后的光，处理器用于分析光接收器件接收到的光的光谱，根据光谱确定富集区域内的离子种类和每种离子的含量。每种离子对应光谱中的不同频段，当某一频段的光强度减弱时，表示富集区内存在对应的离子，然后可根据该频段的光强度减弱的强度计算该离子的含量，光强度和离子含量符合郎珀-比尔定律：A= -lg I/I

水中离子富集装置401还包括开关控制单元，每个离子富集单元和电源之间分别设置有开关，开关控制单元用于根据预设的控制方式断开各个离子富集单元和电源之间的开关，以释放各个离子富集单元吸附的离子。其中，开关控制单元内预设的控制方式包括：若满足预设条件，则按照每个离子富集单元到进水口的距离从小到大的顺序，每隔预设时长后断开一个离子富集单元的开关。

其中，预设条件可以是达到监测周期，监测周期可以是设定的时长，如1小时、24小时、48小时等，具体数值可根据实际应用需求设定，此处不作限定。预设条件也可以是流过管道的水量达到预设水流量。预设时长是根据管道内的水流速度和第一电极板在水流方向上的长度确定的。

流量传感器402设置在水中离子富集装置401的进水口或出水口，流量传感器402用于测量流过水中离子富集装置401的总水流量。

处理单元404用于根据最后一个离子富集单元流出的水流内的每种离子的含量和总水流量，确定每种离子在水中的浓度。

具体地，处理单元404可根据最后一个离子富集单元流出的水流内的每种离子的含量和水中离子富集装置401对每种离子的吸附率，确定流过水中离子富集装置401的水中的各种离子的总含量，然后根据各种离子的总含量和总水流量，确定各种离子在水中的浓度。

例如，水中离子富集装置401对Ca

其中，处理单元404可以是通用处理器，例如中央处理器（CPU）、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific IntegratedCircuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

进一步地，参考图5，距出水口最近的离子富集单元102-3和出水口之间设置了挡板106，挡板106紧邻距出水口最近的离子富集单元102-3的第二电极板，以隔离距出水口最近的离子富集单元102-3的第二电极板上下的水流。相应地，光谱仪403用于在距出水口最近的离子富集单元102-3的开关断开后，向挡板106和下表面之间的富集区域发射检测光，并测量检测光被富集区域内的离子吸收后的光谱，根据光谱确定富集区域内的离子种类和每种离子的含量。具体地，光谱仪403内的光发射器件可设置在挡板106上，光接收器件设置在管道下表面，光发射器件用于向挡板106和下表面之间的富集区域发射检测光，光接收器件用于接收被富集区域内的离子吸收后的光，处理器用于分析光接收器件接收到的光的光谱，根据光谱确定富集区域内的离子种类和每种离子的含量。

实际应用中，挡板106可采用高透光的材质制成，如玻璃，使得检测光可透过挡板106进入富集区域，或者光发射器件可嵌入挡板106内部，使得检测光可直接照射富集区域。同样地，管道下表面上与光接收器件接触的部分可以是高透光质的窗口，或者光接收器件可以嵌入在管道下表面的管壁内，保证顺利接收到检测光且不阻挡水流。

通过挡板106将最后一个离子富集单元流出的高离子浓度的水流限制在一定的空间内，避免与上层水流混合，可提高检测准确度。

以图5为例，将水中离子浓度监测系统放入待监测水域，启动水中离子浓度监测系统，在各个离子富集单元上附加电压，各个离子富集单元的第一电极板开始吸附水中的离子。当满足预设条件时，开关控制单元先断开第一离子富集单元102-1的开关，第一电极板103-1释放吸附的离子，释放的离子随着水流进入第二离子富集单元102-2，并被第一电极板103-2吸附；间隔预设时长t后，开关控制单元断开第二离子富集单元102-2的开关，第一电极板103-2释放吸附的离子，释放的离子随着水流进入第三离子富集单元102-2，并被第一电极板103-3吸附；在间隔预设时长t后，然后开关控制单元断开第三离子富集单元102-3的开关，第一电极板103-3释放吸附的离子，此时逐级累积的离子均混合在一起，并在水流作用下流过挡板106和管道下表面之间的富集区域，这样可以增加流过富集区域的水中的离子浓度，降低对光接收器件的灵敏度要求。光谱仪403在接收到第三离子富集单元102-2的开关断开的信号后，向挡板106和下表面之间的富集区域发射检测光，并测量检测光被富集区域内的离子吸收后的光谱，根据光谱确定富集区域内的离子种类和每种离子的含量。处理单元404根据光谱仪403分析出的富集区域内的每种离子的含量和水中离子富集装置对每种离子的吸附率，确定流过水中离子富集装置的水中的各种离子的总含量，然后根据各种离子的总含量和流量传感器402测量的总水流量，确定各种离子在水中的浓度。

本申请实施例的水中离子浓度监测系统，通过逐级吸附的方式富集水中的离子，即便待监测水域中离子浓度较小或离子浓度随时间波动较大，也可以精准地检测出其中的离子浓度，提高了检测精度和准确度，并实现了在线监测，且投放后无需监测人员值守，降低了成本。另一方面，通过逐级吸附的方式富集水中的离子，可提高检测时的离子浓度，降低了对用于检测离子浓度的传感器的灵敏度要求，降低了监测成本。此外，本申请采用的多级叠加方式，可在缩短第一电极板的总长度的同时获得较高的离子吸附率，进而减小管道长度，缩减设备体积。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。