本发明属于水质监测，尤其涉及一种对智能水质监测站进行系统性校准的方法和校准系统。
背景技术：
1、水是生命之源，是人类生存和发展的基础。然而，随着工业化和城市化的快速发展，水污染问题日益严重，对人类的健康和生态环境造成了巨大的威胁。因此，水质监测成为了保障水资源的重要手段。通过对水质的实时监测和分析，可以及时发现和解决水污染问题，保障人民的用水安全，同时也有助于保护和改善生态环境。
2、水质监测技术的发展经历了多个阶段。最早的水质监测主要依靠人工采样和简单的理化分析，这种方法不仅效率低下，而且无法实时反映水质变化。随着科技的发展，自动监测技术逐渐取代了传统的人工监测。自动监测技术可以实时监测水质，提供更准确的数据，并且可以对水质进行长期持续的监测。近年来，随着物联网、大数据等技术的兴起，智能化水质监测成为了新的发展趋势。
3、现有的智能水质监测站可对水质进行连续实时监测，其原理是通过传感器的光电信号与不同水质的对应关系来获取水质的各种指标数据。实际上，传感器反馈到的光电信号与最终获取的水质指标数据之间是通过非常复杂的算法来推演实现的，中间任何环节出现偏差都会导致最终检测结果与实际情况出现偏差。因此，在进行水质监测之前，需要对整个智能水质监测站进行系统性校准。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供一种智能水质监测站系统性校准方法及校准系统，对整个监测站进行系统性校准，使得监测值更加接近于实际值。
2、为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种智能水质监测站系统性校准方法，包括：
3、对传感器感知器件的物理特性进行校准，以确定传感器自身的准确性；
4、利用标准物质溶液对传感器系统进行校准，以确定传感器与被测指标之间量值传递关系的准确性；
5、利用本底样本浓缩液对传感器系统进行校准，以降低监测方法的方法误差。
6、作为一种改进，所述对传感器感知器件的物理特性进行校准的方法包括电极传感器校准；
7、所述电极传感器校准的方法包括：
8、在温度25℃下，将待校准电极传感器分别放置在浓度为c1和c2的标准物质溶液中形成离子选择性电池，并测得电压e1和e2；
9、对于采用直接测量法的电极传感器，在温度25℃下，放置在浓度cs为标准物质溶液中测得离子选择性电池电动势es，并放置在待测溶液中测得离子选择性电池电动势ex；
10、利用浓度为cs标准溶液的电动势es以及待测溶液的电动势ex构建测量模型i；
11、利用浓度为c1的标准物质溶液中测得的电压e1以及浓度为c2的标准物质溶液中测得的电压e2计算当前斜率；
12、对当前斜率进行温度补偿获取修正斜率；
13、利用修正斜率替换测量模型i中的原始斜率；
14、对于采用双标测量准法的电极传感器，在温度25℃下，放置在浓度为cs1标准物质溶液和浓度为cs2的标准物质溶液中分别测得离子选择性电池电动势es1和电动势es2，放置在待测溶液中测得离子选择性电池电动势ex；待测溶液浓度在浓度cs1和浓度cs2之间；
15、利用浓度为cs1的标准物质溶液中测得的电动势es1、浓度为cs2的标准物质溶液中测得的电动势es2以及待测溶液的电动势ex构建测量模型ii；
16、利用浓度为c1的标准物质溶液中测得的电压e1以及浓度为c2的标准物质溶液中测得的电压e2对测量模型ii进行修正，并对待测溶液中测得的离子选择性电池电动势ex进行温度补偿。
17、作为一种进一步的改进，所述测量模型i为：
18、；
19、；
20、其中，cx待测溶液的浓度，cs为标准物质溶液浓度，s为斜率，∆e为电动势差，ex为待测溶液的电动势，es为浓度为cs的标准物质溶液的电动势；
21、所述当前斜率为：
22、；
23、其中，s’为当前斜率，c1、c2分别为两种标准物质溶液的浓度，e1为浓度为c1的标准物质溶液的电压，e2为浓度为c2的标准物质溶液的电压；
24、对当前斜率进行温度补偿的方法包括利用公式：
25、
26、对当前斜率进行温度补偿，其中，sd为修正斜率，s’为当前斜率，t为热力学温度；
27、所述测量模型ii为：
28、；
29、其中，cx待测溶液的浓度，cs1、cs2为两种标准物质溶液的浓度，ex为待测溶液的电动势，es1为浓度为 cs1的标准物质溶液中测得的电动势，es2为浓度为 cs2的标准物质溶液中测得的电动势；
30、修正后的测量模型ii为：
31、；
32、其中，cx待测溶液的浓度，c1、c2分别为两种标准物质溶液的浓度，e1为浓度为c1的标准物质溶液的电压，e2为浓度为c2的标准物质溶液的电压，ex为待测溶液的电动势，t为热力学温度。
33、作为另一种更进一步的改进，所述对传感器感知器件的物理特性进行校准的方法包括光学传感器校准；
34、所述光学传感器校准的方法包括：
35、对光学传感器的光源进行校准；
36、对光学传感器的光源检测器件进行校准。
37、作为一种改进，所述对光学传感器的光源进行校准的方法包括：
38、将待校准的光学传感器放入洁净空气中，测定光学传感器当前光源光强，在当前光源光强小于光源设计光强的情况下，将当前光源光强调整至光源设计光强；若当前光源光强无法调整至光源设计光强，则将光学传感器入射光强计算值调整至当前光源光强；
39、对光学传感器的光源检测器件进行校准的方法包括：
40、将待校准的光学传感器放入洁净空气中，利用光源检测器件对光源光强进行测定获得光源入射光强检测值，若光源入射光强检测值不等于光源设计光强且差值在10%以内，则利用公式：
41、
42、对入射光强的计算值进行调整，其中，为调整后的入射光强的计算值，ix为光源入射实际光强，i1为光源入射光强检测值，i0为光源设计光强。
43、作为一种改进，利用标准溶液对传感器进行校准的方法包括线性校准、多点校准、分段校准以及标准曲线校准中的一种或者多种。
44、作为一种改进，所述利用本底样本浓缩液对传感器进行校准的方法包括：
45、获取水样集合，所述水样集合包括原始水样一份，以及通过原始水样进行浓缩的本底样本浓缩液若干份，并将原始水样与若干份本底样本浓缩液按浓度由低到高顺序进行排列获得水样实际浓度集合；
46、利用待修正的传感器对水样集合按照排列顺序进行检测，获得检测值集合；
47、利用水样实际浓度集合和检测值集合建立校准模型；
48、利用校准模型对待修正的传感器进行校准。
49、作为一种改进，所述利用水样实际浓度集合和检测值集合建立校准模型的方法包括线性修正、多点修正、分段修正方法中的一种或者多种。
50、作为一种改进，利用多点修正建立校准模型的方法包括：
51、针对单指标传感器，其校准模型为：
52、
53、其中，x为传感器检测值，y为修正后的监测值，k为斜率，b为零点漂移，ctgim为水样实际浓度集合中序号为i的水样序号为m的指标的实际浓度，vtgim为检测值集合中序号为i的水样序号为m的指标的检测值，n为标液的数量；
54、针对多指标传感器，其校准模型为：
55、
56、其中，xm为序号为m的指标的传感器检测值，ym为序号为m的指标的修正后的监测值，km为序号为m的指标的斜率，bm为序号为m的指标的零点漂移，ctgim为水样实际浓度集合中序号为i的水样序号为m的指标的实际浓度，vtgim为检测值集合中序号为i的水样序号为m的指标的检测值，n为标液的数量。
57、本发明还提供一种智能水质监测站系统性校准系统，包括：
58、物理特性校准模块，用于对传感器感知器件的物理特性进行校准，以确定传感器自身的准确性；
59、系统校准模块，用于利用标准物质溶液对传感器系统进行校准，以确定传感器与被测指标之间量值传递关系的准确性；
60、方法校准模块，用于利用本底样本浓缩液对传感器系统进行校准，以降低监测方法的方法误差。
61、本发明的有益之处在于：
62、本发明中，首先从传感器感知器件的物理特性入手，确定传感器本身的物理特性不出现偏差。然后再验证传感器系统与被测指标之间量值传递关系的准确性，使得传感器检测获得的电信号与被测指标之间具有正确的线性关系。最后，检验采用的水质监测方法得出的结果与实际结果之间的吻合度，减小监测结果与实际结果之间的误差。本发明中三个校准步骤逐层递进，从点到线、从线到面，使得整个校准过程更具系统性并符合水质监测的规律和逻辑，从而确保了最终监测结果更加趋近于实际结果，符合水质监测的需求。
1.一种智能水质监测站系统性校准方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种智能水质监测站系统性校准方法，其特征在于：所述对传感器感知器件的物理特性进行校准的方法包括电极传感器校准；
3.根据权利要求2所述的一种智能水质监测站系统性校准方法，其特征在于：所述测量模型i为：
4.根据权利要求1所述的一种智能水质监测站系统性校准方法，其特征在于：所述对传感器感知器件的物理特性进行校准的方法包括光学传感器校准；
5.根据权利要求1所述的一种智能水质监测站系统性校准方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种智能水质监测站系统性校准方法，其特征在于：利用标准溶液对传感器进行校准的方法包括线性校准、多点校准、分段校准以及标准曲线校准中的一种或者多种。
7.根据权利要求1所述的一种智能水质监测站系统性校准方法，其特征在于：所述利用本底样本浓缩液对传感器进行校准的方法包括：
8.根据权利要求5所述的一种智能水质监测站系统性校准方法，其特征在于：所述利用水样实际浓度集合和检测值集合建立校准模型的方法包括线性修正、多点修正、分段修正方法中的一种或者多种。
9.根据权利要求6所述的一种智能水质监测站系统性校准方法，其特征在于：利用多点修正建立校准模型的方法包括：
10.一种智能水质监测站系统性校准系统，其特征在于包括：
