Aparato para la medir propiedades ópticas de muestras de agua en una determinada zona acuática que comprende una sonda sumergible (11),

que lleva unos sensores (21, 23, 25) de medición de propiedades ópticas, particularmente la absorbencia, la fluorescencia y la turbidez, y unos grupos de elementos emisores de luz (31, 33, 35) afectados a cada uno de dichos sensores (21, 23, 25), dispuestos de manera que entre emisores y sensores se establezca un camino óptico a través de las muestras de agua, así como un sensor de presión y un sensor de temperatura, y un equipo de equipo de monitorización (3), situado en la superficie y conectado por cable o radio a dicha sonda (11), que comprende medios para recibir de ella datos de las mediciones efectuadas por los sensores (21, 23, 25) en dicha zona acuática así como medios de visualización y almacenamiento de dichos datos

Aparato para medir propiedades ópticas de muestras de agua.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un aparato para medir propiedades ópticas de muestras de agua en zonas acuáticas a distintas profundidades y, particularmente, a un aparato para medir la absorbancia, la fluorescencia y la turbidez.

Antecedentes de la invención

En la técnica anterior son conocidos distintos tipos de aparatos para medir propiedades relevantes para analizar la calidad de las aguas.

El documento de patente WO 03/067021 describe un dispositivo multi-paramétrico, fácilmente reconfigurable, para determinar la calidad del agua, constituido por una sonda especialmente configurada para alojar e interconectar diferentes componentes que pueden ser sensores (pasivos: temperatura, activos: presión, conductividad, oxígeno disuelto, turbidez, o por detección química: selección por iones) y accesorios (dispositivos de limpieza...). El dispositivo incluye un sistema electrónico con un procesador y una memoria con instrucciones almacenadas para facilitar su operación autónoma del conjunto. El dispositivo está configurado para interconectarse con otros sistemas remotos mediante una red de datos.

El documento de patente ES 2199087 describe un sistema de vigilancia y control del agua que comprende un centro de control conectado a través de una red de comunicaciones con una pluralidad de estaciones remotas fijas y/o móviles que realizan medidas de calidad según diferentes parámetros (temperatura, salinidad, pH, presión atmosférica, potencial Redox, contaminación orgánica, turbidez, oxígeno disuelto en el agua y conductividad). Los sensores de medida están duplicados, comprendiendo además medios de lavado y regeneración, alternándose cíclicamente los grupos de sensores para la obtención de datos. Las estaciones móviles incorporan un módulo localizador de posición.

El documento de patente US 5,905,570 describe un sistema mejorado (REOS-3) de supervisión de la calidad del agua de consumo. Está diseñado para monitorizar de forma continua la proliferación dañina de algas para evitar que aparezcan problemas en el olor, gusto o apariencia. Proporciona valores sobre la concentración de la clorofila, turbidez equivalente, coeficientes de atenuación espectral de la luz y medidas de la reflectancia. El sistema, autónomo, incluye funciones de almacenamiento en bases de datos comunicaciones de datos remotas.

Ninguno de los aparatos conocidos aborda satisfactoriamente la problemática planteada por la medición de las propiedades ópticas de las muestras de agua. La presente invención está orientada a la solución de ese inconveniente.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato para la medición de propiedades ópticas relevantes de muestras de agua en una determinada zona acuática para analizar la calidad del agua y, en particular, para la medición de la absorbancia, la fluorescencia y la turbidez, con objeto de discriminar entre diferentes clases de fitoplancton.

Ese y otros objetos se consiguen mediante un aparato para la medición de propiedades ópticas de muestras de agua en una determinada zona acuática que comprende una sonda sumergible y un equipo de monitorización situado en la superficie, conectados por cable o radio, en el que:

- Dicha sonda comprende unos sensores de medición de dichas propiedades ópticas y unos grupos de elementos emisores de luz afectados a cada uno de dichos sensores, dispuestos de manera que entre emisores y sensores se establezca un camino óptico a través de las muestras de agua, y un controlador con medios para llevar a cabo una activación secuencial de cada uno de los elementos emisores de luz del grupo afectado a cada uno de dichos sensores.

- Dicha sonda también comprende un sensor de presión.

- Dicho equipo de monitorización comprende medios para recibir de dicha sonda datos de las mediciones efectuadas por los sensores en dicha zona acuática así como medios de visualización y almacenamiento de dichos datos.

En una realización preferente de la presente invención, una de las propiedades ópticas medidas es la absorbancia de la muestra de agua de la luz emitida por los varios emisores de luz a diferentes longitudes de onda. Se consigue con ello obtener unos datos particularmente relevantes para el análisis de la calidad del agua.

En otra realización preferente de la presente invención, una de las propiedades ópticas medidas es fluorescencia de la muestra de agua a una longitud de onda predeterminada para la luz emitida por varios emisores de luz a diferentes longitudes de onda Se consigue con ello obtener unos datos. particularmente relevantes para el análisis de la calidad del agua.

Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de una realización ilustrativa de su objeto en relación con las figuras que le acompañan.

Descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista esquemática del aparato objeto de la presente invención.

La Figuras 2 es una vista esquemática en perspectiva de un realización preferente de la sonda del aparato objeto de la presente invención.

La Figura 3 es una vista esquemática de la disposición de los elementos emisores de luz y los sensores en la sonda del aparato objeto de la presente invención.

La Figura 4 ilustra la manera en la que se mide la fluorescencia en la sonda del aparato objeto de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

En la realización preferente ilustrada en las Figuras el aparato para la medición de propiedades ópticas de muestras de agua en una determinada zona acuática según la presente invención consta de una sonda 11 y un equipo de monitorización 13 conectados por radio, aunque la invención también comprende la conexión por cable.

La sonda 11 comprende un conjunto de componentes albergados en un contenedor 41 que está estructurado en tres cuerpos: un cuerpo superior 43 que alberga el sistema electrónico, un cuerpo central 45 y un cuerpo inferior 47.

El cuerpo central 45 incluye un bloque 51 donde se sitúan los elementos emisores de luz 31, 33, 35 y dos bloques 53, 55 donde se sitúan los sensores de medición de la absorbancia 21, la fluorescencia 23 y la turbidez 25. El bloque 53 contiene los sensores 23, 25 situados a 90º en relación a los elementos; emisores y el bloque 55 los sensores 21, 25 situados a 0º en relación a los elementos emisores. También incluye un armazón formado por dos discos de soporte 61, 65 de los bloques 51, 55 y un disco intermedio 63, que soporte el bloque 53 y unas barras periféricas 67 que delimitan y protegen el espacio ocupado por la muestra de agua en la que se efectúan las mediciones. El cuerpo inferior 47 permite la libre circulación (entrada-salida) del agua a analizar.

En la Figura 3 se muestran esquemáticamente los distintos elementos emisores 31, 33, 35 situados en la cara frontal del bloque 51, los sensores 21, 25 de medición de la absorbancia y la turbidez en la cara frontal del bloque 55 quedando pues situados a 0º en relación con los elementos emisores 31, 35 afectados a ellos y los sensores 23, 25 de medición de la fluorescencia y la turbidez en el bloque 53, quedando pues situados a 90º en relación con los elementos emisores 33, 35 afectados a ellos.

La distancia D entre las caras enfrentadas de los bloques 51 y 55 es pues, la longitud del camino óptico entre los elementos emisores y receptores para la medición de la absorbancia que debe ser pues conocida y tenida en cuenta para los análisis de resultados posteriores. Se considera que en una realización preferente de la invención D está comprendida entre 5 y 20 cm. El bloque 53 se sitúa aproximadamente a la mitad de la distancia D entre los bloques 51 y 55.

La sonda 11 comprende los siguientes componentes:

- Un grupo de siete diodos LED's 31 como elementos emisores de luz en distintas bandas espectrales afectados a un sensor de absorbancia 21. En la realización que estamos describiendo se utilizan los siguientes diodos LED's: HUVL370-510 a 375 nm, FNL-U501B06WCSL a 428 nm, E1L31-AG0A-02 a 530 nm, HLMP-C515 a 568 nm, MV8716 a 620 nm, MARL-110069 a 660 nm y L-53HD a 700 nm, como elementos emisores de luz y el fotodiodo SFH203P como sensor de absorbancia 21.

- Un grupo...

1. Aparato para la medición de propiedades ópticas de muestras de agua en una determinada zona acuática que comprende una sonda sumergible (11) y un equipo de monitorización (3) situado en la superficie, conectados por cable o radio, caracterizado porque:

- a) dicha sonda (11) comprende unos sensores (21, 23, 25) de medición de dichas propiedades ópticas y unos grupos de elementos emisores de luz (31, 33, 35) afectados a cada uno de dichos sensores (21, 23, 25), dispuestos de manera que entre emisores y sensores se establezca un camino óptico a través de las muestras de agua, y un controlador con medios para llevar a cabo una activación secuencial de cada uno de los elementos emisores de luz (31, 33, 35) del grupo afectado a cada uno de dichos sensores (21, 23, 25);

- b) dicha sonda (11) también comprende un sensor de presión y un sensor de temperatura;

- c) dicho equipo de monitorización (13) comprende medios para recibir de dicha sonda (11) datos de las mediciones efectuadas por los sensores (21, 23, 25) en dicha zona acuática así como medios de visualización y almacenamiento de dichos datos.

2. Aparato para la medición de propiedades ópticas de muestras de agua en una determinada zona acuática según la reivindicación 1, caracterizado porque uno de dichos sensores es un sensor (21) para la medición de la absorbancia de la muestra de agua de la luz emitida por el grupo de elementos emisores (31) a diferentes longitudes de onda.

3. Aparato para la medición de propiedades ópticas de muestras de agua en una determinada zona acuática según la reivindicación 2, caracterizado porque el numero de elementos emisores (31) afectado al sensor (21) de medición de la absorbancia es de siete.

4. Aparato para la medición de propiedades ópticas de muestras de agua en una determinada zona acuática según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque uno de dichos sensores es un sensor (23) para la medición de la fluorescencia de la muestra de agua a una longitud de onda predeterminada en relación con la luz emitida por el grupo de elementos emisores (33) a diferentes longitudes de onda.

5. Aparato para la medición de propiedades ópticas de muestras de agua en una determinada zona acuática según la reivindicación 4, caracterizado porque el numero de elementos emisores (33) afectado al sensor (23) de medición de la fluorescencia es de cinco y porque dicho sensor (23) mide la fluorescencia a una longitud de onda de 660 nm.

6. Aparato para la medición de características ópticas de muestras de agua en una determinada zona acuática según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque dos de dichos sensores son sensores (25) para la medición de la turbidez de la muestra de agua en relación con la luz emitida por el emisor (35) de luz infrarroja.