CN107561157B - 水质检测仪及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水质检测仪及其方法，包括发射换能器，用于根据激励电压产生的超声波信号输入至检测池；接收换能器，用于采集检测池内非均匀水媒质产生波形畸变的超声波信号，超声波信号包含各次谐波信号；滤波模块，用于滤除谐波信号中的基带噪声和高阶谐波，得到二、三次谐波信号；控制器，用于对二、三次谐波信号进行模数转换，并在预设时间内分别计算二、三次谐波信号对应的电压幅度值，及根据它们的电压幅度值分别与其对应的发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方的比值检测出水质状况；显示器，用于显示检测池的水质状况。本发明相对其它超声波水质检测方式，降低了因空化现象导致的水质检测精度和效率下降的问题，适于广大家庭使用。

Description

水质检测仪及其方法

技术领域

本发明涉及超声测量技术领域，特别是涉及一种水质检测仪及其方法。

背景技术

生活饮用水的水质极大地影响着人们的日常生活和健康，对于饮水安全，世界各国政府和科学家们予以极大的关注。然而，随着经济的发展，人口的增加，不少地区水资源短缺，有的饮用水水源污染严重，居民生活饮用水安全受到威胁。为了保证饮用水的安全，卫生部和国家标准化管理委员会对1985年发布的《生活饮用水卫生标准》(GB5749－85)进行了修订，联合发布新的强制性国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749－2006)。这样虽然保证了生产的饮用水安全，但由于饮用水的污染还可能产生于水的传输、储存和使用过程中，都可能使水质产生污染，特别是很多城市采用二次供水，使水污染机会大增加。为了保证用水安全，在使用终端方便的对水质进行检测非常有必要。

饮用水的污染物质很多，按物质种类分为：有无机物污染、有机物污染、细菌污染和放射性污染。为了保证饮水安全，需要对对所有这些物质的含量进行检测，目前检测的方法主要是通过物质与物质的化学反应来确定含量，为了鉴别不同的化学物质，需要采用不同的化学分析法，由于这种方法涉及的化学反应多，需要的试剂种类很多，操作方法复杂，一般适用于工业检测。为了对水质进行快速、简便的分析，人们根据饮用水溶入污染物质后物理性质的变化，来快速的检测饮用水的污染情况。最简单有效的方法是根据污染物溶解不充分，在水中形成悬浮后，将入射到水中的光产生散射，从而使水容易产生浑浊，根据水的浑浊度来检测水的污染情况，但是，当污染物质溶解性很好，或者物质颗粒很小，光的散射很小，浑浊度的变化很小，难以用浑浊度来确定水的污染情况，另外，浑浊度随着背景照明情况很大，使得该方法只能做初步的判断。

另一种方法是电导率检测方法，由于很多污染物质溶于水后，会使水中导电离子数量发生变化，从而引起水容易电导率的变化，因此，测量水中电导率就可以确定水的污染情况，溶液的电导率与其温度、电极上的极化现象、电极分布电容等因素有关，使得电导率的测试同操作过程和环境非常敏感，难以在家庭广泛使用。

还有一种利用物理性质变化检测水污染，例如，氧溶量检测方法，当污染物溶于水后，将不可避免的使水中气体含量增加，通过检测水中的氧溶解量确定水的污染情况。目前，虽然有很多氧溶量水质检测仪，但一般的化学测量方法由于操作困难，不适宜简便测量。现有的简便测量方法为溶氧电极，电流测定法根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中溶解氧的含量，电流测定法的测量速度较快，操作简便，干扰少，能够现场自动连续检测，但是由于它的透氧膜和电极比较容易老化，当水样中含藻类、硫化物、碳酸盐、油类等物质时，会使透氧膜堵塞或损坏，需要注意保护和及时更换，又由于它是依靠电极本身在氧的作用下发生氧化还原反应来测定氧浓度的特性，测定过程中需要消耗氧气，所以在测量过程中样品要不停地搅拌，一般速度至少要求为0.3m/s，且需要定期更换电解液，致使它的测量精度和响应时间都受到扩散因素的限制。上述问题使得该方法难以在家庭中推广使用。为了简便、快速的检测饮用水污染情况，需要采用新的方法来饮用水的污染情况。

由于物质溶入水中，会改变水的声学性质，如声速、吸收系数、散射系数等，因此，很早以前，人们就通过检测这些参数来确定物质在水中的含量。但是，只要物质溶入量不大，水的这些声学性质改变很小，使得这些方法只能用于污染非常严重的情况，而这种情况很容易为其他简易检测方法所代替。

然而，利用污染物质越多，水中气体含量越大的特点，还可以用空化效应进行检测。当强度较大的超声波在水中，超声波在水中的振荡将使水中的小气泡逐渐增大，最后发生破裂，而破裂的气泡将发射出超声波，这种现象称为空化现象。通过检测空化效应产生的超声换能器输出的超声声压的阈值，原则上就可以对水中含气量进行评估，从而判断水的污染情况。但由于空化阈值不但与环境温度、物质种类、距换能器距离等很多因素有关，而且与空化泡的初始大小有关，而水中的空化泡大小不是一定的，而是按某种分布函数呈几率分布，因此，空化阈值实际不是一个确定的量，因此，利用空化现象测量的空化阈值实际是空化信号的接收灵敏度，利用这种方法难以确定水的污染情况。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种水质检测仪及其方法，用于解决现有技术中水质检测仪操作不方便和检测精度不高，无法推广到家庭使用的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种水质检测仪，所述水质检测仪包括检测池、发射换能器、接收换能器，控制器、滤波电路和显示器；

所述发射换能器，用于根据激励电压产生的超声波信号输入至检测池；

所述接收换能器，用于采集所述检测池内非均匀水媒质产生波形畸变的超声波信号，其中，所述超声波信号包含各次谐波信号；

所述滤波模块，设置于所述接收换能器与所述控制器之间，用于滤除各次谐波信号中的基带噪声和高阶谐波，得到二、三次谐波电压信号；

所述控制器，用于对所述二、三次谐波电压信号进行模数转换，并在预设时间内分别计算二、三次谐波电压信号对应的电压幅度值，以及根据二、三次谐波的电压幅度值分别与其对应的发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方比值检测出水质状况；

所述显示器，连接于所述控制器的输出端，用于显示检测池的水质状况。

本发明的另一目的在于提供一种水质检测的方法，包括：

将待测水通入检测池内；

在激励电压下，发射超声波信号至检测池内；

接收换能器采集检测池内非均匀水媒质产生波形畸变的超声波信号，所述超声波信号包含各次谐波信号；

滤除各次谐波信号中基带噪声和高阶谐波，得到二、三次谐波电压信号；

对所述二、三次谐波电压信号进行模数转换，在预设时间内分别计算已模数转换的二、三次谐波信号对应的电压幅度值，根据二、三次谐波的电压幅度值分别与其对应的发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方比值检测出水质状况检测出水质状况；

显示所述检测池内水质状况。

如上所述，本发明的水质检测仪及其方法，具有以下有益效果：

通过采集检测池内不均匀水环境下产生波形畸变的超声波信号，该超声波信号包含各次谐波信号，提取超声波信号内各次谐波信号中二次谐波与三次谐波，分别计算二次谐波与三次谐波的电压幅度值，根据其电压幅度值与发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方比值结果，结合预设的阈值范围检测出水质的状况。提供了一种简单易操作的水质检测仪及方法，同时，相对于其它超声波水质检测方式，降低了因空化现象导致的水质检测精度和效率下降的问题，且成本低廉，适于广大家庭使用。

附图说明

图1显示为本发明的水质检测仪的结构框图；

图2-a、图2-b分别显示为本发明的水质检测仪中发射换能器超声波的波形图；

图2-c、图2-d分别显示为本发明的水质检测仪中发射换能器超声波的连续波畸变图、脉冲波畸变图；

图3显示为本发明的水质检测仪的完整结构框图；

图4显示为本发明的水质检测的方法流程图；

图5显示为本发明的水质检测的方法中步骤S5的详细流程图。

元件标号说明：

1 检测池

2 发射换能器

3 接收换能器

4 滤波模块

5 控制器

6 显示器

7 放大电路

41 变换单元

42 带通滤波器

51 模数转换单元

52 计算单元

53 检测单元

S1～S6 步骤1～步骤6

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

请参阅图1，为本发明提供一种水质检测仪的结构框图，所述水质检测仪包括检测池1、发射换能器2、接收换能器3，控制器5、滤波电路和显示器6；

所述发射换能器2，用于根据激励电压产生的超声波信号输入至检测池1；

其中，所述检测池1也是水质检测仪的一部分，其用于装待测的水，所述发射换能器2产生超声波信号输入至检测池1内，其工作频率为0.5～20MHZ；发射的超声波信号根据其是否为单一频率，可分为连续方式或脉冲方式，如图2所示，2-a中为连续方式，2-b为脉冲方式，2—c为连续波畸变图，2—d为脉冲波畸变图。脉冲波和连续波均能携带因不均匀性引起的非线性特性信息，只是它们各自的谐波的幅度值有差异，从而导致后续的阈值参数设置会有所不同。

所述接收换能器3，用于采集所述检测池内非均匀水媒质产生波形畸变的超声波信号，其中，所述超声波信号包含各次谐波信号；

其中，所述发射换能器2与接收换能器3可安装于检测池1内或安装于检测池1的外部，且发射换能器2与接收换能器3既可通过透射方式，也可以通过反射方式。例如，当为透视方式时，发射换能器2与接收换能器3处于同一直线，当为反射方式时，接收换能器3通过一定角度反射采集超声波信号。

另外，所述接收换能器3优选为在二次谐波或三次谐波出具有较高灵敏度的普通换能器构成。

所述滤波模块4，设置于所述接收换能器3与所述控制器5之间，用于滤除超声波信号内各次谐波信号中的基带噪声和高阶谐波，得到二、三次谐波电压信号；

所述控制器5，用于对所述二、三次谐波电压信号进行模数转换，并在预设时间内分别计算二、三次谐波信号对应的电压幅度值，以及根据二、三次谐波的电压幅度值分别与其对应的发射换能器的激励电压幅度值的平方、二次方的比值检测出水质状况；

其中，所述控制器5为中央处理器、微处理器、数字信号处理器或可编程逻辑器件中任意一种。

所述显示器6，连接于所述控制器5的输出端，用于显示检测池1的水质状况。

其中，显示器6可为液晶屏或LED显示屏，只要能够将检测的水质状况的结果显示给用户观看即可。

本实施例中，本发明通过在检测池1内装满待检测的水，其中，待检测的水优选为自来水，采集超声波的谐波信号，提取谐波信号中二次谐波与三次谐波，分别计算二次谐波与三次谐波的电压幅度值，根据其电压幅度值与发射换能器的激励电压幅度值的平方、二次方的比值结果，结合预设的阈值范围检测出水质的状况。提供了一种简单易操作的水质检测仪及方法，同时，相对于其它超声波水质检测方式，减少了因空化现象导致的水质检测精度和效率下降的问题，且成本低廉，适于广大家庭使用。

检测原理：

在反应物质形变规律的胡克定律中，存在弹性模量的高阶项，当超声波信号在这种均匀物质中传播一定距离后，将产生非线性效应，这种非线性效应称为经典非线性效应，在超声强度比较小时，这种非线性效应一般很弱。但是如果物质是非均匀的，特别是当非均匀物质的弹性模量与周围介质的弹性相差很大时，即使在很低的超声强度下，超声波在这种物质中传播将显示出比均匀物质强得多的非线性效应，这种物质非线性系数的大小可以用来表征物质微观结构。目前人们通过测量物质在使用过程的非线性系数，非破坏性的评估重要零件的寿命。

超声波空化是指存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。

而水的污染过程，就是污染物质溶于水的过程，在物质溶于水时，污染质界面吸附的水将一起溶于水中，在污染物和水之间将形成非常微小的空气穴，由于这种气穴很小，而水和污染物的形变模量一般与空气相比大得多，使得在压缩时形变很小，但在舒张阶段，由于气体变形容易，可以产生较大的形变，这时的波形将变得非对称，将显示较强的齐次谐波。在相同激励下，污染越强，非均匀物质越多，形成的污染越大，水中的空气穴越多，形成的奇次谐波越强(三次谐波)。然而，水中的污染物的种类非常多，性质也非常复杂，而二阶谐波的大小本身与不均匀物质的非线性有关，因此，为了表征水中物质的污染情况，需要将二次谐波与三次谐波结合考虑，根据二次谐波与三次谐波的电压幅度值分别与阈值范围内比较，确定水质的状况。

实施例2

如图3所示，为本发明的水质检测仪的完整结构框图；具体包括：

放大电路7，其设置于所述控制器5与发射换能器2之间，用于根据控制器5发送的控制信号产生激励电压，以驱使发射换能器2工作，产生相应的超声波信号。所述放大电路7优选使用的BURR-BROWN公司生产的型号为PGA202放大器，PGA202是一种程控仪表放大器，它内部集成了程控的增益改变逻辑电路。由于省去了增益控制部分，利用PGA202搭建仪表放大器可以使电路结构得到很大的简化，并且它的放大倍数稳定精确，为后续的数据处理提供了方便。

所述滤波模块4包括变换单元41和带通滤波器42，所述变换单元41，用于对各次谐波信号进行小波变换和快速傅氏变换以获取该谐波信号的基波频率，其中，小波变换的作用为滤除谐波信号中的工频干扰和低频干扰，即随机噪声；而谐波信号的基波在频域幅度值高易于区分，因此对经过小波变换的信号进行快速傅氏变换，以确定谐波信号的基波频率；所述带通滤波器42包含二次谐波带通滤波器42与三次谐波带通滤波器42，且二次谐波与三次谐波的频率根据发射换能器2的基波频率而定。当知道其基波频率时，可对应设置二次谐波带通滤波器42与三次谐波带通滤波器42的频率，减少次谐波信号的影响。

所述控制器5至少包括如下三个单元：

所述模数转换单元51，用于分别对二次谐波信号、三次谐波电压信号进行模数转换，生成对应的二次谐波数字信号、三次谐波数字信号；所述模数转换单元51即可为模数转换器。

所述计算单元52，用于在预设时间内分别计算二、三次谐波数字信号对应的二次谐波电压幅度值与三次谐波电压幅度值；

在水质检测仪测量之前，需要根据水质标准预设C1、C2的阈值，在预设时间内，当C1、C2超过某个阈值时则认为其污染严重，低于某个阈值高于某阈值认为其中度污染等。其中，预设时间为用户自设定的时间周期，一般优选为2秒。

所述检测单元53，用于根据二次谐波电压幅度值与其对应的发射换能器的激励电压幅度值平方的比值和三次谐波电压幅度值与其对应的发射换能器的激励电压幅度值三次方的比值，将测量的比值结果与预设阈值比较检测出检测池内水质的状况，

C1＝A_2X/V² (1)

C2＝A_3X/V³ (2)

式(1)和式(2)中，V为发射换能器的激励电压幅度值，A_2x为二次谐波电压幅度值，A_3x为三次谐波电压幅度值，C1、C2分别为二次、三次谐波电压幅度值与发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方比值。

例如，根据二次谐波与三次谐波的电压幅度值各自与对应的发射换能器的激励电压的比值，按预设的C1、C2的阈值范围，阈值呈阶梯式分布，可按水质优劣程度，如，“好”、“安全”、“小心”、“危险”等程度进行划分，当其都分别超过其对应的最高阈值时，则水质显示为“危险”，当其都低于最低阈值时则显示为“好”，根据C1、C2落入的阈值范围时检测出的水质状况。

在本实例中，当用户使用该系统检测水质状况，只需将水装入检测池1，启动检测系统即可得到对应的水质检测结果，中途无需任何操作，简易方便；同时，通过检测谐波信号作为水质优劣程度的检测标准，相比其它利用超声波检测水质的检测仪，降低了因空话现象检测精度和效率下降的问题；当用户要进行多次检测不同水质时，最好采用蒸馏水清洗检测池1，以免影响检测精度。

实施例3

如图4所示，为本发明的水质检测的方法流程图，包括：

步骤S1，将待测水通入检测池内；

具体地，待测水优选为自来水；

步骤S2，在激励电压下，发射超声波信号至检测池内；

具体地，发送控制信号至放大电路产生激励电压，以驱使发射换能器工作产生超声波信号；

步骤S3，接收换能器采集检测池内非均匀水媒质产生波形畸变的超声波信号，所述超声波信号包含各次谐波信号；

具体地，接收换能器采集的超声波信号通过波形畸变包含各个谐波信号，如基次、二次、三次等谐波信号；

步骤S4，滤除超声波信号内各次谐波信号中基带噪声和高阶谐波，得到二、三次谐波电压信号；

其中，对谐波信号进行小波变换和快速傅氏变换，以获取该谐波信号的基波频率，根据基波频率分别采用二次谐波带通滤波器与三次谐波带通滤波器，得到对应的二、三次谐波电压信号。

步骤S5，对所述二、三次谐波电压信号进行模数转换，在预设时间内分别计算已模数转换的二、三次谐波信号对应的电压幅度值，根据二、三次谐波的电压幅度值分别与其对应的发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方比值检测出水质状况；

步骤S6，显示所述检测池内水质状况。

如图5所示，水质检测方法中步骤S5的详细流程图，包括：

步骤S501，分别对二次谐波信号、三次谐波电压信号进行模数转换，生成对应的二次谐波数字信号、三次谐波数字信号；

步骤S502，在预设时间内分别计算二、三次谐波数字信号对应的二次谐波电压幅度值与三次谐波电压幅度值；

步骤S503，根据二次谐波电压幅度值与其对应的发射换能器的激励电压幅度值平方的比值和三次谐波电压幅度值与其对应的发射换能器的激励电压幅度值三次方的比值，将测量比值结果与预设阈值比较检测出检测池内水质的状况。

其中，按以下公式计算二、三次谐波的电压幅度值分别与其对应的发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方比值：

C1＝A_2X/V² (1)

C2＝A_3X/V³ (2)

式(1)与式(2)中，V为发射换能器的激励电压幅度值，A_2x为二次谐波电压幅值，A_3x为三次谐波电压幅值，C1、C2分别为二次、三次谐波电压幅度值与发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方比值。

综上所述，本发明通过采集超声波的谐波信号，提取谐波信号中二次谐波与三次谐波，分别计算二次谐波与三次谐波的电压幅度值与发射换能器的激励电压的平方、三次方的比值，根据比值结果检测出水质的状况。提供了一种简单易操作的水质检测仪及方法，同时，相对于其它超声波水质检测方式，避免了因空化现象导致的水质检测精度和效率下降的问题，且成本低廉，适于广大家庭使用。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种水质检测仪，其特征在于，所述水质检测仪包括检测池、发射换能器、接收换能器，控制器、滤波模块和显示器；

所述发射换能器，用于根据激励电压产生的超声波信号输入至检测池；

所述接收换能器，用于采集所述检测池内非均匀水媒质产生波形畸变的超声波信号，其中，所述超声波信号包含各次谐波信号；

所述滤波模块，设置于所述接收换能器与所述控制器之间，用于滤除各次谐波信号中的基带噪声和高阶谐波，得到二、三次谐波电压信号；其中，所述滤波模块包括变换单元和带通滤波器，所述变换单元，用于对各次谐波信号进行小波变换和快速傅氏变换以获取该谐波信号的基波频率，所述带通滤波器包含二次谐波带通滤波器与三次谐波带通滤波器，且二次谐波与三次谐波的频率根据发射换能器的基波频率而定；

所述控制器，用于对所述二、三次谐波电压信号进行模数转换，并在预设时间内分别计算二、三次谐波电压信号对应的电压幅度值，以及根据二、三次谐波的电压幅度值分别与发射换能器的激励电压幅度值平方、三次方的比值检测出水质状况；

放大电路，其设置于所述控制器与发射换能器之间，用于根据控制器发送的控制信号产生激励电压，以驱使发射换能器工作；

所述显示器，连接于所述控制器的输出端，用于显示检测池的水质状况。

2.根据权利要求1所述的水质检测仪，其特征在于，所述控制器还包括模数转换单元、计算单元和检测单元；

所述模数转换单元，用于分别对二次谐波电压信号、三次谐波电压信号进行模数转换，生成对应的二次谐波数字信号、三次谐波数字信号；

所述计算单元，用于在预设时间内分别计算二、三次谐波数字信号对应的二次谐波电压幅度值与三次谐波电压幅度值；

所述检测单元，用于根据二次谐波电压幅度值与发射换能器的激励电压幅度值的平方比值和三次谐波电压幅度值与发射换能器的激励电压幅度值的三次方比值，将测量的各自比值与预设阈值比较检测出检测池内水质的状况。

3.根据权利要求2所述的水质检测仪，其特征在于，所述检测单元按如下公式计算二、三次谐波的电压幅度值分别与其对应的发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方的比值：

C1＝A_2X/V² (1)

C2 ＝A_3X/V³ (2)

式(1)与式(2)中，V为发射换能器的激励电压幅度值，A_2x为二次谐波电压幅度值，A_3x为三次谐波电压幅度值，C1、C2分别为二次、三次谐波电压幅度值与发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方比值。

4.一种水质检测的方法，其特征在于，包括：

将待测水通入检测池内；

在激励电压下，发射超声波信号至检测池内；

接收换能器采集检测池内非均匀水媒质产生波形畸变的超声波信号，所述超声波信号包含各次谐波信号；

滤除超声波信号内各次谐波信号中基带噪声和高阶谐波，得到二、三次谐波电压信号；

对所述二、三次谐波电压信号进行模数转换，在预设时间内分别计算已模数转换的二、三次谐波信号对应的电压幅度值，根据二、三次谐波的电压幅度值分别与其对应的发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方的比值检测出水质状况；

显示所述检测池内水质状况。

5.根据权利要求4所述的水质检测的方法，其特征在于，所述滤除超声波信号内各次谐波信号中基带噪声和高阶谐波，得到二、三次谐波电压信号的步骤，包括：

对超声波信号内各次谐波信号进行小波变换和快速傅氏变换，以获取该谐波信号的基波频率，分别采用二次谐波带通滤波器与三次谐波带通滤波器，得到对应的二、三次谐波电压信号。

6.根据权利要求4所述的水质检测的方法，其特征在于，所述对所述二、三次谐波电压信号进行模数转换，在预设时间内分别计算已模数转换的二、三次谐波信号对应的电压幅度值，根据二、三次谐波的电压幅度值分别与其对应的激励电压幅度值的平方、三次方比值的检测出水质状况的步骤，包括：

分别对二次谐波信号、三次谐波电压信号进行模数转换，生成对应的二次谐波数字信号、三次谐波数字信号；

在预设时间内分别计算二、三次谐波数字信号对应的二次谐波电压幅度值与三次谐波电压幅度值；

根据二次谐波电压幅度值与其对应的激励电压幅度值平方的比值和三次谐波电压幅度值与其对应的激励电压幅度值三次方的比值，将测量的比值结果与预设阈值比较检测出检测池内水质的状况。

7.根据权利要求4所述的水质检测的方法，其特征在于，所述根据二次谐波电压幅度值与其对应的发射换能器的激励电压幅度值平方的比值和三次谐波电压幅度值与其对应的发射换能器的激励电压幅度值三次方的比值的步骤，包括：

按以下公式计算二、三次谐波的电压幅度值分别与其对应的发射换能器的激励电压幅度值的平方、三次方比值：

C1＝A_2X/V² (1)

C2 ＝A_3X/V³ (2)

式(1)与式(2)中，V为发射换能器的激励电压幅度值，A_2x为二次谐波电压幅值，A_3x为三次谐波电压幅值，C1、C2分别为二次、三次谐波电压幅度值与发射换能器的激励电压幅度值平方、三次方的比值。

8.根据权利要求4所述的水质检测的方法，其特征在于，所述在激励电压下，发射超声波信号至检测池内的步骤，包括：发送控制信号至放大电路产生激励电压，以驱使发射换能器工作。