[發明專利]在線寬光譜水質分析儀

有效

• 申請號: 201010549246.6
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN102042965A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 宋春立;黃欣;黃艷;宋利云
• 申請（專利權）人: 上海衡偉信息技術有限公司
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33;G01N21/35;G01N21/15
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 徐雯瓊

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技術領域

本發明涉及一種光電檢測技術領域的分析儀，具體涉及一種紫外可見近紅外的在線寬光譜水質分析儀。

背景技術

光譜分析儀的應用及其廣泛，比如研究物質的輻射；研究光與物質的相互作用；研究物質的結構、物質含量的定量和定性分析；探測遙遠星體和太陽的大小、質量、溫度、運動速度和方向等。在采礦、冶金、石油、化工等行業，光譜分析儀用于物質定性和定量分析，是控制產品質量的主要手段之一；在生物化學和醫學中，光譜分析儀用于微量元素含量分析。光譜分析儀在水質監測中的應用是個嶄新的領域。

目前，現有的光譜分析儀多用于實驗室或者工業生產中，不適合水質在線監測，更不能把光譜分析儀放在水中，而且這些光譜分析儀有諸如體積龐大、使用環境要求苛刻、光譜范圍窄和維護成本高等缺點。多數水下測量裝置都是采用空氣壓縮清洗，不僅浪費能源，而且噪音較大，不符合環保理念。有的設備就沒有自動清洗功能，導致需要大量的人力去維護，不能做到實時的清洗，從而導致儀器的使用壽命較短，可靠性較低等諸多問題。

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發明內容

本發明提供一種在線寬光譜水質分析儀，可以完全浸入水中進行水質監測，光譜范圍覆蓋從200nm到2500nm，具備超聲波自動清洗功能，可以應用于河流湖泊污水等監測。

為實現上述目的，本發明提供一種在線寬光譜水質分析儀，其特征是，該分析儀包含紫外可見光檢測裝置、近紅外光檢測裝置，以及分別與該紫外可見光裝置和近紅外光檢測裝置電路連接的控制器；

該分析儀還包含頭部外殼、與該頭部外殼連接的連接板，以及與該連接板連接的尾部外殼；上述的頭部外殼、連接板和尾部外殼都設為密封結構。

上述的紫外可見光檢測裝置包含紫外可見光源、通過光纖與該紫外可見光源連接的第一光學窗口、與該第一光學窗口相對設置的第二光學窗口、與該第二光學窗口通過光纖連接的紫外可見光譜探測器；

上述的紫外可見光譜探測器采用紫外可見光纖光譜儀，響應波長為200nm至900nm。

上述的近紅外光檢測裝置包含近紅外光源、通過光纖與該近紅外光源連接的第三光學窗口、與該第三光學窗口相對設置的第四光學窗口、與該第四光學窗口通過光纖連接的近紅外光譜探測器；

上述的近紅外光譜探測器采用近紅外光纖光譜儀，響應波長為900nm至2500nm。

該分析儀還包含與上述控制器電路連接的超聲波換能器；該控制器還分別與上述的紫外可見光譜探測器、近紅外光譜探測器、紫外可見光源和近紅外光源電路連接。

該分析儀還包含與第一光學窗口固定連接的第一步進電機，以及與第三光學窗口固定連接的第二步進電機；該第一步進電機與第二步進電機還分別電路連接控制器。

上述的紫外可見光源、近紅外光源、第一步進電機和第二步進電機設置在頭部外殼的內腔中；

上述的第一光學窗口和第三光學窗口設置在頭部外殼與連接板相連的側壁上；

上述的超聲波換能器設置在連接板上；

上述的第二光學窗口和第四光學窗口設置在尾部外殼與連接板相連的側壁上；

上述的紫外可見光譜探測器、近紅外光譜探測器和控制器設置在尾部外殼的內腔中。

上述的第一光學窗口、第二光學窗口、第三光學窗口和第四光學窗口，其各自與光纖的連接處還分別設有光纖準直鏡。

上述的分別與紫外可見光源和紫外可見光譜探測器連接的光纖采用紫外可見光纖；

上述的分別與近紅外光源和近紅外光譜探測器連接的光纖采用近紅外光纖。

上述的控制器上還設有接口電路；控制器通過該接口電路與外接的后續設備通訊連接。

上述的第一光學窗口和第二光學窗口之間相對設置并構成吸收池，該第一光學窗口和第二光學窗口外表面間的距離為吸收光程；

上述的第三光學窗口和第四光學窗口之間相對設置并構成吸收池，該第三光學窗口和第四光學窗口外表面間的距離為吸收光程。

將在線寬光譜水質分析儀放入指定進行水質檢測的水域中，通過控制器啟動紫外可見光源、近紅外光源、紫外可見光譜探測器和近紅外光譜探測器，接通檢測光路。近紅外光譜探測器和紫外可見光譜探測器接收光信號輸出至控制器，控制器將光譜信號組合成一個200nm至2500nm整體的光譜，通過接口電路輸出至后續設備顯示或分析光譜數據。

根據檢測的介質不同，可調整吸收光程時。通過控制器控制第一步進電機和第二步進電機，精確調整第一光學窗口和第三光學窗口的位置，精準調整吸收光程。