[實用新型]一種探頭式水體石油污染物在線監測系統

有效

• 申請號: 201220392035.0
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN202710476U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 馮巍巍;陳令新;趙廣立;付龍文;孫西艷;張文秀;趙君才
• 申請（專利權）人: 中國科學院煙臺海岸帶研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本實用新型涉及水體油類監測領域，具體為一種探頭式水體石油污染物在線監測系統與方法。

背景技術

進入21世紀以來，伴隨著國民經濟的高速發展，我國的江河、湖泊以及海洋環境水體水質也遭受到了嚴重的破環。其中石油及其產品在開采、煉制、貯運和使用過程中進入水體環境，從而形成了我國近海海域的石油類污染。油品入海途徑有：煉油廠含油廢水經河流或直接注入海洋；油船漏油、排放或發生事故，使油品直接入海；海底油田在開采過程中的溢漏及井噴，使石油進入海洋水體；海洋底層局部自然溢油。

因此，對各類水域中石油類污染物進行有效監測和管理，尤其是發展實時動態監測技術具有重大社會意義和經濟價值。

進行水體油類測量常用的方法有濁度法、超聲法、光散射法、重量法、非色散紅外吸收法、紅外分光光度法、色譜法、紫外吸收法、熒光光度法、紫外熒光法。其中濁度法、超聲法、光散射法只對水體中的分散油起作用，因為它們檢測不到溶解于水中的低濃度石油烴。重量法靈敏度不高，而且會造成低沸點烷烴的損失。非色散紅外吸收法由于礦物油成分（烷烴、環烷烴和芳香烴中含有分別在2930cm-1（=CH2中C-H伸縮振動），2960cm-1（-CH2中C-H伸縮振動），3030cm-1（芳香環中C-H伸縮振動）處有吸收帶的不同組分，若這些組分的相對值發生變化，用只在某一波數處進行測量的非色散紅外吸收法顯然難以測準。紅外分光光度法由于可同時或順序測量上述三個波數處的吸光度（即A2930，A2960，A3030），且在這三個波數處干擾小，可很容易地通過適當計算求得礦物油的總濃度，因而可以避免上述大多數缺點。色譜法可對多個組分加以測定，但費時、費事。與上述方法相比較，紫外熒光法可以方便的實時在線測量，被測水體不需作任何處理，操作簡便，快速，應用前景廣闊，成為研究的熱點。熒光物質的分子在吸光過程中可以有幾個不同的吸收峰帶，不同的熒光物質由于分子結構和能量分布的差異，各自顯示出不同的吸收光譜和熒光光譜特性，這就決定了熒光測量法具有很高的選擇性和靈敏度。

實用新型內容

針對現有技術中存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種基于紫外LED的熒光技術，不需要萃取等復雜的步驟，測量快速，功耗低，可以實現對水體中石油污染物的長期、實時、在線測量的探頭式水體石油污染物在線監測系統。

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是：一種探頭式水體石油污染物在線監測系統，包括

激發光源，用于發射紫外光，以一定角度照射到待測水體表面；

探測器，光的輸入端裝有濾光片，用于接收待測水體表面反射出的熒光；

控制電路板，連接探測器和激發光源的控制端，用于熒光信號采集、溫度采集、水體中石油污染物濃度計算，通過傳輸電纜連接到上位機。

所述激發光源、探測器、控制電路板固定于腔體中，腔體的下方為裝有待測水體的流通池。

所述待測水體上方固定有隔絕水蒸汽的石英窗片。

所述激發光源為紫外LED，中心波長為365nm。

所述濾光片采用中心波長為420-600nm的帶通濾光片。

所述探測器為光電二極管。

所述控制電路板是型號為MSP43f149的單片機，包括：

控制單元模塊，連接發射單元模塊和數據處理模塊，用于對發射單元模塊和數據處理模塊的控制；

發射單元模塊，輸入端連接控制單元模塊，輸出端連接激發光源，用于控制激發光源的工作；

數據處理模塊，接收來自探測器傳輸的反映熒光強度的電信號，按照熒光強度和水體中石油污染物濃度的對應關系得出水體中石油污染物的濃度，并通過傳輸電纜連接上位機。

所述控制電路板還連接溫度傳感器，采用熱敏電阻的溫度探頭，緊密貼靠在腔體上。

本實用新型具體有以下有益效果：

1．整個監測過程不需萃取等復雜的手段，幾乎不用維護，簡便實用，適用于長期無人值守監測；

2．整個設備用腔體密封，具有良好的電磁屏蔽性能，抗干擾性強，可靠性高，可以滿足電磁環境復雜的場合應用；

3．本實用新型裝置具有溫度檢測單元安裝在腔體上，可以實時獲取現場溫度數據，監視測量現場的溫度；

4.本實用新型裝置的發射單元和接收單元為一體化設計，并通過石英窗片密封，能有效地防止水蒸汽進入到探測器；

5.本實用新型采用高亮度紫外發光二極管作為光源，采用高強度腔體密封，結構緊湊、耐壓，抗干擾性好，既可以浸入式測量，加配流通池又可以實現流通式測量。