[發明專利]一種雙光譜水質分析儀

在審

• 申請號: 201410064056.3
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103776787A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 高秀敏
• 申請（專利權）人: 杭州納宏光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于環境檢測技術領域，應用于在線或者實驗室水質分析和檢測，特別是一種基于雙光譜雙光路的水質分析儀。

背景技術

水體中的COD、BOD、TOC、DOC、UV254、色度、硝酸鹽、亞硝酸鹽、濁度等指標是衡量水體污染程度的重要數據。

傳統的在線檢測儀表大多采用比色法、電化學法等，電化學法容易受到干擾，測量結果不精確。比色法需要對樣品做預處理和化學反應，檢測時間慢而且有二次污染。

基于吸收光譜法的水質分析技術，可以快速的分析水體中的多種污染物指標，而且不會造成二次污染。特別是基于紫外吸收光譜的有機物和無機鹽分析設備、還有基于可見光吸收光譜的色度和濁度分析設備，已經廣泛的應用于在線水質檢測領域，但是目前市場上的所有基于光譜分析技術的水質分析設備都是采用單光路單光譜和雙光路單光譜。如專利號為200710151043.x，專利名稱為《一種水下水質分析儀》的發明專利，公開了一種采用單光路的在線水下水質分析儀，具有實時、快速檢測污水成分的功能。

然而由于沒有參考光路的光譜或者不是同時檢測參考光路光譜，再加上光源的不穩定性使得獲得的吸收光譜誤差比較大。特別是在長期在線檢測過程中，無法保證測量的精度。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供一種雙光譜水質分析儀，具體技術方案如下：

一種雙光譜水質分析儀，包括光源、用于準直所述光源出射光束的準直透鏡、儲樣裝置、光譜檢測系統以及分別與所述光源和所述光譜檢測系統相連接的控制終端，所述的儲樣裝置的上部設有水樣池，所述水樣池的側壁上設有用第一窗口片和第二窗口片密封的兩個測量光路通孔，所述光源出射光束依次經過所述的第一窗口片、水樣池和第二窗口片；所述的儲樣裝置的下部設有沿所述光源光束出射方向貫穿所述儲樣裝置的參考光路通孔，其中所述的測量光路通孔和所述的水樣池構成測量光路，所述的參考光路通孔構成參考光路。

上述技術方案中，光源出射光束經準直透鏡后得到平行光束，平行光束同時進入儲樣裝置的測量光路和參考光路，平行光束進入測量光路時依次經過第一窗口片、水樣池(水樣池中放置待測水樣)和第二窗口片，隨后進入光譜檢測系統；平行光束經參考光路通孔(參考光路)后直接進入光譜檢測系統。同時設置測量光路和參考光路，使相同光束(平行光)同時進入測量光路和參考光路，避免因光源的不穩定等原因使得測量得到的吸收光譜與標準光源參照時引入誤差、降低測量精度。同時檢測未經過被測水樣吸收的平行光(與進入測量光路前的平行光相同)的光譜為測量后得到的吸收光譜提供參照，提高檢測精確度。

作為優選，所述的光譜檢測系統包括分別設置在所述測量光路和所述參考光路之后的光纖、狹縫、凹面光柵以及線陣光電傳感器，其中所述的線陣光電傳感器與所述的控制終端連接，所述的光源出射光束經儲樣裝置后依次經過所述的光纖、狹縫、凹面光柵以及線陣光電傳感器。

作為優選，所述的參考光路通孔的兩端設有分別與所述第一窗口片和所述第二窗口片相同的第三窗口片和第四窗口片，所述的參考光路通孔、第三窗口片、第四窗口片形成密閉空間，并在所述密閉空間內注滿純水。通過在參考光路中設置與測量光路相同的第三窗口片和第四窗口片，并在密閉空間內注滿純水，目的在于建立與測量光路中除水樣之外相同的光路，排除因光路中因設備不同而引入誤差，從而精確的測得水樣的吸收光譜。

作為優選，所述的儲樣裝置外部還包括一個半包圍的防水外殼，所述外殼內包含了所述的光源、準直透鏡、除所述水樣池之外的儲樣裝置、光譜檢測系統以及控制終端。在儲樣裝置外加上防水外殼，將除水樣池之外的其他部件包含到防水外殼內，目的在于可將該水質分析儀放入待測水域中進行實地水質測試，將水質分析儀放入水下后水樣將充滿水樣池，即可直接進行測試；或放入水下后再取出測試，取出后水樣同樣將充滿水樣池。

作為優選，所述的控制終端包括電源控制模塊、信號處理模塊以及通訊模塊。電源控制模塊用于控制電源的工作狀態；信號處理模塊用于接收光譜檢測系統所測得的光譜信號并作處理分析最終可得到吸收光譜數據；通訊模塊用于與外部交換數據，如水樣檢測數據、外部對水質分析儀的控制命令等。

本發明的一種雙光譜水質分析儀，通過設置測量光路和參考光路，并使相同的平行光束同時進入測量光路和作為對照的參考光路，使得經測量光路后測得的水樣吸收光譜具有一個參考光譜，將吸收光譜和參考光譜對比從而得到較為精確的水質分析數據，避免因光源不穩定或光路中其他部分對光束吸收所引入的誤差從而使檢測數據失真。

附圖說明