[實用新型]一種基于復合光譜測量的在線水質監測裝置

有效

• 申請號: 201420528598.7
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN204142624U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 馮巍巍;蔡宗岐;馬正;李丹;陳令新
• 申請（專利權）人: 中國科學院煙臺海岸帶研究所;煙臺東潤儀表有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N35/00;G01N21/17;G01N21/64
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

技術領域

本實用新型專利涉及檢測設備，具體說是一種水質在線測量裝置。?

技術背景

伴隨著國民經濟的高速發展，經濟騰飛，生產力增加，我國的水體水質環境也遭受到了嚴重的破壞。在工業生產、水產養殖、環境監測、醫療衛生和科學研究領域中，需要實時掌握水體中的各項參數變化情況，以便進行檢測和控制。傳統的化學方法依賴于化學反應，很難徹底擺脫復雜結構、消耗試劑、易造成二次污染等固有不足，越來越難以滿足社會發展的需要。然而光譜法不需要任何化學試劑，對水質本身沒有影響，而且不需要對水樣進行處理，直接測量，檢測數據快，避免了繁瑣的步驟。目前光譜法測量水體水質的儀器多采用單光源或雙光源，測量參數比較單一。與西方發達國家相比，我國的水體水質環境探測、傳感器技術總體也是落后的，缺乏價格合理、可分析參數全面、實時、快速、精確的自主知識產權的傳感器分析儀器，這種局面嚴重制約了對水體水質環境的監測與控制。?

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型采用復合光源進行水質在線測量技術避免了上述方面的缺點，可以同時測量多個水質參數，實現全?面、實時、快速、精確了解水質各項參數變化情況，提高環境部門對水質各項參數的監測技術水平，為有效預防水體污染提供有力的技術支撐。?

本實用新型的目的是為了克服現有技術中存在的上述方面的缺點，實現全面、實時、快速、精確測量水質各項參數變化情況，提供一種基于吸光度技術、熒光技術和散射技術，無需依賴于化學反應，幾乎不用維護，且不易受到外界干擾，使用方面的水質在線監測裝置。利用水體中污染物對光的吸收特性、熒光特性和散射特性，推導出水體中各項參數的濃度。連續光源垂直射入待測樣品中，通過光譜采集模塊獲得樣品的吸光度；分立光源由6個不同波長的LED光源組成，分立光源發射入射光進入待測樣品中，在其光路垂直90°方向獲取熒光及散射信號。通過獲取的不同信號與水質中成分之間的關系換算出待測樣品中跟參數的具體濃度。?

具體方案如下：?

一種基于復合光譜測量的在線水質監測裝置，其特征在于：包括激發單元、光譜采集單元與控制單元；?

所述激發單元包括復合光源、傳導光纖；?

所述光譜采集單元包括光學流通池、探測光纖、光譜采集模塊；?

所述控制單元包括計算機；?

其中：?

計算機為上位機，用于光譜數據的采集處理顯示存儲及對整個系統的控制；?

復合光源為一個寬波長連續光源及6個不同波長的LED分立光源，在上位機計算機控制下發出所需的不同波長光，寬波長連續光通過傳導光纖傳輸到光學流通池，6個不同波長的LED分立光無需經過傳導光纖直接進入光學流通池；?

光學流通池中由LED光源直接發射的光及由傳導光纖傳導來的寬波長連續光用來激發水體中物質獲得吸收光、熒光及散射光，吸收光、熒光及散射光進入到探測光纖，完成對吸收光、熒光及散射光信號的快速采集，經過探測光纖傳輸至光譜采集模塊；?

光譜采集模塊用來將吸收光、熒光及散射光信號快速采集。?

所述光學流通池包括基體、入水口、準直透鏡、傳導光纖接頭、LED接頭、聚焦透鏡、探測光纖接頭、出水口、石英光窗；所述傳導光纖接頭設置在基體頂部，所述探測光纖接頭設置在基體底部，在基體側面上半部分和下半部分分別設置入水口和出水口，所述準直透鏡設置在傳導光纖接頭內部，在探測光纖接頭上部設置聚焦透鏡，在除去入水口和出水口面的基體側面下半部分設置LED接頭，分別在傳導光纖接頭、探測光纖接頭和LED接頭靠近基體的前端設置石英光窗。?

所述復合光源1的寬波長光源的波長范圍為185～1100nm，6個不同波長的LED光源的中心波長分別為260nm、285nm、315nm、375nm、341nm和405nm。?

所述光譜采集模塊采集的波長范圍滿足200～1100nm。?

本實用新型的優點是：?

1、采用光譜法不需要任何化學試劑，對水質本身沒有影響，而且不需要對水樣進行處理，直接測量，檢測數據快，避免了繁瑣的步驟。?

2、采用復合光源，可檢測吸光度、熒光及散射信號，同時測量多個水質參數，實現全面、實時、快速、精確了解水質各項參數變化情況。通過獲取的不同信號與水質中成分之間的關系換算出待測樣品中跟參數的具體濃度，從而保證了測量精度的進一步提高。?

3、可根據實際需要單獨選擇所需光源進行單獨精確檢測，滿足多種環境監測的需要。?