[發(fā)明專利]一種以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510738667.6
• 申請(qǐng)日: 2015-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN105181667A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文濤;武辰飛;李愛民;陸海;蘇統(tǒng)奎;田王昊;李啟端;金晶;李強(qiáng);周慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64;G01N21/33
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 蔣海軍

1.一種以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器，包括光路部分和信號(hào)控制處理部分，所述光路部分包括UV-LED、樣品池、紫外探測(cè)器、熒光探測(cè)器A和熒光探測(cè)器B；所述信號(hào)控制處理部分包括電源模塊、信號(hào)放大器A、信號(hào)放大器B、信號(hào)放大器C、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和微處理器；其特征在于：所述UV-LED為1個(gè)，其中：

打開電源開關(guān)為整個(gè)水質(zhì)傳感器供電后，微處理器以設(shè)定的周期控制UV-LED光源開關(guān)，UV-LED所發(fā)出的紫外光經(jīng)過樣品池內(nèi)水樣吸收后，所產(chǎn)生的熒光和未被吸收的紫外光分成三路進(jìn)行探測(cè)：一路經(jīng)熒光探測(cè)器A檢測(cè)、二路經(jīng)熒光探測(cè)器B檢測(cè)、三路經(jīng)紫外探測(cè)器產(chǎn)生電信號(hào)，再分別經(jīng)信號(hào)放大器A、信號(hào)放大器B、信號(hào)放大器C進(jìn)行放大處理，全部經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，輸送入微處理器處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器，其特征在于：所述信號(hào)控制處理部分還包括介于電源模塊和UV-LED之間的LED驅(qū)動(dòng)電路以及和微處理器通過導(dǎo)線和數(shù)據(jù)線連接的顯示屏、存儲(chǔ)器、控制鍵盤、無線通訊裝置；所述微處理器將數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器，或者經(jīng)數(shù)據(jù)線/無線通訊裝置傳輸通過上位機(jī)接口輸出到上位機(jī)中，所述顯示屏實(shí)時(shí)顯示數(shù)字信號(hào)，并通過所述控制鍵盤或上位機(jī)對(duì)整個(gè)傳感器進(jìn)行控制和參數(shù)輸入。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器，其特征在于：所屬的電源模塊由鋰電池作為內(nèi)置電源，經(jīng)DC-DC升壓轉(zhuǎn)換模塊為信號(hào)控制處理部分供電，并通過恒流源電路對(duì)光路部分中的UV-LED進(jìn)行供電。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器，其特征在于：所述熒光探測(cè)器A包括光電二極管和帶通濾光片A，所述熒光探測(cè)器B包括光電二極管和帶通濾光片B；所述帶通濾光片A波長(zhǎng)為330～360nm，用于蛋白類熒光的監(jiān)測(cè)；所述帶通濾光片B波長(zhǎng)為410～480nm，用于腐殖質(zhì)類熒光的監(jiān)測(cè)；檢測(cè)時(shí)，水樣中熒光團(tuán)受激所發(fā)出的熒光分別經(jīng)過帶通濾光片A和帶通濾光片B照射到光電二極管上產(chǎn)生電信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器，其特征在于：所述恒流源電路以連續(xù)或間斷方式工作，實(shí)現(xiàn)以設(shè)置的采集頻率對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器，其特征在于：所述的UV-LED燈光源為中心波長(zhǎng)為280±15nm范圍的深紫外LED燈。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器，其特征在于：所述紫外探測(cè)器采用紫外強(qiáng)化響應(yīng)的光電二極管，所述熒光探測(cè)器采用藍(lán)光強(qiáng)化響應(yīng)的光電二極管。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器，其特征在于：所述樣品池的水樣以虹吸、蠕動(dòng)泵以及水樣自身的流速或壓力實(shí)現(xiàn)樣品采集，進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)或選用比色皿取樣進(jìn)行便攜式人工取樣測(cè)定。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器，其特征在于：所述UV-LED發(fā)光角小于30度，所述光電二極管為硅光電二極管，所述樣品池或比色皿為石英透光材質(zhì)。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的以單個(gè)UV-LED為光源的紫外熒光三信號(hào)水質(zhì)傳感器的應(yīng)用，其特征在于：至少應(yīng)用于水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)、飲用水中消毒副產(chǎn)物生成勢(shì)的預(yù)測(cè)、臭氧高級(jí)氧化工藝中微污染物的降解程度預(yù)測(cè)。