[發(fā)明專利]一種基于鎖相放大技術(shù)的水質(zhì)分析儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610165312.7
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105628635B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付士民;陳麗潔;齊娜;黃輝;張鵬;桂永雷;夏露
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 牟永林

1.一種基于鎖相放大技術(shù)的水質(zhì)分析儀，包括LED陣列(2)、光束調(diào)節(jié)模塊(3)、測溫模塊(5)、光電轉(zhuǎn)換模塊(6)和數(shù)據(jù)處理模塊(8)，其特征在于：所述水質(zhì)分析儀還包括頻率調(diào)制電路陣列(1)、水樣室(4)、鎖相解調(diào)陣列(7)和顯示模塊(9)；

頻率調(diào)制電路陣列(1)包括多個并聯(lián)的頻率調(diào)制電路(10)，任意兩個頻率調(diào)制電路(10)的調(diào)制頻率不同，每個頻率調(diào)制電路(10)包括依次串聯(lián)的頻率調(diào)制激勵單元、放大偏置單元和波形發(fā)生單元；

LED陣列(2)包括多個并聯(lián)的LED(11)，任意兩個LED(11)的發(fā)光波長不同，所述發(fā)光波長的范圍為180nm至1200nm；

頻率調(diào)制電路(10)的數(shù)量等于LED(11)的數(shù)量，多個頻率調(diào)制電路(10)分別用于恒流驅(qū)動多個LED(11)；

水樣室(4)用于存放待分析的水樣；

多個LED(11)發(fā)出的多束光波被光束調(diào)節(jié)模塊(3)耦合為一束光波，并垂直射入水樣室(4)；

射入水樣室(4)的光波經(jīng)水樣的透射，射入光電轉(zhuǎn)換模塊(6)；

光電轉(zhuǎn)換模塊(6)用于將射入的光波轉(zhuǎn)換為電信號；

鎖相解調(diào)陣列(7)包括多個并聯(lián)的鎖相解調(diào)電路(12)，多個鎖相解調(diào)電路(12)的解調(diào)頻率分別與多個頻率調(diào)制電路(10)的調(diào)制頻率相同，每個鎖相解調(diào)電路(12)包括依次串聯(lián)的前置放大單元、帶通濾波單元、鎖相放大單元和低通濾波單元；

多個鎖相解調(diào)電路(12)用于將所述電信號分為多個電信號；

頻率調(diào)制激勵單元通過移相單元與低通濾波單元串聯(lián)；

數(shù)據(jù)處理模塊(8)包括物質(zhì)濃度處理單元(15)和補償單元(16)，物質(zhì)濃度處理單元(15)用于將所述的多個電信號從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，采集該數(shù)字信號，并通過預設(shè)的基于朗伯比爾吸收定律的算法，得出水樣中待測物質(zhì)的濃度，補償單元(16)用于實現(xiàn)光強和溫度的零點自動補償；

測溫模塊(5)用于檢測水樣的溫度，并將實時的水溫數(shù)據(jù)發(fā)送至補償單元(16)；

顯示模塊(9)為LCD，用于顯示水樣中待測物質(zhì)的濃度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鎖相放大技術(shù)的水質(zhì)分析儀，其特征在于：光束調(diào)節(jié)模塊(3)包括均由石英制成的光合束器(13)和光準直器(14)；

光合束器(13)用于將多個LED(11)發(fā)出的多束光波耦合為一束光波，光準直器(14)用于調(diào)整該光波的傳播方向，使其垂直射入水樣室(4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鎖相放大技術(shù)的水質(zhì)分析儀，其特征在于：光電轉(zhuǎn)換模塊(6)采用由硅制成的寬譜光電二極管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鎖相放大技術(shù)的水質(zhì)分析儀，其特征在于：波形發(fā)生單元采用型號為ICL8038的芯片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鎖相放大技術(shù)的水質(zhì)分析儀，其特征在于：鎖相放大單元采用型號為AD630的芯片。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鎖相放大技術(shù)的水質(zhì)分析儀，其特征在于：數(shù)據(jù)處理模塊(8)采用型號為STM32F4的處理器。