[實(shí)用新型]一種基于光纖傳感器評(píng)價(jià)光催化劑性能的系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201620647537.1
• 申請(qǐng)日: 2016-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206546324U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉海;曹艷亭;梁培;舒海波;黃杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/31
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/31
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及光催化劑性能智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)，特別涉及一種基于光纖傳感評(píng)價(jià)光催化劑性能的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

光催化由于在環(huán)境凈化，自清潔材料，先進(jìn)新能源，癌癥醫(yī)療，高效率抗菌等多個(gè)方面具有重大應(yīng)用背景，因此光催化已經(jīng)成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外最活躍的研究領(lǐng)域之一。光催化劑作為光催化最重要的部分，對(duì)其更是投入了大量研究，光催化劑的性能直接決定了光催化的效率，如何選擇光催化劑就成了一個(gè)值得研究的方向，于是光催化劑性能的評(píng)價(jià)系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)的對(duì)催化劑性能評(píng)價(jià)的方法往往設(shè)備和流程過(guò)于復(fù)雜加大了實(shí)驗(yàn)難度和投入的時(shí)間，且在用到氣相色譜儀等設(shè)備的時(shí)候成本較高。

發(fā)明內(nèi)容：

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于光纖傳感器評(píng)價(jià)光催化劑性能的系統(tǒng)，用光催化劑在特定光源和特定時(shí)間內(nèi)發(fā)生光催化反應(yīng)降解甲基橙溶液的濃度將光催化劑性能量化，在一次性通過(guò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對(duì)不同的光催化劑進(jìn)行性能測(cè)試得出性能的優(yōu)劣，為以后的光催化劑的制備和負(fù)載技術(shù)提供可靠地測(cè)試平臺(tái)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便的特點(diǎn)，大大節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用成本。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

一種基于光纖傳感器評(píng)價(jià)光催化劑性能的系統(tǒng)包括光源功率恒定模塊(1)、光纖傳感光路監(jiān)測(cè)模塊(2)、溫度檢測(cè)模塊(3)、單片機(jī)(4)、計(jì)算機(jī)(5)和光催化反應(yīng)模塊(6)；光催化化反應(yīng)模塊(6)由光源功率恒定模塊(1)提供光源，由光纖傳感光路監(jiān)測(cè)模塊(2)測(cè)出光強(qiáng)差數(shù)據(jù)，溫度檢測(cè)模塊(3)測(cè)定發(fā)生的溫度數(shù)據(jù)變化；上述光源功率恒定模塊(1) 與單片機(jī)(4)連接并受單片機(jī)(4)控制；上述光纖傳感光路監(jiān)測(cè)模塊(2)，溫度檢測(cè)模塊 (3)與單片機(jī)(4)連接將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)(4)；單片機(jī)(4)收到的數(shù)據(jù)處理后發(fā)送給計(jì)算機(jī)(5)，顯示出線性的圖形。

所述的光源功率恒定模塊(1)包含電流互感器(101)、電壓互感器(102)、LED燈(103)，為光催化反應(yīng)模塊(6)提供穩(wěn)定的光源；

所述的光纖傳感光路監(jiān)測(cè)模塊(2)由激光光源(201)、光纖(206)、光開(kāi)關(guān)(202)、敏感棱鏡(203)、第一光電探測(cè)器(204)和第二光電探測(cè)器(205)組成，利用不同濃度的甲基橙溶液對(duì)光吸收的強(qiáng)度不同的原理測(cè)出光催化使得甲基橙溶液濃度的變化；

光催化化反應(yīng)模塊(6)是可裝卸不同光催化劑和裝有特定甲基橙濃度溶液的反應(yīng)池。

溫度檢測(cè)模塊(3)包括溫度傳感器(301)和測(cè)溫電路，可測(cè)光催化反應(yīng)進(jìn)行的環(huán)境溫度，傳送給單片機(jī)后可修正不同溫度對(duì)光催化反應(yīng)的影響。

所述單片機(jī)(4)將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)主機(jī)(5)。

本實(shí)用新型適用各種光催化劑的性能評(píng)價(jià)，如TiO₂，Bi₂S₃，F(xiàn)eVO₄等。

有益效果：

1.將光催化劑對(duì)光催化的效果測(cè)量轉(zhuǎn)換為折射率對(duì)光強(qiáng)的影響的測(cè)量，利用折射率與甲基橙溶液的濃度關(guān)系進(jìn)行信號(hào)解調(diào)，實(shí)現(xiàn)在一次性通過(guò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對(duì)不同的光催化劑進(jìn)行性能實(shí)時(shí)測(cè)量，具有操作簡(jiǎn)單快捷，數(shù)據(jù)精確，評(píng)價(jià)可靠的特點(diǎn)

2.輸入程序的單片機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)定和控制催化光源功率恒定，排除催化實(shí)驗(yàn)不相干因素，數(shù)據(jù)更加可靠。

3.通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)環(huán)境溫度，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，排除了溫度這一對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造成影響的因素。

4.通過(guò)將所測(cè)數(shù)據(jù)處理后在計(jì)算機(jī)上用線性圖表示，將光催化劑的性能直觀地表達(dá)出來(lái)。

附圖說(shuō)明：

以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)示意圖。

圖中1-光源功率恒定模塊，101-電流互感器，102-電壓互感器，103-LED催化光源， 2-光纖傳感光路監(jiān)測(cè)模塊，206-光纖，201-激光光源，202-光開(kāi)關(guān)、204-第一光電探測(cè)器，205-第二光電探測(cè)器，203-敏感棱鏡，3-溫度檢測(cè)模塊，301-溫度傳感器，4-單片機(jī)，5-計(jì)算機(jī)，6-催化反應(yīng)模塊

具體實(shí)施方式：

如圖所示，一種基于光纖傳感器評(píng)價(jià)光催化劑性能的系統(tǒng)，他是由電流互感器101、電壓互感器102、LED催化光源103、光纖206、激光光源201、光開(kāi)關(guān)202、第一光電探測(cè)器 204、第二光電探測(cè)器205、敏感棱鏡203、溫度傳感器301、單片機(jī)(4)、計(jì)算機(jī)(5)構(gòu)成的。