[實用新型]一種采用多波長耦合LED光源的水質檢測系統

有效

• 申請號: 201721696931.5
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN207516237U
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 湯斌;鄧思興;趙明富;唐平;周思寒
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33;G01N21/01
• 代理公司: 重慶創新專利商標代理有限公司 50125
• 代理人: 宮兆斌

本實用新型公開了一種采用多波長耦合LED光源的水質檢測系統，光源系統包括至少包含兩種不同波長的紫外LED光源、光源電源驅動模塊、準直透鏡、波長合束器、聚焦鏡，抗紫外光纖以及浸入探頭，光源電源驅動模塊分別與電源模塊和紫外LED光源電性連接；LED光源發出的光束分別準直透鏡的凸面進入準直透鏡進行準直，光束再從準直透鏡平面平行射出進入到波長合束器中進行合束，合束后的光束進入到聚焦鏡中匯聚耦合到抗紫外光纖中，抗紫外光纖中耦合光源的波長范圍為200nm～760nm；抗紫外光纖的輸出端與浸入探頭連接。本實用新型使得光譜法水質監測系統中光源的輸出功率高、光束質量好、靈敏度好，能夠對水質的COD、濁度和氨氮含量進行檢測，且檢測的精度高。

技術領域

本實用新型涉及水質檢測領域，尤其是涉及一種采用多波長耦合LED光源的水質檢測系統。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展，環境污染已日益威脅著人們的生活健康，而其中水污染已成為世界各國面臨的最嚴峻的問題之一；針對愈發嚴重的水污染問題，水環境監測和評價是控制水污染、防止水環境退化的基本手段，同時對水環境進行連續有效的水質在線監測可以使環保部門及時掌握準確的水質信息；可以為環保部門的監督管理和環境決策提供準確依據，可以在污染源頭控制水污染問題，有效的預防水環境污染的發生。

隨著科學的發展，有人提出了采用光譜技術對水中污染物檢測，比如紫外光譜法，現在的紫外光譜法中一般都選用的單一頻率的紫外光作為光源對水中的污染物進行檢測，由于單個光源的輸出功率低，光束質量差，再加上水中所包含的污染物種類差異較大，不同污染物有其特定的吸收光譜，不同種類廢水在紫外光譜段的最大吸收波長不盡相同；而該方法只能對水中的部分污染物進行檢測和部分指標參數進行檢測，并且水中的懸浮物會對檢測結果造成嚴重干擾，因此該方法對污染物的檢測精度低，相關性差。因此現有有人開始研究多波長的紫外LED光源作為光譜水質監測系統的光源，但是現在采用多波長紫外LED光源還存在一些問題：比如紫外LED光源與光纖耦合發散角較大，光束與光纖的匹配程度低，導致多波長的LED光束耦合后得到的光源輸出功率低，光束質量差以及對污染物靈敏度低等問題。

實用新型內容

針對現有技術中的上述問題，本實用新型提出了一種采用多波長耦合LED光源的水質檢測系統，解決了現在光譜法水質監測系統中光源的輸出功率低、光束質量差、靈敏度低，導致水質監測的誤差較大等技術問題。

本新型新型的技術方案為：一種采用多波長耦合LED光源的水質檢測系統，包括光源系統、浸入探頭、電源模塊、檢測流道、探測器陣列、光電檢測器、A/D模數轉化器、參數計算模塊、無線傳輸模塊、儲存模塊以及移動終端；

所述光源系統包括至少包含兩種不同波長的紫外LED光源、紫外LED光源電源驅動模塊、準直透鏡、波長合束器、聚焦鏡，抗紫外光纖，所述光紫外LED光源電源驅動模塊分別與電源模塊和紫外LED光源電性連接；所述準直透鏡大致呈平凸透鏡結構，不同波長的紫外LED光源發出的光束分別準直透鏡的凸面進入準直透鏡進行準直，光束再從準直透鏡平面平行射出進入到波長合束器中進行合束，合束后的光束進入到聚焦鏡中匯聚耦合到抗紫外光纖中，抗紫外光纖中耦合光源的波長范圍為200nm～760nm；所述聚焦鏡的孔徑角小于抗紫外光纖的數值孔徑角；所述抗紫外光纖的輸出端與浸入探頭連接。

所述浸入探頭和探測器陣列均位于檢測流道的外側壁處，且探測器陣列與浸入探頭相對設置，所述探測器陣列、光電檢測器、A/D模數轉化器、參數計算模塊、儲存模塊以及移動終端依次連接，所述探測器陣列、光電檢測器、A/D模數轉化器、參數計算模塊分別與電源模塊電性連接。

進一步地，所述準直透鏡由紫外熔融石英制成。

進一步地，所述聚焦鏡為雙分離透鏡組，所述雙分離透鏡組包括正透鏡和負透鏡，所述正透鏡為雙凸面透鏡，所述負透鏡為平凹面透鏡，所述正透鏡的一凸面與負透鏡的凹面相對設置。

進一步地，所述正透鏡和負透鏡的焦距50mm。