[實用新型]一種基于LED光源的雙熒光信號與濁度水質(zhì)監(jiān)測探頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920068083.6
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN209400419U
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文濤;左延婷;吳亞萍;李愛民;張光延;李雨軒;李燕;莊建軍;李想;朱曦;季聞翔
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué);江蘇南大五維電子科技有限公司
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47;G01N21/64
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 陳彬;蔣海軍

1.一種基于LED光源的雙熒光信號與濁度水質(zhì)監(jiān)測探頭，由外殼、內(nèi)部支座(4)、光學(xué)部件和電子電路系統(tǒng)(8)組成，其特征在于：所述的外殼一端設(shè)有石英片(103)作為出光口，外殼內(nèi)設(shè)有內(nèi)部支座(4)、光學(xué)部件和電子電路系統(tǒng)(8)，所述的內(nèi)部支座(4)用于承載光學(xué)部件和電子電路系統(tǒng)(8)，其中，所述的光學(xué)部件包括LED光源(7)和兩組探測組件，探測組件將兩種熒光或兩種熒光和藍光散射光信號轉(zhuǎn)換成電信號；所述的電子電路系統(tǒng)(8)對接收的電信號進行處理后輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED光源的雙熒光信號與濁度水質(zhì)監(jiān)測探頭，其特征在于：所述的LED光源(7)采用由中心波長為280±10nm的深紫外LED芯片和中心波長為465±10nm的藍光LED芯片復(fù)合封裝于同一基座上形成，芯片基座上方封裝石英透鏡，使得LED光源(7)的發(fā)光角小于30°，所述的深紫外LED芯片和藍光LED芯片采用各自獨立引腳或共用陽極或共用陰極引腳，分別連接各自的驅(qū)動電路(810)，實現(xiàn)獨立開關(guān)控制，并采用分時復(fù)用的方式控制LED光源(7)輸出藍光或深紫外光。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED光源的雙熒光信號與濁度水質(zhì)監(jiān)測探頭，其特征在于：所述的LED光源(7)采用中心波長為280±10nm的深紫外LED芯片，LED芯片上方封裝石英透鏡，使得LED光源(7)的發(fā)光角小于30°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED光源的雙熒光信號與濁度水質(zhì)監(jiān)測探頭，其特征在于：所述的兩套探測組件為探測組件一(5)和探測組件二(6)，其中，探測組件一(5)由帶通濾光片A(501)與光電二極管A(502)封裝組成，探測組件二(6)由帶通濾光片B(601)與光電二極管B(602)封裝組成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于LED光源的雙熒光信號與濁度水質(zhì)監(jiān)測探頭，其特征在于：所述的帶通濾光片A(501)的波長范圍為330～370nm，帶通濾光片B(601)的波長范圍為400～500nm，所述的帶通濾光片A(501)和帶通濾光片B(601)對帶通波長范圍外光強的截止率為99.9％以上，所述的光電二極管A(502)和光電二極管B(602)是對300～500nm范圍中的紫外-可見光具有較高線性響應(yīng)的硅光電二極管。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED光源的雙熒光信號與濁度水質(zhì)監(jiān)測探頭，其特征在于：LED光源(7)和兩組探測組件的位置通過內(nèi)部支座(4)進行固定，兩組探測組件分別位于LED光源(7)的兩側(cè)，其中兩組探測組件各自的軸線與LED光源(7)的軸線之間夾角α為45±15°，并且LED光源(7)的軸線與兩組探測組件的軸線相交于石英片(103)的外側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED光源的雙熒光信號與濁度水質(zhì)監(jiān)測探頭，其特征在于：LED光源(7)和兩組探測組件的位置通過內(nèi)部支座(4)進行固定，LED光源(7)和兩組探測組件分別位于四面體底部的三個頂點A、B和C，三者的軸線相交于四面體的上方頂點D，即AD、BD和CD三條棱線任意兩條的夾角角度在45～135°之間，且頂點D位于石英片(103)外側(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED光源的雙熒光信號與濁度水質(zhì)監(jiān)測探頭，其特征在于：所述的電子電路系統(tǒng)(8)，其包括單片機(801)、電源模塊(802)、光電信號放大電路、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(807)和通信模塊(808)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于LED光源的雙熒光信號與濁度水質(zhì)監(jiān)測探頭，其特征在于：所述的光電信號放大電路，采用鎖相放大技術(shù)，包括光電信號運放模塊(803)、帶通濾波模塊(804)、相敏檢波模塊(805)和低通濾波模塊(806)；所述的電源模塊(802)為電子電路系統(tǒng)(8)的各元器件供電；單片機(801)控制驅(qū)動電路(810)，驅(qū)動電路(810)控制LED光源(7)按照10Hz～10kHz的頻率進行開關(guān)，照射到水體中有機物產(chǎn)生相同頻率的熒光或散射光信號，光電二極管接收透過帶通濾光片的光并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出，光電信號運放模塊(803)對光電二極管輸出的電信號進行處理，光電信號運放模塊(803)輸出的電信號通過帶通濾波模塊(804)處理后輸入到相敏檢波模塊(805)，并與單片機(801)發(fā)出的與LED光源(7)開關(guān)相同頻率的參考信號進行比較；相敏檢波模塊(805)再將電信號輸入到低通濾波模塊(806)，所獲得信號經(jīng)AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(807)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入到單片機(801)中，單片機(801)再與上位機進行通信。