[發(fā)明專利]反應膜的制作方法及基于反應膜的氨氮檢測裝置、方法

有效

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• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN110849826B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 陳曉涌;馬朋雷;曲航;宋海紅
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 朱繼超

本發(fā)明涉及氨氮檢測技術領域，具體涉及反應膜的制作方法及基于反應膜的氨氮檢測裝置、方法，所述反應膜的制作方法為：首先配置鍍膜所用的聚偏氯乙烯?溴麝香草酚藍溶液，接著在光纖上面鍍膜，從而在傾斜光纖光柵包層表面形成反應膜；所述氨氮檢測裝置包括：通過光纖依次連接的光源、單模光纖、傾斜光纖光柵、樣品池以及光譜儀，所述傾斜光纖光柵的包層鍍有該反應膜，本發(fā)明還相應的提供了氨氮檢測方法，本發(fā)明采用光作為信號的載體，具有速度快的特點。反應膜的制備工藝簡單，成本低廉。氨氮檢測裝置結構簡單，不需要復雜的樣品池反應系統(tǒng)，且檢測精度高。

技術領域

本發(fā)明涉及氨氮檢測技術領域，具體涉及反應膜的制作方法及基于反應膜的氨氮檢測裝置、方法。

背景技術

污水治理是我國目前面臨的一個難題，伴隨著人口數(shù)量的日益劇增，生活污水以及工業(yè)發(fā)展污水的排放對水資源造成嚴重的污染，污水中常見的成分之一是氨氮。準確快速的檢測水溶液中氨氮濃度的手段成為治理污水的必要需求。

傳統(tǒng)的測量手段有PH傳感器、氨氮傳感器以及試紙檢測方法。PH傳感器和氨氮傳感器是常用的測量手段，但是易受到周圍環(huán)境的影響，傳感器傳回的信號中易摻雜別的信號干擾，產生信號漂移，常見的是溫度漂移，即不確定信號的變化是由溫度變化還是氨氮濃度變化的結果，同時，傳統(tǒng)的利用試紙檢測氨氮的方法，基于試紙顏色的變化，對照標準比色圖來確定銨離子濃度，此方法不僅操作復雜，同時，人眼對顏色微小的變化不敏感，難以給出準確的判斷。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了反應膜的制作方法及基于反應膜的氨氮檢測裝置、方法，旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的反應膜的制作方法，包括以下步驟：

（1）配置鍍膜所用的聚偏氯乙烯-溴麝香草酚藍溶液：溶質為聚偏氯乙烯和溴麝香草酚藍，有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮，取0.1g聚偏氯乙烯和0.1g溴麝香草酚藍放入5ml的N-甲基吡咯烷酮溶劑中，然后放在磁控攪拌機上面工作6個小時，待充分攪拌后，得到均勻的溶液；

（2）在光纖上面鍍膜：將光纖垂直懸空固定，用膠頭滴管取1ml步驟（1）所配的溶液，從光纖上方開始滴加該溶液，在重力作用下，溶液向下流動，然后經(jīng)過柵區(qū)光纖表面，接著放置12個小時，待有機溶劑N-甲基吡咯烷酮充分揮發(fā)，只留下聚偏氯乙烯和溴麝香草酚藍組成的一層附著在傾斜光纖光柵包層表面的反應膜。

本發(fā)明還提供基于反應膜的氨氮檢測裝置，包括：通過光纖依次連接的光源、單模光纖、傾斜光纖光柵、樣品池以及光譜儀，所述傾斜光纖光柵的包層鍍有一層反應膜，所述反應膜通過如權利要求 1 所述的反應膜的制作方法所得到。

進一步，所述傾斜光纖光柵的傾角為18度，柵區(qū)長度為20mm。

進一步，所述光譜儀的分辨率設置為0.1nm，頻率設置為200Hz，采樣點為2001pt，波長范圍為：1480nm至1620nm。

本發(fā)明還提供氨氮濃度檢測方法，利用上述氨氮檢測裝置，包括以下步驟：

（1）將傾斜光纖光柵兩端通過光纖跳線分別接入光源和光譜儀，設置光譜儀的分辨率為0.1nm，頻率設置為200Hz，采樣點為2001pt，波長范圍為：1480nm至1620nm，調出光譜圖；

（2）將包層鍍有反應膜的傾斜光纖光柵浸入氨氮溶液中，啟用光譜儀自動采集光能量強度隨時間的變化，得氨氮溶液中的氨氮濃度。

進一步，所述光譜儀的波長設置為1516.32nm。

進一步，所述光譜儀還記錄有纖芯模式對應的光能量強度變化信息。