[發明專利]一種基于光譜分析法的氨氮水質監測儀及方法

在審

• 申請號: 202011582637.8
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112730293A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 譚志吾
• 申請（專利權）人: 深圳市中科云馳環境科技有限公司
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33;G01N21/25;G01N21/01;G01N1/34
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 董娜

1.一種基于光譜分析法的氨氮水質監測儀，其特征在于，包括水質預處理模塊(1)、光譜檢測模塊(2)、信息采集與處理模塊(3)、信息傳輸模塊(4)、用戶模塊(5)和電源模塊(6)；

所述水質預處理模塊(1)用于濾除水樣中的顆粒性雜質，并將過濾后的水樣傳輸至光譜檢測模塊(2)；

所述光譜檢測模塊(2)包括光源模塊(200)、光譜儀(205)和用于存儲過濾后水樣的水樣存儲箱(204)，水樣存儲箱(204)側壁設置有相對的透光窗口；

所述光源模塊(200)包括短波紫外探照燈(201)、光纖(202)和擴束鏡組(203)，短波紫外探照燈(201)發射的短波紫外光經光纖(202)傳輸至擴束鏡組(203)，擴束鏡組(203)對光束進行擴束和準直后入射至水樣存儲箱(204)的其中一個透光窗口；

所述光譜儀(205)用于對另一個透光窗口透過的光進行分光探測，并獲取水樣的光譜信息；

所述信息采集與處理模塊(3)用于收集光譜儀(205)獲取的水樣光譜信息，并將光譜信息轉換為模擬信號；

所述信息傳輸模塊(4)用于將所述模擬信號傳輸至用戶模塊(5)；

所述電源模塊(6)與水質預處理模塊(1)、光譜檢測模塊(2)、信息采集與處理模塊(3)、信息傳輸模塊(4)連接。

2.根據權利要求1所述基于光譜分析法的氨氮水質監測儀，其特征在于：所述光譜儀(205)包括沿光路依次設置的前置鏡組(2051)、分光光柵(2052)和光譜探測器(2053)；

所述前置鏡組(2051)對經水樣出射的光進行準直和消除雜散光，并入射至分光光柵(2052)，分光光柵(2052)對光束進行分光，并將不同的光波長聚焦于光譜探測器(2053)的不同像面上，光譜探測器(2053)用于獲取水樣的光譜信息。

3.根據權利要求1所述基于光譜分析法的氨氮水質監測儀，其特征在于：所述光譜儀(205)包括沿光路依次設置的前置鏡組(2051)、視場光闌(2054)、準直鏡組(2055)、凹面光柵(2056)和光譜探測器(2053)；

所述前置鏡組(2051)對經水樣出射的光進行聚焦；

所述視場光闌(2054)位于前置鏡組(2051)出射光路的交點處，用于消除雜散光；

所述準直鏡組(2055)用于將入射光束反射為平行光并入射至凹面光柵(2056)；

所述凹面光柵(2056)用于將不同的光波長聚焦于光譜探測器(2053)的不同像面上；

所述光譜探測器(2053)用于獲取水樣的光譜信息。

4.根據權利要求2或3所述基于光譜分析法的氨氮水質監測儀，其特征在于：所述光譜探測器(2053)為CCD探測器。

5.根據權利要求1或2或3所述基于光譜分析法的氨氮水質監測儀，其特征在于：所述光源模塊(200)和光譜儀(205)與水樣存儲箱(204)平齊。

6.根據權利要求1所述基于光譜分析法的氨氮水質監測儀，其特征在于：所述水質預處理模塊(1)包括帶有過濾棉和石墨網的過濾器。

7.根據權利要求1所述基于光譜分析法的氨氮水質監測儀，其特征在于：所述信息傳輸模塊(4)為信號發射器，信號發射器向用戶模塊(5)發送無線信號，實現遠程交互。

8.一種基于光譜分析法的氨氮水質監測方法，其特征在于，采用權利要求1至7任一所述基于光譜分析法的氨氮水質監測儀，所述監測方法包括以下步驟：

1)水質預處理模塊(1)對水樣進行過濾，經過濾后的水樣進入水樣存儲箱(204)；

2)短波紫外探照燈(201)發射的短波紫外光經光纖(202)傳輸、擴束鏡組(203)擴束和準直后入射至水樣存儲箱(204)的其中一個透光窗口；

3)光譜儀(205)對水樣存儲箱(204)另一個透光窗口透過的光進行分光探測，獲取水樣的光譜信息；

4)信息采集與處理模塊(3)收集所述光譜信息，將光譜信息轉換成模擬信號，并通過信息傳輸模塊(4)傳輸至用戶模塊(5)，實現遠程交互。