一種基于光電比色法的水質監測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于光電比色法的水質監測裝置，包括光源、一分二光纖轉換頭、檢測光路、參比光路、運算放大器，光源包括四個LED光源，檢測光路依次包括光纖A、透鏡A、比色皿、透鏡B、光纖B、光電池A，參比光路依次包括光纖C、光電池B，光纖A、光纖C均為光纖束，光纖A光纖束與光纖C光纖束光纖數量相同，光源產生的光線經過一分二光纖轉換頭分別進入檢測光路、參比光路，光電池A、光電池B分別與運算放大器連通。本實用新型是一種結構簡單，操作簡單，不受外界因素影響，可準確檢測水質中待測組分濃度的水質監測裝置。
【專利說明】一種基于光電比色法的水質監測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及檢測【技術領域】，尤其是涉及一種基于光電比色法的水質監測裝置。
【背景技術】
[0002]目前，水質分析儀器的測定方法主要分為化學和物理的方法，物理方法是采用可見光(紫外光)比色分析法，利用大部分有機物在某一波長處有吸收的特性，將水體經過該特定波長光線的照射，從吸光度的大小來判斷水質中待測組分的濃度為了減少濁度、色度等對測定的影響，一般都采用雙波長測定，另一波長作為參考光，用于消除水體濁度、色度等對測量產生的影響；傳統方法中，比色法的光路采用雙光束時，由一個光源、一個分光器、一只比色皿、兩只光電轉化器組成檢測裝置，由光源發出特定波長的光，經分光器分出兩路光線，一路經比色皿后傳入第一個光電轉換器，另一路直接傳入第二個光電轉換器，兩個轉換器信號經放大后輸出，該法的分光器多采用分光鏡等光學玻璃器件，整個光路受結構影響比較大，同時溫度、濕度、灰塵、機械振動都會影響檢測所得數據的精度。
【發明內容】
[0003]本實用新型是為了克服現有技術的比色法檢測水質中待測組分濃度時受結構和溫度、濕度、灰塵、機械振動等外界因素影響較大，難以獲得精確水質數據的問題，提供一種結構簡單，操作方便，不受外界因素影響，可準確檢測水質中待測組分濃度的基于光電比色法的水質監測裝置。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種基于光電比色法的水質監測裝置，包括光源、一分二光纖轉換頭、檢測光路、參比光路、運算放大器，所述的檢測光路依次包括光纖A、透鏡A、比色皿、透鏡B、光纖B、光電池A，所述的參比光路依次包括光纖C、光電池B，所述的光源產生的光線經過一分二光纖轉換頭分別進入檢測光路、參比光路，所述的光電池A、光電池B分別與運算放大器連通。本方案裝置與外部控制器相連，選用一束特定波長的單色光，兩個光電轉換器，一個比色皿，光源發出特定波長光線經一分二光纖分出兩路光，作為檢測光的一路光線沿光纖A出射后經透鏡A準直，垂直平行射入比色皿，得到透射光線，該光線穿過透鏡B后經過光纖B后傳輸給一塊光電池A，另一路作為參比光的光線通過光纖C傳到另一塊光電池B，兩塊光電池分別將接受到的光轉換成電壓信號，電壓信號經運算放大器轉變后輸出與濃度成正比的電壓信號到外部控制器中，外部控制器得到的數據為兩電信號的比值，外部控制器根據相關物理公式計算得到吸光度，并通過已知的吸光度-濃度曲線得到溶液濃度，即準確的水質中待測組分濃度；本方案采用光纖作為分光器與光路傳輸介質，光纖也即光導纖維，光纖的內層是光疏介質，中間層是光密介質，外層包裹了一層膠皮，這樣在光纖內部光線按全反射進行傳輸，由于光纖具有此種結構特性，光纖就不會受溫度、濕度、灰塵的影響，根據光纖的傳輸特性，決定了光纖在安裝過程中也與機械結構無關；在外界環境波動時，光源光強可能波動，但同一溶液檢測通道與參比通道的電壓比值是一定的，所以不影響測量準確性。
[0005]作為優選，所述的光源包括四個LED光源。傳統光源采用汞燈或鹵素燈作為光源，同時采用光柵、夾縫等做為光源配合器件，但此類光源結構設計麻煩，成本以及維護費用相對偏高，耗電量頗大，發光壽命也不是很長，而米用LED光源,成本低,功耗少,光譜線性好，使用壽命超長，穩定性更好，不需要后續維護，LED光源內部具有4個LED光源，根據一分二光纖轉換頭所插位置不同，可以自由切換波長，發出特定波長的光。
[0006]作為優選，所述的光纖A、光纖C均為光纖束，光纖A光纖束與光纖C光纖束光纖數量相同。光纖的制作采用多束光纖包成一根，要實現分光只需將出光部分光纖束按光纖根數進行比例分束，即可實現分光效果。
[0007]因此，本實用新型具有如下有益效果:(I)結構簡單，操作方便；(2)不受外界因素影響，可準確檢測水質中待測組分濃度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的一種結構示意圖。
[0009]圖中:1、光源2、一分二光纖轉換頭3、運算放大器4、光纖A
[0010]5、透鏡A 6、比色皿7、透鏡B 8、光纖B
[0011]9、光電池A 10、光纖C 11、光電池B
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型做進一步的描述。
[0013]如圖1所示的實施例中，一種基于光電比色法的水質監測裝置，包括光源1、一分二光纖轉換頭2、檢測光路、參比光路、運算放大器3，光源包括四個LED光源，檢測光路依次包括光纖A4、透鏡A5、比色皿6、透鏡B7、光纖B8、光電池A9，參比光路依次包括光纖ClO、光電池B11，光纖A4、光纖ClO均為光纖束，光纖A4光纖束與光纖ClO光纖束光纖數量相同，光源I產生的光線經過一分二光纖轉換頭2分別進入檢測光路、參比光路，光電池A9、光電池Bll分別與運算放大器3連通。
[0014]具體實施過程是，本裝置與外部控制器相連，待測液體加入比色皿6經化學處理反應穩定后，控制器指令光源I發出一束特定波長的單色光，光源I發出特定波長光線經一分二光纖轉換頭2分出兩路光，作為檢測光的一路光線沿光纖A4出射后經透鏡A5準直，垂直平行射入比色皿6，得到透射光線，該光線穿過透鏡B7后經過光纖B8傳輸給光電池A9，另一路作為參比光的光線通過光纖ClO傳到光電池B11，兩塊光電池分別將接受到的光轉換成電壓信號，電壓信號經運算放大器3轉變后輸出與濃度成正比的電壓信號到外部控制器中，控制器得到的數據為兩電信號的比值，控制器根據相關物理公式計算得到吸光度，并通過已知的吸光度-濃度曲線得到溶液濃度，即準確的水質中待測組分濃度。
【權利要求】
1.一種基于光電比色法的水質監測裝置，其特征在于，包括光源、一分二光纖轉換頭、檢測光路、參比光路、運算放大器，所述的檢測光路依次包括光纖A、透鏡A、比色皿、透鏡B、光纖B、光電池A，所述的參比光路依次包括光纖C、光電池B，所述的光源產生的光線經過一分二光纖轉換頭分別進入檢測光路、參比光路，所述的光電池A、光電池B分別與運算放大器連通。
2.根據權利要求1所述的一種基于光電比色法的水質監測裝置，其特征是，所述的光源包括四個LED光源。
3.根據權利要求1所述的一種基于光電比色法的水質監測裝置，其特征是，所述的光纖A、光纖C均為光纖束，光纖A光纖束與光纖C光纖束光纖數量相同。
【文檔編號】G01N21/31GK203385656SQ201320506576
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】趙忠欣, 楊斌, 周別川, 單勇忠, 陳明 申請人:杭州輝道環境技術有限公司