一種基于光纖傳感器評價光催化劑性能的系統的制作方法

本實用新型涉及光催化劑性能智能評價系統，特別涉及一種基于光纖傳感評價光催化劑性能的系統。

背景技術：
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光催化由于在環境凈化，自清潔材料，先進新能源，癌癥醫療，高效率抗菌等多個方面具有重大應用背景，因此光催化已經成為近年來國內外最活躍的研究領域之一。光催化劑作為光催化最重要的部分，對其更是投入了大量研究，光催化劑的性能直接決定了光催化的效率，如何選擇光催化劑就成了一個值得研究的方向，于是光催化劑性能的評價系統便應運而生。傳統的對催化劑性能評價的方法往往設備和流程過于復雜加大了實驗難度和投入的時間，且在用到氣相色譜儀等設備的時候成本較高。

技術實現要素：
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針對以上現有技術存在的問題，本實用新型的目的是提供一種基于光纖傳感器評價光催化劑性能的系統，用光催化劑在特定光源和特定時間內發生光催化反應降解甲基橙溶液的濃度將光催化劑性能量化，在一次性通過實驗系統中對不同的光催化劑進行性能測試得出性能的優劣，為以后的光催化劑的制備和負載技術提供可靠地測試平臺，具有結構簡單操作方便的特點，大大節省時間和費用成本。

為了達到上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種基于光纖傳感器評價光催化劑性能的系統包括光源功率恒定模塊(1)、光纖傳感光路監測模塊(2)、溫度檢測模塊(3)、單片機(4)、計算機(5)和光催化反應模塊(6)；光催化化反應模塊(6)由光源功率恒定模塊(1)提供光源，由光纖傳感光路監測模塊(2)測出光強差數據，溫度檢測模塊(3)測定發生的溫度數據變化；上述光源功率恒定模塊(1) 與單片機(4)連接并受單片機(4)控制；上述光纖傳感光路監測模塊(2)，溫度檢測模塊 (3)與單片機(4)連接將數據傳送給單片機(4)；單片機(4)收到的數據處理后發送給計算機(5)，顯示出線性的圖形。

所述的光源功率恒定模塊(1)包含電流互感器(101)、電壓互感器(102)、LED燈(103)，為光催化反應模塊(6)提供穩定的光源；

所述的光纖傳感光路監測模塊(2)由激光光源(201)、光纖(206)、光開關(202)、敏感棱鏡(203)、第一光電探測器(204)和第二光電探測器(205)組成，利用不同濃度的甲基橙溶液對光吸收的強度不同的原理測出光催化使得甲基橙溶液濃度的變化；

光催化化反應模塊(6)是可裝卸不同光催化劑和裝有特定甲基橙濃度溶液的反應池。

溫度檢測模塊(3)包括溫度傳感器(301)和測溫電路，可測光催化反應進行的環境溫度，傳送給單片機后可修正不同溫度對光催化反應的影響。

所述單片機(4)將處理后的數據發送給計算機主機(5)。

本實用新型適用各種光催化劑的性能評價，如TiO₂，Bi₂S₃，FeVO₄等。

有益效果：

1.將光催化劑對光催化的效果測量轉換為折射率對光強的影響的測量，利用折射率與甲基橙溶液的濃度關系進行信號解調，實現在一次性通過實驗系統中對不同的光催化劑進行性能實時測量，具有操作簡單快捷，數據精確，評價可靠的特點

2.輸入程序的單片機實時測定和控制催化光源功率恒定，排除催化實驗不相干因素，數據更加可靠。

3.通過溫度傳感器檢測環境溫度，對實驗數據進行修正，排除了溫度這一對實驗數據造成影響的因素。

4.通過將所測數據處理后在計算機上用線性圖表示，將光催化劑的性能直觀地表達出來。

附圖說明：

以下結合說明書附圖及具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型的系統示意圖。

圖中1-光源功率恒定模塊，101-電流互感器，102-電壓互感器，103-LED催化光源， 2-光纖傳感光路監測模塊，206-光纖，201-激光光源，202-光開關、204-第一光電探測器，205-第二光電探測器，203-敏感棱鏡，3-溫度檢測模塊，301-溫度傳感器，4-單片機，5-計算機，6-催化反應模塊

具體實施方式：

如圖所示，一種基于光纖傳感器評價光催化劑性能的系統，他是由電流互感器101、電壓互感器102、LED催化光源103、光纖206、激光光源201、光開關202、第一光電探測器 204、第二光電探測器205、敏感棱鏡203、溫度傳感器301、單片機(4)、計算機(5)構成的。

其中激光光源201是一種半導體激光光源，光纖206是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導工具；光開關202是一種具有一個或多個可選的傳輸端口的光學器件，其作用是對光傳輸線路光信號進行物理切換或邏輯操作；敏感棱鏡203是一種光學石英玻璃；光電探測器是一個光電二極管和一個放大器，封裝在一個低剖面的外殼中。

電流互感器、電壓互感器檢測光催化光源的驅動電路電流和電壓，檢測所得的信號輸入單片機，單片機經過計算并且控制LED光源功率恒定照射光催化反應系統。激光光源經過一段光纖后到達光開關分成兩條光強相同的光路，一條光通過靈敏棱鏡后到達溶液表面反射后被第一光電探測器接收，另一條光路直接通過光纖到達第二光電探測器，第一光探測器和第二光探測器測得兩條光路的光強差，這個信號通過寫好程序的單片機處理后得到相應的溶液濃度，同時溫度傳感器將所測反應系統中的溫度傳給單片機進行修正計算，每隔一段時間處理一次輸出溶液濃度，這里降低的溶液濃度量化為光催化劑性能，再將這些數據傳給計算機主機，顯示出時間與溶液濃度的關系曲線。

以上對本實用新型一種基于光纖傳感器的光催化劑性能評價系統，進行了詳細的介紹，對本實用新型的原理及具體實施方案進行了描述，以上說明用于幫助理解本實用新型的核心思想。