基于量子點熒光薄膜的水質重金屬檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水質重金屬檢測裝置，尤其涉及一種基于熒光光譜檢測水質重金屬的裝置。
【背景技術】
[0002]目前測定水中重金屬離子含量的方法主要有原子光譜法、分光光度法、高效液相色譜法、電感耦合等離子體法等，原子光譜法是目前痕量元素分析的重要方法，包括原子發射光譜法、原子吸收光譜法和原子熒光光譜法，其優點是檢出限低、靈敏度高；缺點是需要對樣品進行“原子化”，測量過程較復雜，儀器成本高。分光光度法的優點是測試簡單方便、靈敏度高，但由于紫外區光源的限制，重金屬測量需要加顯色劑顯色進行測量，有二次污染且檢測耗時較長，儀器運行維護成本較高等不足。高效液相色譜法的優點是檢出限低、靈敏度高、適用范圍廣等，但測量分析周期長，儀器及維護成本高；電感耦合等離子體法的優點是靈敏度高、檢出限低、線性檢測范圍大，但缺點是儀器價格昂貴，運行費用高。
[0003]光纖傳感器及技術由于能利用光纖的遠距離傳輸、耐高溫高壓、高靈敏度、易彎折易攜帶等優勢、可以有效克服上述儀器方法測定水質重金屬的不足，實現水質重金屬的實時在線檢測:如專利申請號為:01108860.5，專利名稱為:利用光纖化學傳感器連續測定廢水中六價鉻含量方法的中國發明專利，發明了一種裝有芘丁酸敏感膜的熒光多元悴滅響應型光纖化學傳感器頭，能實現六價鉻的現場連續實時在線測量，但芘丁酸敏感膜適用性窄、熒光易漂白。又如專利申請號為:201410818661.5，專利名稱為一種基于光譜顯色法的重金屬光纖傳感器及其制備方法的發明專利，有效解決了光纖易折斷、目標檢測物與光學表面結合時間長等缺陷，但依然存在需要加入顯色劑，帶來二次污染、傳感器曲面層制備復雜等不足。
【發明內容】
[0004]為了解決上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于量子點熒光薄膜的水質重金屬檢測裝置，該裝置結構簡單、使用方便；測量重金屬離子靈敏度高；同時根據不同重金屬離子測量需要，可以選擇更換涂有不同量子點熒光薄膜的玻片，易更換，適用性更強。
[0005]本實用新型所采用技術方案為:基于量子點熒光薄膜的水質重金屬檢測裝置，包括光源、SMA905透鏡準直器，光纖熒光傳感器、USB光纖光譜儀和計算機，光纖熒光傳感器頂部連接SMA905透鏡準直器，SMA905透鏡準直器通過Y形光纖分別連接光源和USB光纖光譜儀，USB光纖光譜儀通過串口線連接計算機，所述的光纖熒光傳感器為長方體結構，頂部設有內螺紋孔，內螺紋孔尺寸與SMA905透鏡準直器外螺紋匹配；四側為過濾網；底部設有玻片滑槽，玻片滑槽底部對應于長方體結構底部四角處設有螺絲孔；所述的玻片上表面涂有吸附重金屬的量子點熒光薄膜，下表面涂有反射膜。
[0006]所述的光源為深紫外LED光源，通過控制驅動電流輸出不同單一波長的紫外光。
[0007]所述的Y形光纖為紫外光纖。
[0008]所述的過濾網孔徑小于0.1mm。
[0009]所述的量子點熒光薄膜為功能化修飾后的核殼結構量子點薄膜。
[0010]本實用新型的有益效果為:
[0011]1.采用量子點熒光薄膜吸附重金屬，熒光量子產率，熒光壽命更長，且針對不同重金屬使用不同量子點熒光薄膜，靈敏度更高，提高測量準確度；
[0012]2.采用長方體結構底部設有玻片滑槽結構，方便涂有不同量子點熒光薄膜玻片的更換，適用性更強。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖及具體方式對本實用新型作進一步說明。
[0014]圖1是本實用新型的結構框圖；
[0015]圖2是光纖熒光傳感器結構示意圖；
[0016]圖3是光纖熒光傳感器裝入玻片和連接SMA905透鏡準直器后的結構示意圖；
[0017]圖1-3中:1為光源；2為Y型光纖輸入光纖；3為SMA905透鏡準直器；4為光纖熒光傳感器；5為Y型光纖輸出光纖；6為USB光纖光譜儀；7為串口線；8為計算機；9為內螺紋孔；10為過濾網；11為玻片滑槽；12為螺絲孔；13為玻片；14為量子點熒光薄膜。
【具體實施方式】
[0018]圖1中，基于量子點熒光薄膜的水質重金屬檢測裝置，包括光源1、SMA905透鏡準直器3，光纖熒光傳感器4、USB光纖光譜儀6和計算機8，其中光源I為深紫外LED光源，通過控制驅動電流輸出不同單一波長的紫外光。該裝置光源I通過Y型光纖輸入光纖2連接SMA905透鏡準直器3，SMA905透鏡準直器3可旋緊連接于光纖熒光傳感器4頂部，同時，光纖熒光傳感器4通過SMA905透鏡準直器3以及Y型光纖輸出光纖5連接到USB光纖光譜儀6，USB光纖光譜儀6通過串口線7連接計算機8。裝置中傳輸光的Y型光纖輸入光纖2和Y型光纖輸出光纖5都為紫外光纖。
[0019]圖2為本實用新型中光纖熒光傳感器4的結構示意圖，光纖熒光傳感器4為長方體結構，頂部設有內螺紋孔9，內螺紋孔9尺寸與SMA905透鏡準直器3外螺紋匹配；四側為過濾網10，其孔徑小于0.1mm，有效過濾掉大顆粒物；底部設有玻片滑槽11，玻片滑槽11底部對應于長方體結構底部四角處設有螺絲孔12 ;所述的玻片13上表面涂有吸附重金屬的量子點熒光薄膜14，下表面涂有反射膜，量子點熒光薄膜14為功能化修飾后的核殼結構量子點薄膜。
[0020]圖3為光纖熒光傳感器4裝入玻片13和連接SMA905透鏡準直器3后的結構示意圖，從圖可以看出，SMA905透鏡準直器3前端的外螺紋旋入光纖熒光傳感器4內螺紋孔9中進行連接，對傳輸來的光進行準直，對反射的熒光進行聚焦。玻片13通過玻片滑槽11滑入光纖熒光傳感器4底部上側，過濾網10下，并通過平頭螺絲經螺絲孔12向上頂緊貼合玻片滑槽11上側。
[0021]基于量子點熒光薄膜的水質重金屬檢測裝置檢測過程:將上表面涂有量子點熒光薄膜14，下表面涂有反射膜的玻片13通過玻片滑槽11滑入光纖熒光傳感器4底部，通過平頭螺絲經螺絲孔12向上頂緊貼合玻片滑槽11上側，是底部密合。將SMA905透鏡準直器3前端的外螺紋旋入光纖熒光傳感器4內螺紋孔9中進行連接。將Y型光纖包括Y型光纖輸入光纖2和Y型光纖輸出光纖5連接SMA905透鏡準直器3，其中Y型光纖輸入光纖2另一端連接光源1，Y型光纖輸出光纖5另一端連接到USB光纖光譜儀6，USB光纖光譜儀6通過串口線7連接計算機8。打開光源1，將光纖熒光傳感器4放入含有重金屬的水中，由于量子點熒光薄膜14會選擇性吸收相應的重金屬離子，導致發射光譜發生改變，通過計算機數據處理即可定性和定量分析水中重金屬。光纖熒光傳感器4可以重復使用，只需更換表面涂有吸附重金屬的量子點熒光薄膜14的玻片13即可。
【主權項】
1.基于量子點焚光薄膜的水質重金屬檢測裝置，包括光源、SMA905透鏡準直器，光纖熒光傳感器、USB光纖光譜儀和計算機，光纖熒光傳感器頂部連接SMA905透鏡準直器，SMA905透鏡準直器通過Y形光纖分別連接光源和USB光纖光譜儀，USB光纖光譜儀通過串口線連接計算機，其特征在于，所述的光纖熒光傳感器為長方體結構，頂部設有內螺紋孔，內螺紋孔尺寸與SMA905透鏡準直器外螺紋匹配；四側為過濾網；底部設有玻片滑槽，玻片滑槽底部對應于長方體結構底部四角處設有螺絲孔；所述的玻片上表面涂有吸附重金屬的量子點熒光薄膜，下表面涂有反射膜。2.根據權利要求1所述的基于量子點熒光薄膜的水質重金屬檢測裝置，其特征在于，所述的光源為深紫外LED光源，通過控制驅動電流輸出不同單一波長的紫外光。3.根據權利要求1所述的基于量子點熒光薄膜的水質重金屬檢測裝置，其特征在于，所述的Y形光纖為紫外光纖。4.根據權利要求1所述的基于量子點熒光薄膜的水質重金屬檢測裝置，其特征在于，所述的過濾網孔徑小于0.1mm05.根據權利要求1所述的基于量子點熒光薄膜的水質重金屬檢測裝置，其特征在于，所述的量子點熒光薄膜為功能化修飾后的核殼結構量子點薄膜。
【專利摘要】本實用新型公開了基于量子點熒光薄膜的水質重金屬檢測裝置，包括光源、SMA905透鏡準直器，光纖熒光傳感器、USB光纖光譜儀和計算機，光纖熒光傳感器頂部連接SMA905透鏡準直器，SMA905透鏡準直器通過Y形光纖分別連接光源和USB光纖光譜儀，USB光纖光譜儀通過串口線連接計算機。該裝置可根據不同重金屬離子測量需要，選擇涂有不同量子點熒光薄膜的玻片，適用性強；測量重金屬離子靈敏度更高；結合了光纖的優勢，能實現遠程、實時、在線檢測。
【IPC分類】G01N21/01, G01N21/64
【公開號】CN204807458
【申請號】CN201520513366
【發明人】黃杰, 沈為民, 梁培, 許鍵, 王彥博, 楊晶, 趙開祺
【申請人】中國計量學院
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月14日