[发明专利]双光路比色实时采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域水质自动监测系统，尤其涉及一种采样装置。

背景技术

监测水中有机物浓度是控制河流、湖泊等地表水以及工厂、企事业单位所排放污水、废水水质的一个重要指标，目前，水质在线自动监测仪监测水中有机物浓度通常采用比色装置，在水质在线自动监测仪中的比色装置类似分光光度计结构，该装置利用分光光度法原理来监测水中有机物浓度：它是利用物质的分子或离子对某一波长范围的光的吸收作用，对物质进行定性分析、定量分析及结构分析，所依据的光谱是分子或离子吸收入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱；现有技术中的比色装置通常采用双光路比色装置，虽然双光路比色装置相对于单光路比色装置提高了比色测量的精度，但是由于现有技术的双光路比色装置受LED灯源的发光强弱及波长范围波动的影响，以及两个光路不能同时采样的影响，造成水质在线自动监测仪监测水中有机物浓度时测量的精度还是比较低。

如图1所示为现有技术的双光路比色采样装置电路结构示意图，包括2个吸光电池，2个信号调理电路板、单片机控制板、LED灯；单片机控制板上包括2个AD转换器；该技术方案由于AD转换器在单片机控制板上，因此两个光路不能同时采样，即AD0先进行一个光路的采样，采样完毕后，AD1才能进行另外一个光路的采样，该种采样方式由于受LED灯源发光强弱及波长范围波动的影响，造成仪器在比色测量中精度比较低。

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种测量精度高、灵敏度高的双光路比色实时采样装置。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种测量精度高，灵敏度高的双光路比色实时采样装置。

一种双光路比色实时采样装置，包括比色皿，分光镜，其特征在于：还包括AVR单片机控制板，样品采样板，参比采样板，LED灯源板；所述AVR单片机控制板通过SPI通讯方式分别与所述样品采样板和所述参比采样板连接，所述AVR单片机控制板通过导线与LED灯源板连接；所述样品采样板和LED灯源板安装在比色皿的两侧，所述分光镜安装在所述比色皿和所述LED灯源板之间，所述参比采样板安装在所述分光镜的正下方；

所述AVR单片机控制板用于控制所述样品采样板、参比采样板、LED灯源板进行工作；所述样品采样板和所述参比采样板用于光信号的采集和光度转换；

所述LED灯源板用于光源的发射。

作为优选：所述样品采样板和所述参比采样板分别由硅光二极管、信号调理电路、AD转换器组成，所述硅光二极管接收光信号并将光信号转换成电流信号，通过所述信号调理电路后发送给所述AD转换器。

硅光二极管用于将接收到的光信号转换成电流信号；

信号调理电路将电流信号转换成微弱电压信号，再放大电压信号送给AD转换器；

AD转换器用于将采集到的电压信号发送到AVR单片机控制板上。

作为优选：所述AD转换器采用高精度24位双积分型AD转换器CS5532。

作为优选：所述LED灯源板的光源采用可见光固定波长LED灯或双波长灯源。

作为优选：所述LED灯源板的启动采用稳定的电流源驱动方式

双光路比色实时采样装置进行比色测量吸光度的方法：AVR单片机控制板控制LED灯源板发射光源，一部分光束穿过分光镜，经过比色皿，被样品采样板中的硅光二极管接收，硅光二极管将光信号转换成电流信号，发送给信号调理电路，信号调理电路将电流信号转换成电压信号，并放大电压信号发送给AD转换器，AD转换器将采集到的电压信号发送到AVR单片机控制板；另外一部分光束经过分光镜的反射，被参比采样板中的硅光二极管接收，硅光二极管将光信号转换成电流信号，发送给信号调理电路，信号调理电路将电流信号转换成电压信号，并放大电压信号发送给AD转换器，AD转换器将采集到的电压信号发送到AVR单片机控制板。

双光路比色实时采样装置进行采样的流程

a.AVR单片机控制板控制LED灯源板工作，AD转换器进行初始化；

b.AVR单片机控制板同时分别对样品采样板和参比采样板发送连续采样命令；

c.在同一时间内样品采样板和参比采样板同时采样，并将采样数据通过SPI通讯发送到AVR单片机控制板上；

d.样品采样板和参比采样板连续采集1万零3次电压值，停止采样。

e.AVR单片机控制板分别计算出样品采样板和参比采样板的电压平均值，然后计算样品采样板电压值和参比采样板电压值的比值，得到最终比值结果是需要的电压值。