[实用新型]双波长水下荧光探测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光谱探测传感器，具体的说是一种双波长水下荧光探测装置，用于水下有机组分的探测。

技术背景

荧光计是水下有机组分荧光探测中最常使用的仪器，其原理是采用发光二极管发射激发光，利用光电二极管接收发射荧光信号，采用荧光计探测水下有机组分小巧方便，测量快速，适合水下实时检测，但是目前市场上的荧光计测量结果多是单一荧光光谱峰值位置的强度值，信息量不足。为获取更多、更全面信息，采用多激发波长和高分辨率的探测是水下荧光探测装置的趋势。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种双波长水下荧光探测装置，可测量水体中黄色物质、叶绿素等主要有机组分，以克服现有技术的不足。

一种双波长水下荧光探测装置，包括前端设有光学窗口、后端设有水密电插头的密封舱壳体，其特征在于密封舱壳体内设有通过电子控制供电模块控制的双波长激发光源，以及与电子控制供电模块相连接的光谱仪，还有位于光学窗口与光谱仪之间的收集光路；所述的收集光路内含陷波滤光片，该陷波滤光片用于同时滤除双波长激发光源所发射的两种波长的散射光。

所述的双波长激发光源包括365nm发光二极管和530nm发光二极管。

与所述365nm发光二极管相配合的激发光路包括依次设置在365nm发光二极管前方的365nm带通滤光片与聚焦透镜；与所述530nm发光二极管相配合的激发光路包括依次设置在530nm发光二极管前方的530nm带通滤光片和聚焦透镜。

所述的收集光路由依次位于光学窗口与光谱仪之间的信号收集透镜、530nm或532nm的陷波滤光片、光纤耦合透镜和与光谱仪相连的光纤组成。

对于采用光纤光谱仪的水下荧光探测装置而言，一般每一个激发波长采用一台光纤光谱仪进行分光探测，并在每一台光纤光谱仪前放置特定波长的长通滤光片滤除激发光。本实用新型采用两个波长的LED作为激发光源，但只采用了一台光谱仪进行分光探测，其核心技术在于利用了市售的陷波滤光片。以商业化的532nm陷波滤光片为例，该滤光片对于532nm中心10nm带宽具有很高的抑制比（OD>6），但同时在小于375nm的波长处也具有很高的抑制比，其透过率曲线如图1所示，因此可利用一片滤光片来实现两种激发光的抑制，本实用新型采用530nm和365nmLED作为激发光源分别对叶绿素和黄色物质进行激发，商业化的532nm陷波滤光片可同时滤除365nm和530nmLED的激发光。

本实用新型水下荧光探测装置采用单独一台光纤光谱仪同时满足双波长激发荧光的分光探测，既可获得高分辨率光谱信息，同时又节省成本，降低仪器开发难度，具有重要的实用价值。

附图说明

图1本实用新型采用的532nm陷波滤光片透过率曲线。

图2本实用新型的总体结构示意图。

其中，1为密封舱壳体，2为365nm发光二极管，3为365nm带通滤光片，4为聚焦透镜，5为光学窗口，6为530nm发光二极管，7为530nm带通滤光片，8为聚焦透镜，9为信号收集透镜，10为530nm陷波滤光片，11为光纤耦合透镜，12为光纤，13为光谱仪，14为电子控制/供电模块，15为水密电插头。

具体实施方式

如图2所示，一种双波长水下荧光探测装置，包括前端设有光学窗口5、后端设有水密电插头15的密封舱壳体1，其特征在于密封舱壳体1内设有通过电子控制供电模块14控制的双波长激发光源，以及与电子控制供电模块14相连接的光谱仪13，还有位于光学窗口5与光谱仪13之间的收集光路；所述的收集光路内含陷波滤光片10，该陷波滤光片10用于同时滤除双波长激发光源所发射的两种波长的散射光。

实施例

如图2所示，本实用新型由密封舱壳体1、壳体上的光学窗口5和水密电插头15、壳体内的双波长激发光源，本实施例的双波长激发光源是两套由发光二极管和聚焦透镜组成的激发光源：365nm发光二极管2和530nm发光二极管6，其激发光路分别为：365nm带通滤光片3、聚焦透镜4；和530nm带通滤光片7和聚焦透镜8。

壳体内的收集光路：信号收集透镜9，530nm或532nm陷波滤光片10，光纤耦合透镜11和光纤12；还有光谱仪13和电子控制供电模块14几部分，通过现有的陷波滤光10片可实现采用单独一台光纤光谱仪13同时满足双波长激发荧光的分光探测。

工作时，装在密封舱壳体1内的365nm发光二极管2和530nm发光二极管6同时发光，365nm激发光经带通滤光片3、聚焦透镜4和光学窗口5聚焦于舱外被测物质，530nm激发光经带通滤光片7、聚焦透镜8和光学窗口5聚焦于舱外同一位置，被测物质发出的荧光信号通过光学窗口5由透镜9收集、准直，然后经530nm陷波滤光片10同时滤除365nm和530nm瑞利散射光，再经光纤耦合透镜11将荧光信号耦合到光纤12，之后进入光谱仪13进行分光、探测，最后将数据存入电子控制/供电模块14。