[发明专利]一种以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器及应用

权利要求书

1.一种以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器，包括光路部分和信号控制处理部分，所述光路部分包括UV-LED、样品池、紫外探测器、荧光探测器A和荧光探测器B；所述信号控制处理部分包括电源模块、信号放大器A、信号放大器B、信号放大器C、模数转换器和微处理器；其特征在于：所述UV-LED为1个，其中：

打开电源开关为整个水质传感器供电后，微处理器以设定的周期控制UV-LED光源开关，UV-LED所发出的紫外光经过样品池内水样吸收后，所产生的荧光和未被吸收的紫外光分成三路进行探测：一路经荧光探测器A检测、二路经荧光探测器B检测、三路经紫外探测器产生电信号，再分别经信号放大器A、信号放大器B、信号放大器C进行放大处理，全部经模数转换器进行模数转换成数字信号后，输送入微处理器处理。

2.根据权利要求1所述的以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器，其特征在于：所述信号控制处理部分还包括介于电源模块和UV-LED之间的LED驱动电路以及和微处理器通过导线和数据线连接的显示屏、存储器、控制键盘、无线通讯装置；所述微处理器将数字信号储存到存储器，或者经数据线/无线通讯装置传输通过上位机接口输出到上位机中，所述显示屏实时显示数字信号，并通过所述控制键盘或上位机对整个传感器进行控制和参数输入。

3.根据权利要求1或2所述的以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器，其特征在于：所属的电源模块由锂电池作为内置电源，经DC-DC升压转换模块为信号控制处理部分供电，并通过恒流源电路对光路部分中的UV-LED进行供电。

4.根据权利要求3所述的以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器，其特征在于：所述荧光探测器A包括光电二极管和带通滤光片A，所述荧光探测器B包括光电二极管和带通滤光片B；所述带通滤光片A波长为330～360nm，用于蛋白类荧光的监测；所述带通滤光片B波长为410～480nm，用于腐殖质类荧光的监测；检测时，水样中荧光团受激所发出的荧光分别经过带通滤光片A和带通滤光片B照射到光电二极管上产生电信号。

5.根据权利要求4所述的以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器，其特征在于：所述恒流源电路以连续或间断方式工作，实现以设置的采集频率对水质进行监测。

6.根据权利要求4所述的以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器，其特征在于：所述的UV-LED灯光源为中心波长为280±15nm范围的深紫外LED灯。

7.根据权利要求6所述的以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器，其特征在于：所述紫外探测器采用紫外强化响应的光电二极管，所述荧光探测器采用蓝光强化响应的光电二极管。

8.根据权利要求6所述的以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器，其特征在于：所述样品池的水样以虹吸、蠕动泵以及水样自身的流速或压力实现样品采集，进行在线监测或选用比色皿取样进行便携式人工取样测定。

9.根据权利要求8所述的以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器，其特征在于：所述UV-LED发光角小于30度，所述光电二极管为硅光电二极管，所述样品池或比色皿为石英透光材质。

10.一种根据权利要求9所述的以单个UV-LED为光源的紫外荧光三信号水质传感器的应用，其特征在于：至少应用于水质在线监测、饮用水中消毒副产物生成势的预测、臭氧高级氧化工艺中微污染物的降解程度预测。