[实用新型]用于饮用水中痕量锰浓度检测的波导

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于饮用水中痕量锰浓度检测的波导。

背景技术

锰是人体及动植物所必需的微量元素之一，但摄入过量的锰则会对机体产生不良作用。锰可通过水和食物进入人体，在肝、肾、脑等器官组织富集，并对人的呼吸、神经和生殖系统产生不同程度的损害。

因此，对水中锰含量的检测，对于保证人体健康具有重要的意义。

目前检测水中锰含量的常用方法有以下几种：原子吸收法，可直接用于水中锰的测定，由于该方法具有抗干扰、灵敏度较高、准确性好等特点，已在环保、沿金医药等行业中广泛应用，但其测定过程技术要求较高，所用仪器需要有锰的试样溶液的雾化装置，检测成本较高。甲醛肟法应用较广，在国际上已成为标准的分析方法之一。但是甲醛肟法所用的试剂不便于保存。高碘酸钾氧化法选择性较好，经常被采用，但灵敏度较低，无法使用于饮用水中痕量锰浓度的检测。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于提供一种波导，可用于饮用水中痕量锰浓度检测，操作方便。

实现本实用新型发明目的的技术方案：

一种用于饮用水中痕量锰浓度检测的波导，其特征在于：平板玻璃、玻璃垫圈、玻璃衬底由上至下组装在一起；平板玻璃的上表面沉积有上层金属膜，玻璃衬底的上表面沉积有下层金属膜；玻璃垫圈开有样品入口和样品出口，玻璃垫圈内的空间即为样品室。

上层金属膜的材料为银，上层金属膜的厚度为35nm。

平板玻璃的材料为光学玻璃，其厚度为300μm。

玻璃垫圈的材料为光学玻璃，其厚度约为500μm。

下层金属膜的材料为银，其厚度约为200nm。

玻璃衬底的材料为光学玻璃，其厚度为1000μm。

本实用新型具有的有益效果：

本实用新型波导由平板玻璃、玻璃垫圈、玻璃衬底由上至下组装在一起；平板玻璃的上表面沉积有上层金属膜，玻璃衬底的上表面沉积有下层金属膜；玻璃垫圈开有样品入口和样品出口，玻璃垫圈内的空间即为样品室。上层金属膜的材料为银，上层金属膜的厚度为35nm。平板玻璃的材料为光学玻璃，其厚度为300μm。玻璃垫圈的材料为光学玻璃，其厚度约为500μm。下层金属膜的材料为银，其厚度约为200nm。玻璃衬底的材料为光学玻璃，其厚度为1000μm。检测时，先利用强氧化剂将饮用水中的锰离子氧化成紫红色的离子作为样品，利用蠕动泵将上述样品输出波导的样品室；用激光照射波导的表面，用CCD接收反射光，通过CCD探测黑线中心处的灰度，计算获得痕量锰浓度。本实用新型波导结构的设计、参数的选择，能够保证具有最佳的检测效果。

附图说明

图1为本实用新型波导的装配示意图。

具体实施方式

如图1所示，平板玻璃1、玻璃垫圈2、玻璃衬底3由上至下组装在一起；平板玻璃1的上表面沉积有上层金属膜，玻璃衬底3的上表面沉积有下层金属膜4；玻璃垫圈2开有样品入口5和样品出口6，玻璃垫圈2内的空间即为样品室。上层金属膜的材料为银，上层金属膜的厚度为35nm。平板玻璃1的材料为光学玻璃，其厚度为300μm。玻璃垫圈2的材料为光学玻璃，其厚度约为500μm。下层金属膜4的材料为银，其厚度约为200nm。玻璃衬底3的材料为光学玻璃，其厚度为1000μm。

检测时，首先，利用显色盒中的比色皿加入含锰的饮用水，在磷酸溶液(浓度为2.3mol/L)中，加入高碘酸钾与锰发生灵敏的显色反应，生成紫红色高锰酸盐，即将饮用水中的锰离子氧化成紫红色的离子，作为样品备用；显色过程中还原性物质及氯离子会干扰显色，必须事先除去，Fe³⁺会使溶液呈黄色，利用H₃PO₄红色的掩蔽饮用水中的Fe³⁺。

利用蠕动泵将上述样品输出波导的样品室；

用波长为532nm的激光照射波导的表面，激光的发散角小于0.3mrad。反射光由CCD探测元件接收，因激光具有纳米量级的线宽和发散角，通过预先设计，在入射角附近能确保激发一个超高阶导模，由于超高阶导模的激发，反射光中将出现因衰减全反射(ATR)而出现的吸收黑线。

ATR吸收峰的极小值R_min由下式给出：