[发明专利]一种水中溶解氧测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种水中溶解氧测量装置。

背景技术

溶解氧作为一项重要的水质指标，无论在水质评价还是在科学研究中，都具有重要作用。如何准确、连续快速测定溶解氧浓度一直是分析化学的重要课题。

现阶段国内测定水中溶解氧通常采用碘量法及其修正法和膜电极法。碘量法缺点是容易受水中的氧化有机物和硫化物干扰，实验步骤繁琐难以实现在线监测；膜电极法的缺点是要求水体有一定流速，电解液和膜片需要频繁更换和标定致使维护成本高，在线监测性能不稳定。

荧光法溶解氧仪是基于物理学中特定物质对活性荧光的猝熄原理。荧光法测量具有较高的测量精度和抗干扰能力，采用其方法的溶解氧仪具有较好的重复性和稳定性。当前，国内研发荧光法溶解氧仪的厂家很少，并且产品质量都不理想，所以涉及到荧光法溶解氧采购的项目基本上都倚赖于进口品牌。但是由于进口品牌价格昂贵，国内很多用户现在还是在用膜法溶解氧。基于荧光法溶氧仪的诸多优点，很容易受到国内用户的认可，且溶解氧无论是在工业生产、环境监测，还是污水处理上又是一个必不可少的监测参数，所以荧光法溶解氧在国内有很大的市场有待开发，并将对工业生产、环境监测、污水处理等领域起到保驾护航的作用。

于2014.10.15公布的第CN 104101585A号的中国发明公开了一种用于在线溶氧仪的正弦信号相位差测量装置及方法，其装置包括信号驱动模块、荧光膜、荧光接收模块、编解码器和信号处理器，适应于荧光法在线溶氧仪的荧光与激发光相位差的计算。但该装置也只是原理上的测量装置，还未形成一款真正的仪器产品，而且该装置只是算出荧光与激发光的相位差，并不能最终算出水中溶解氧的含量。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种水中溶解氧测量仪，不仅能激发红光与补偿红光的相位差，还可通过主CPU根据该相位差，结合大气压，盐度，温度参数，最终计算出溶解氧浓度。

本发明是这样实现的：一种水中溶解氧测量仪，包括壳体、主板、LED蓝光灯、LED红光灯，荧光膜以及光线接收器；所述主板设在壳体内，并布置有驱动电路、DSP芯片和主控芯片；所述LED蓝光灯、LED红光灯设在壳体内并对称固定在主板的一端部两侧且连接所述驱动电路，且LED蓝光灯、LED红光灯的光线交汇点落在对称轴上；所述荧光膜垂直设置在该对称轴上并安装于所述壳体的端部，所述光线接收器设置在壳体内并依次连接所述主板上的DSP芯片和主控芯片。

进一步的，所述LED蓝光灯前设有460nm滤光片。

进一步的，所述LED红光灯前设有中心孔挡板。

进一步的，所述荧光膜和光线接收器之间的光路上依次设置有透光镜、650nm滤光片以及聚光凸镜。

进一步的，所述壳体还包括传感器主壳、光路固定座和荧光帽，所述光路固定座和所述传感器主壳对接，所述光路固定座的外端具有一透光窗口，所述荧光膜通过所述荧光帽安装在透光窗口上，所述光路固定座上还设有一支架，所述透光镜、650nm滤光片、聚光凸镜以及光线接收器均设在该支架上。从而实现将光路部件集成为一体，便于维护安装，并可以准确的控制光通量。

进一步的，所述主板的一端部具有两支脚和一中心凹口，该两支脚和中心凹口构成U字型结构，所述LED蓝光灯、LED红光灯设在该两支脚的末端，所述650nm滤光片、聚光凸镜以及光线接收器均设在所述中心凹口处，这样使结构更为紧凑，更有利于装置小型化。

进一步的，所述主板还布置有音频电路，所述驱动电路为恒流源驱动电路，所述音频电路分别与所述驱动电路及DSP芯片连接，即可通过DSP芯片控制音频电路发射波形，经过恒流源驱动电路驱动所述LED蓝光灯、LED红光灯闪烁，发出光波。

进一步的，所述光线接收器包括依次连接的硅光电池、I/V转换电路以及放大滤波电路，该放大滤波电路还连接所述音频电路。硅光电池接收闪烁光传回来的波形，经过I/V转换后，再经过后级放大滤波后传给音频电路。

本发明具有如下优点：

1、本发明的水中溶解氧测量仪具有壳体、主板(布置有DSP芯片和主控芯片)、LED蓝光灯、LED红光灯，荧光膜以及光线接收器，测量时可通过DSP芯片根据一定的频率切换LED蓝光灯和LED红光灯的亮暗，光线接收器把收到的光信号转化为AD模拟信号传递给DSP芯片。DSP芯片对收到的模拟信号进行傅里叶变换处理，得到激发红光与补偿红光的相位差，并把得到的相位差传给主CPU，最后由主CPU结合大气压，盐度，温度参数，最终计算出溶解氧浓度。