[发明专利]一种用于水质分析的样品多光谱并行生成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光学法水质监测的样品光谱生成装置，属于水质监测技术领域。

背景技术

水资源是保障社会发展和经济发展的重要资源，水质分析能够对当前我国可利用水资源进行评估鉴定，及时发现水资源存在的问题并为解决方案提供参考。

光学法水质检测技术是一种新型的水质检测技术，具有分析速度快（一般为10^-1-10⁰min数量级）、无试剂（及其可能带来的试剂排放造成的二次环境污染）、设备结构简单、免维护、设备安装所需场地环境要求较低，设备建设投资和设备维护成本均较低的优点。工作机制是使用不同类型的光源照射被检测的水质样品，然后将样品产生的光吸收、散射、发射等光效应转换成数字信号，由复杂的数学模型计算获得水体中相关水质检测指标的测量值。被检测样品多种不同类型光效应的产生和光谱检测可揭示水质样品中不同化学成分的组成和含量，是光学法水质检测技术的关键。

现有的光学法水质检测装置在样品多光谱生成上一般采用两种方法。方法一是通过不同的设备来生成不同类型的样品光谱。这种方式需要使用的检测设备多，导致整体检测装置结构复杂，建设和维护成本很高。方法二是通过同一设备，在不同的时刻依次检测水质样品不同的光效应，生成不同的特征光谱。如果采用该种方式进行水质检测，则面临耗时长的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种用于水质分析的样品多光谱并行生成装置。

本发明公开了一种用于水质分析的样品多光谱并行生成装置，其包括发射单元、测试单元和接收单元。其特征在于：所述发射单元包括脉冲光源、光分路器、衍射光栅和光栅同步偏转器，以可调的时间周期和时长产生不同波长的扫描单色光束；所述测试单元包括准直镜组、拉曼探头、荧光探头、样品测量池，在接收扫描单色光束后，经由光束在水体中的光学效应同时生成三种不同类型的光谱；所述接收单元包括三通道光谱仪和嵌入式计算机，负责同步发射单元、测试单元和接收单元以并行接收吸收光谱、拉曼散射光谱和荧光发射光谱信号，并通过算法求出水质分析数据。本发明的一种用于水质分析的样品多光谱并行生成装置是同一套设备在同一时间并行生成三种类型样品光谱的特征办法。

优选的，所述脉冲光源发出可调时间周期和时长的多波长合成脉冲光束，经光电耦合触发光栅同步偏转器驱动衍射光栅实现与脉冲光束同步偏转，从而在输出端产生扫描单色光光束。

优选的，所述测试单元以样品测量池三维空间中正交光路上放置的准直透镜组、拉曼探头和荧光探头，与脉冲光源单色光信号同步地同时检测样品测量池中水质检测样品产生的拉曼散射效应、紫外/可见吸收效应和荧光发射效应，且上述光效应不会发生相互干扰。

优选的，所述接收单元在权利要求2所述发射单元光电耦合触发信号同步触发控制下，三通道光谱仪并行采集由权利要求3所述测试单元检测到的水质检测样品光效应，同时生成水质检测样品的三种不同类型光谱，即拉曼散射光谱、紫外/可见吸收光谱和荧光发射光谱，并并行发送给嵌入式计算机进行后续计算。

本发明的一种用于水质分析的样品多光谱并行生成装置，其包括发射单元、测试单元和接收单元，该办法能够在仅有一套装置的情况下，在同一时间生成三套特征光谱，大大减少了水质分析的时间，降低了水质分析成本。

附图说明

图1为用于水质分析的多光谱并行生成装置第一实施例结构示意图。

图2为测试单元三维空间结构的第一实施例正交检测光路三视图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。