[实用新型]一种原位实时光学检测装置

说明书

本实用新型涉及一种原位实时光学检测装置，所述检测装置包括深层土壤原位实时探测探针和深层土壤光谱分析仪，所述检测装置对可见光谱和红外光谱分别进行分析，为解决无机和有机物等所有种类的污染物放在一起检测提供了保障，通过光学可见光的发射光谱和红外的吸收光谱，实现非靶向的、原位实时的土壤污染物检测。本实用新型的突破点在于整合了对土壤中无机物和有机物的进行原位实时检测化验，通过结合金属元素的可见光发射光谱和有机物的红外吸收光谱判断土壤的污染情况。本实用新型可见光光谱通过时域延时腔体对脉冲的发射光谱进行光谱到时域的延时，实现利用单点检测器串行读取。

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，具体涉及一种原位实时光学检测装置。

背景技术

土壤作为生物与自然界物质和能量交换的媒介，是生态环境的重要组成部分，也是人类赖以生存的主要自然资源之一。随着现代工农业和城市化的发展，土壤污染日益严重。据联合国2015年发布《世界土壤资源状况》指出，土壤面临严重威胁。我国目前是全球最大的农药生产国、使用国和出口国。现有农药生产企业2600多家，目前农药产品有27000多个，年产量190万吨，居世界第一，且其中化学药的比重超高，而农药利用率只有30％，比发达国家低10％～20％。长三角地区至少10％的土壤基本丧失生产力。据调查，浙江省17.97％的土壤受到不同程度的污染，普遍存在镉、汞、铅、砷等重金属污染。华南地区，部分城市有50％的耕地遭受镉、砷、汞等有毒重金属和石油类有机物污染，有近40％的农田菜地土壤重金属污染超标，其中10％属严重超标。土壤无机污染物主要为汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属；有机污染物主要为酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤剂类等。土壤的无机物和有机物的污染已经越来越受到人们的关注。

污染物质在大气和水体中的迁移都要比在土壤中更容易，这使得污染物质在土壤中并不象在大气和水体中那样容易扩散和稀释，因此容易在土壤中不断积累而超标，同时也使土壤污染具有很强的地域性。无机和有机物污染物的危害主要表现在多个方面，一是破坏土壤的酸碱平衡，直接影响植物的生长；二是通过雨水的扩散污染人类的饮用水，直接影响人的健康；三是经过植物的吸收与富集后再通过食物链的传递间接对人产生影响。针对土壤污染的普遍和迫切，我国的《土壤环境监测技术规范》内一系列技术和测量标准明显滞后落伍，对污染物的测定和评估效率过低。《规范》中对土壤的检测一般为线下检测，步骤分为布点采样、样品制备、分析方法选择、结果表征、资料统计和质量评价等而且繁琐。在选择分析方法步骤中，由于污染物的种类繁多而且分析方法主要为靶向分析分析方法，造成检测效率低下(检测周期过长)和投入过多的人力成本，最终大大增加了检测成本。同时，国内外的各类土壤检测方法，其主要采集和分析为表层土壤，污染物在土壤深层中累积问题未能被真实有效反映。

发明内容

为了克服现有技术的不足，提出了一种原位实时光学检测装置，所述检测装置为解决无机和有机物等所有种类的污染物放在一起检测提供了保障，通过光学可见光的发射光谱和红外的吸收光谱，实现非靶向的、原位实时的土壤污染物检测。本实用新型的突破点在于整合了对土壤中无机物和有机物的进行原位实时检测化验，通过结合金属元素的可见光发射光谱和有机物的红外吸收光谱判断土壤的污染情况。

本实用新型的技术方案为：一种原位实时光学检测装置，所述检测装置包括深层土壤原位实时探测探针和深层土壤光谱分析仪，所述检测装置对可见光谱和红外光谱分别进行分析。

所述深层土壤原位实时探测探针设有一个金属探针，所述金属探针设有一个长度为1-2米长的中空钢管，在所述中空钢管上设有带通孔的观察窗，所述观察窗等距离排列在所述中空钢管上，用于对中空钢管内光路与土壤近距离分析，在所述中空钢管的内部放置一个高压电极针，在所述中空钢管内部的上下两端分别设置一个金属准直反射镜，所述金属准直反射镜的一个表面为圆形平面，所述圆形平面与所述中空钢管的轴向的夹角呈一个锐角，两个所述金属准直反射镜的圆形平面平行相对摆放且位于所述高压电极针的一侧，在所述中空钢管内部的上端设有红外入射光源、收集电弧放电光源和红外反射光源；