[发明专利]一种宽场传输动态液体成份分析方法及装置

说明书

本发明涉及一种宽场传输动态液体成份分析方法及装置，装有待测动态液体的容器管与晶体紧密贴合，基于光场全反射的原理对待测动态液体成份进行检测。光源经整形模块发出平行准直光束到全息相位板，经相位调制至同一直线，该直线具有多个聚焦光斑。该组光场在晶体与装有动态液体溶液的容器内一定深度的液体表面上发生衰减全反射，反射光场被探测模块接收，并利用本发明开创性提出的一种结合本系统的光检测信号放大方法对反射光场进行分析处理，即可得到所需要的动态液体的相关数据信息以及实时变化信息。该系统及方法具有方法简单、非直接接触、灵敏度高、实时性好、高可靠性、信息量大、功能易于扩充等特点。

技术领域

本发明涉及一种宽场传输动态液体成份分析方法及装置，属于痕量物质分析技术领域。

背景技术

流体是能流动的物质，它是一种受任何微小剪切力的作用都会连续变形的物体。流体是液体和气体的总称。流体成分检测需求广泛存在于环境分析、资源勘探、食品安全、生命科学、医学医疗、工业过程控制、国防安全等许多领域，并且这些领域对流体成分检测的灵敏度要求也越来越高。水中物质分析检测技术是流体成分检测一个具有代表性的实际应用案例，水资源是人类社会发展不可或缺并且不可替代的重要资源之一，对社会经济的发展以及人们的日常生活与生产都发挥着保障的作用。而在对水资源质量的调查与把控中，水质分析发挥着重要的作用，对水质进行分析检测，保证生产生活的用水质量有着重要的意义。

在先技术中，存在流体成分检测技术，例如水质分析仪，国内外多家公司存在市场流通检测技术产品，例如美国哈希公司、日本岛津公司、奥地利是能公司、国内聚光公司、先河公司等，现有技术可以测量流体成分，但是存在一些本质不足：1)检测方法复杂，采样式水质分析仪，需要把被检测水采样进行预处理，然后利用化学或物理的检测原理进行分析，并且需要更换试剂等流程，对操作人员要求高，使用不便利，方法复杂，存在二次环境污染的可能；2)在先技术采用化学试剂反应，或者物理光学光谱检测等，在检测过程中不存在有用信息级联方法效应，所以分析检测的灵敏度有限，并且容易收到干扰，影响检测技术使用的可靠性；3)结构复杂、难于集成、功能不易拓展。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术存在的不足，提供一种宽场传输动态液体成份分析方法及装置，具有方法简单、使用方便、便于集成和小型化、灵敏度高、高可靠性、高稳定性、实时性好、适合动态长期监测、非直接接触、舒适度高、成本低、灵活度高、适用范围广、功能易于扩充等特点。

本发明的技术方案是：一种宽场传输动态液体成份分析方法及装置，包括样品模块、光源整形模块、检测模块，其特征在于：所述样品模块由晶体与盛有动态液体的容器组合而成，晶体与盛有动态液体的容器间紧密贴合，光源整形模块发出平行准直光束到全息相位板，经相位调制至同一直线，该直线具有多个聚焦光斑，该光场在晶体与装有动态液体溶液的容器内一定深度的液体表面上发生衰减全反射，经反射回来的光场被检测模块接收，利用本发明提出的一种结合本系统的开创性光检测信号放大方法对反射光束进行相应分析处理，其中所述开创性光检测信号放大方法为将检测模块接收到的光场反映出的待测液体成份信息构造成多个数学模型，将待测动态液体成份信息高效、灵敏的检测出来，并且可以将动态液体成份的微小变化转换为可检测出来的明显数据变化。具体方法步骤为：

1)探测器接收到反射光场在当前时刻的一组光强信息，将该组光强数据记为矩阵A＝[A₁,A₂……A_n]。

2)考虑到各平行光场同时携带有待测成份信息与各种干扰信息，现本发明利用提出的光检测信号放大方法将接收到的数据中有用待测信息很好的提取出来，并且将其灵敏度极高、准确率极高的转换成数字表示形式。由于各光场所携带的有用信息相同，而无用的干扰信息可变，构造矩阵B

矩阵B反映了当前时刻携带待测液体信息的所有光场数据信息以及当前时刻不同干扰信息影响下不同位置接收信息的变化差值。