[发明专利]反应膜的制作方法及基于反应膜的氨氮检测装置、方法

说明书

本发明涉及氨氮检测技术领域，具体涉及反应膜的制作方法及基于反应膜的氨氮检测装置、方法，所述反应膜的制作方法为：首先配置镀膜所用的聚偏氯乙烯‑溴麝香草酚蓝溶液，接着在光纤上面镀膜，从而在倾斜光纤光栅包层表面形成反应膜；所述氨氮检测装置包括：通过光纤依次连接的光源、单模光纤、倾斜光纤光栅、样品池以及光谱仪，所述倾斜光纤光栅的包层镀有该反应膜，本发明还相应的提供了氨氮检测方法，本发明采用光作为信号的载体，具有速度快的特点。反应膜的制备工艺简单，成本低廉。氨氮检测装置结构简单，不需要复杂的样品池反应系统，且检测精度高。

技术领域

本发明涉及氨氮检测技术领域，具体涉及反应膜的制作方法及基于反应膜的氨氮检测装置、方法。

背景技术

污水治理是我国目前面临的一个难题，伴随着人口数量的日益剧增，生活污水以及工业发展污水的排放对水资源造成严重的污染，污水中常见的成分之一是氨氮。准确快速的检测水溶液中氨氮浓度的手段成为治理污水的必要需求。

传统的测量手段有PH传感器、氨氮传感器以及试纸检测方法。PH传感器和氨氮传感器是常用的测量手段，但是易受到周围环境的影响，传感器传回的信号中易掺杂别的信号干扰，产生信号漂移，常见的是温度漂移，即不确定信号的变化是由温度变化还是氨氮浓度变化的结果，同时，传统的利用试纸检测氨氮的方法，基于试纸颜色的变化，对照标准比色图来确定铵离子浓度，此方法不仅操作复杂，同时，人眼对颜色微小的变化不敏感，难以给出准确的判断。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了反应膜的制作方法及基于反应膜的氨氮检测装置、方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

根据本发明实施例提供的反应膜的制作方法，包括以下步骤：

（1）配置镀膜所用的聚偏氯乙烯-溴麝香草酚蓝溶液：溶质为聚偏氯乙烯和溴麝香草酚蓝，有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮，取0.1g聚偏氯乙烯和0.1g溴麝香草酚蓝放入5ml的N-甲基吡咯烷酮溶剂中，然后放在磁控搅拌机上面工作6个小时，待充分搅拌后，得到均匀的溶液；

（2）在光纤上面镀膜：将光纤垂直悬空固定，用胶头滴管取1ml步骤（1）所配的溶液，从光纤上方开始滴加该溶液，在重力作用下，溶液向下流动，然后经过栅区光纤表面，接着放置12个小时，待有机溶剂N-甲基吡咯烷酮充分挥发，只留下聚偏氯乙烯和溴麝香草酚蓝组成的一层附着在倾斜光纤光栅包层表面的反应膜。

本发明还提供基于反应膜的氨氮检测装置，包括：通过光纤依次连接的光源、单模光纤、倾斜光纤光栅、样品池以及光谱仪，所述倾斜光纤光栅的包层镀有一层反应膜，所述反应膜通过如权利要求 1 所述的反应膜的制作方法所得到。

进一步，所述倾斜光纤光栅的倾角为18度，栅区长度为20mm。

进一步，所述光谱仪的分辨率设置为0.1nm，频率设置为200Hz，采样点为2001pt，波长范围为：1480nm至1620nm。

本发明还提供氨氮浓度检测方法，利用上述氨氮检测装置，包括以下步骤：

（1）将倾斜光纤光栅两端通过光纤跳线分别接入光源和光谱仪，设置光谱仪的分辨率为0.1nm，频率设置为200Hz，采样点为2001pt，波长范围为：1480nm至1620nm，调出光谱图；

（2）将包层镀有反应膜的倾斜光纤光栅浸入氨氮溶液中，启用光谱仪自动采集光能量强度随时间的变化，得氨氮溶液中的氨氮浓度。

进一步，所述光谱仪的波长设置为1516.32nm。

进一步，所述光谱仪还记录有纤芯模式对应的光能量强度变化信息。