[发明专利]一种便携式水中铀检测仪

说明书

本发明涉及便携式检测设备技术领域，具体公开了一种便携式水中铀检测仪，其中发光二极管发出的紫色光照射荧光比色皿，光电倍增管的敏感光窗收集荧光信号，发光二极管的轴线方向与光电倍增管收集荧光的光路成90°角，且分别垂直于荧光比色皿的两个相邻垂直面；发射滤光片位于荧光比色皿和光电倍增管之间；电路系统对发光二极管进行脉冲供电，对LED控温模块供电，同时通过运算放大器采集光电倍增管的信号。本发明采用合适波段的发光二极管为光源，以微型化光电倍增管作为光电转化元件，以荧光比色皿为测量池，大大减少了设备的体积和消耗功率，解决了现场检测铀含量的技术问题。

技术领域

本发明属于便携式检测设备技术领域，具体涉及一种便携式水中铀检测仪。

背景技术

铀是自然产生的最重的金属。呈银白色，具有硬度强、密度高、可延展、有放射性等特征，一般在铀与氧、氧化物或硅酸盐的结合中发现铀。铀原子能发生裂变反应，释放大量能量，从而可以应用于发电、核武器制造等领域。

随着我国核电、军事和医疗各领域的快速发展，铀矿的开采利用和铀制品的加工需求与日俱增，而伴随的环境中的铀污染也日益成为越来越重要的课题。由于在矿产开发、核燃料加工制造、含铀制品的异常泄露以及核武器的开发等过程中，铀难免会进入自然环境中，对人类健康和环境造成极大的威胁。在当今核电大发展的背景下，对排放口和野外环境水中的铀进行环境监测显得尤为重要。

铀在环境中通常以铀酰离子(UO₂²⁺)这种最稳定的形态存在。传统的铀酰离子检测方法包括电感耦合-等离子体质谱法(ICP-MS)、激光荧光法、激光诱导动力学光度法、N235萃取-分光光度法、固体荧光法、电化学法和拉曼光谱法等。其中激光荧光法是最为经典和被广泛接受的方法，但激光荧光法采用激光器为激发光源，其寿命只有几千小时，体积较大，故障率高，且光强的稳定性较差，在实际操作中需要通过外部操作调整响应增益。

上述的传统铀酰离子检测方法均是适合于实验室检测的方法，虽然检测结果准确且灵敏度很高，但均需要使用大型的仪器设备以及由受过专业培训的操作人员来操作，无法实现现场的便携式检测。

此外，随着生物技术和新材料的不断发展，一些核酸适配体和新型化学合成材料也被用于铀酰离子的富集和检测，如发光金属有机骨架材料、分子印迹聚合物等。但这些材料的应用还需要较为复杂的样品前处理过程，操作时间过长，且性质不够稳定，成本较高，同样不适合在现场环境监测中应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式水中铀检测仪，实现在地表水、地下水、铀矿冶排放废水和其他污水等样品中铀含量的现场测定。

本发明的技术方案如下：

一种便携式水中铀检测仪，包括发光二极管、荧光比色皿、发射滤光片、光电倍增管、电路系统和LED控温模块；

所述发光二极管发出的紫色光照射荧光比色皿，光电倍增管的敏感光窗收集荧光信号，发光二极管的轴线方向与光电倍增管收集荧光的光路成90°角，且分别垂直于荧光比色皿的两个相邻垂直面；

所述发光二极管的温度由LED控温模块进行精确控制；

所述的发射滤光片位于荧光比色皿和光电倍增管之间；

所述的电路系统对发光二极管进行脉冲供电，对LED控温模块供电，同时通过运算放大器采集光电倍增管的信号。

所述发光二极管的中心波长为240～400nm，功率为1～4W，恒流源供电。

所述发光二极管的电源采用脉冲调制方式，频率为50～1000Hz，占空比1:4～1:999。

所述发光二极管的温度为室温～60℃。

所述的发光二极管采用铝制散热片，散热片后面放置有风扇，以加强散热。