[发明专利]一种在线光纤氨氮传感器

说明书

本发明公开了一种在线光纤氨氮传感器，适用于检测水中氨氮含量，包括：隔水透气的气室、用于感应氨气浓度并产生光信号的感应装置、用于将感应装置的光信号转化为电信号的转化装置、用于将电信号转化为数字信号的处理装置以及隔水的电路室，感应装置设于气室内，转化装置和处理装置连接、且均设于电路室内，感应装置和转化装置对应设置，以便于传递光信号。本发明所提供的在线光纤氨氮传感器，可以有效检测水中氨氮含量、且操作简单，可进行推广使用。

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域，更具体地说，涉及一种在线光纤氨氮传感器。

背景技术

在水产养殖过程中，随着鱼类排泄物和多余有机物沉积的不断增加，水中氨氮含量也不断增加。而氨氮含量过大会造成水体富营养化，从而导致水中鱼类因缺氧出现大量死亡，因此，检测水中氨氮含量十分必要。

现有技术中，检测氨氮含量的分析方法主要有分光光度法、凯氏定氮法和氨气敏电极法。其中，分光光度法灵敏高，但易受水中色度和浊度的影响，操作复杂，反应时间长，化学试剂昂贵，且会造成二次污染；凯氏定氮法灵敏度高，准确性好，但设备昂贵，操作复杂，且设备过大不易于携带；氨气敏电极法是目前应用最广的一种方式，价格便宜，对工作人员要求不高，但易受到挥发氨和高浓度溶解离子等的干扰，导致检测准确度下降，且内部电解液易被污染，需要定期更换电解液、参比电极等，导致操作过程繁琐。

综上所述，如何提供一种可有效检测水中氨氮含量、且操作简单的装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种在线光纤氨氮传感器，可以有效检测水中氨氮含量、且操作简单，可进行推广使用。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种在线光纤氨氮传感器，适用于检测水中氨氮含量，包括：隔水透气的气室、用于感应氨气浓度并产生光信号的感应装置、用于将所述感应装置的光信号转化为电信号的转化装置、用于将所述电信号转化为数字信号的处理装置以及隔水的电路室，所述感应装置设于所述气室内，所述转化装置和所述处理装置连接、且均设于所述电路室内，所述感应装置和所述转化装置对应设置，以便于传递所述光信号。

优选的，所述感应装置包括依次设置的单模入射光纤、用于感应氨气浓度的敏感膜、凸透镜以及单模出射光纤，所述单模入射光纤与光源连接，所述单模出射光纤与所述转化装置连接，所述敏感膜和所述凸透镜设于所述气室内，所述光源设于所述电路室内。

优选的，所述敏感膜为设有吖啶橙的吖啶橙敏感膜。

优选的，所述光源为波长为488nm-500nm的激发光。

优选的，所述敏感膜的厚度为10nm-100nm、宽度为2cm-6cm，所述凸透镜的焦距为2cm-6cm，且所述单模出射光纤位于所述凸透镜的聚焦点上。

优选的，所述敏感膜的制备过程如下：

S1：获取1.0mg-2.0mg的吖啶橙、4mg-5mg大环冠醚、2.8mg-3mg四对氯苯硼酸钾、30mg-40mgPVC粉和100g磷酸三丁酯于烧杯中；

S2：获取5ml蒸馏后的四氢呋喃加入所述烧杯中；

S3：对所述烧杯的各种材料搅拌20min-40min，以使各材料充分溶解制成敏感液；

S4：获取4ul-8ul所述敏感液，滴于经氢氧化钠处理过的石英玻璃上，并通过旋涂方式制得均匀的薄膜；

S5：将所述薄膜置于无氨水中活化，再利用滤纸吸干水分。

优选的，所述转化装置为光电检测器。