[发明专利]一种浸没式紫外可见吸收光谱传感器及其使用方法

说明书

本发明涉及一种浸没式紫外可见吸收光谱传感器及其使用方法，该传感器包括：壳体，壳体内密封设置有光源、光谱仪、控制装置和驱动装置，控制装置分别连接光源、光谱仪和驱动装置；壳体底部密封设置有入射光窗和接收光窗；反射器底座，反射器底座内设置有直角反射器；推杆，推杆的一端连接驱动装置的输出端，推杆的另一端以活动防水的方式伸出壳体与反射器底座固定连接；其中，光源用于发出检测光，检测光经入射光窗进入待测液体后垂直入射到直角反射器，经直角反射器反射的光再次进入待测液体后经接收光窗发射到光谱仪。本发明在无需复杂同步控制的条件下，即可实现大范围的变光程检测，可以广泛应用于环境水体监测中。

技术领域

本发明是关于一种浸没式紫外可见吸收光谱传感器及其使用方法，涉及水体检测技术领域。

背景技术

浸没式紫外可见吸收光谱传感器用于水体检测，也被称作全光谱传感器。光程是吸收光谱检测设备的关键硬件参数之一。根据比尔朗伯定律，对于同一检测溶液，光程与吸光度成正比。因而，全光谱传感器的光程越大，灵敏度越高，吸光度检测上限越低。由于一般浸没式紫外可见吸收光谱传感器没有自动变光程设计，为了应对不同的水质条件，现有技术设计出以光程区分的不同型号，如小光程型号用于高污染场景，大光程型号用于较清洁水体。但是，在城市河道、排水口等场景下，由于水质波动大，单一光程很难满足应用需求。同时，水样在不同波长会具有不同的差异较大的吸收系数，单一光程无法对不同波长均实现有效地检测。

现有技术中有公开自动变光程的紫外可见吸光度检测装置，早期在微量样品检测中有应用开发。但是该装置仅可适用微量样本，在较小的范围(0.5～2mm)内变化光程，且不具备浸没检测能力。现有技术还提出浸入式紫外可见分光光度计检测头，但是浸入部分仅限于检测头而不包含主机，并且不包含自动化变光程解决方案。现有技术也有提出变光程水质监测系统及方法，需要依靠变反射率镜和等效光程实现，由于不同波长的光反射率有差异，容易造成光谱形状失真，且等效光程干扰因素多，难以从设计上加以确定，影响测量效果。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种浸没式紫外可见吸收光谱传感器及其使用方法，能够自动变换光程实现大范围的变光程检测。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供的浸没式紫外可见吸收光谱传感器，该传感器包括：

壳体，所述壳体内密封设置有光源、光谱仪、控制装置和驱动装置，所述控制装置分别连接所述光源、光谱仪和驱动装置；所述壳体底部密封设置有入射光窗和接收光窗；

反射器底座，所述反射器底座内设置有直角反射器；

推杆，所述推杆的一端连接所述驱动装置的输出端，所述推杆的另一端以活动防水的方式伸出所述壳体与所述反射器底座固定连接；其中，

所述光源用于发出检测光，所述检测光经所述入射光窗进入待测液体后垂直入射到所述直角反射器，经所述直角反射器反射的光再次进入待测液体后经所述接收光窗发射到所述光谱仪。

所述的浸没式紫外可见吸收光谱传感器，进一步地，所述驱动装置采用电机。

所述的浸没式紫外可见吸收光谱传感器，进一步地，所述电机通过螺杆、齿轮或曲轴连杆方式实现对所述推杆上下运动的控制。

所述的浸没式紫外可见吸收光谱传感器，进一步地，所述直角反射器包括两个互相垂直的反射面，每个反射面与所述壳体底部平面均成45°夹角，两个垂直的反射面使得检测光与接收光传播方向成180°角。

所述的浸没式紫外可见吸收光谱传感器，进一步地，所述直角反射器采用单个全反射石英直角棱镜的两个直角面；或者，所述直角反射器采用两块互相垂直的镀紫外反射膜的平面反射镜。