[发明专利]一种基于空芯光纤的多通道溶液浓度检测方法及检测装置

权利要求书

1.一种基于空芯光纤的多通道溶液浓度检测方法，包括以下步骤：

S1，打开光源；

S2，光线进入光纤通道内；

S3，光线被光纤中的溶液吸收后，进入光学分光机构，得到该溶液对应光谱；

S4，光谱通过PC上位机得到吸收光谱图；

其特征在于，

所述步骤S2中，光线通过分叉光纤分成若干同等亮度的光线，光线经过光纤准直镜后进入空芯光纤通道内；

所述步骤S3具体包括以下步骤:

S31，蠕动泵将不同的待测溶液分别注入待测通道中，将去离子水注入至参考通道中；

S32，打开参考通道的转换阀门，空芯光纤内的光线通过光学分光机构，得到参考光谱I₀；

S33，关闭参考通道的转换阀门，打开待测通道的转换阀门，空芯光纤内的光线通过光学分光机构，待测光谱I；

S34，断开所有转换阀门，得到暗光谱I_d；

所述步骤S4具体包括以下步骤:

S41，待测溶液的吸光度得到其吸收光谱f(x_i)，其中i为待测溶液的个数；

S42，通过PC上位机显示其吸收光谱示意图，根据吸收峰位置对应的波段确定待测溶液的种类；根据吸收光谱确定溶液浓度。

2.根据权利要求1所述一种基于空芯光纤的多通道溶液浓度检测方法，其特征在于：在步骤S33中，所述待测通道包括第一通道、第二通道和第三通道，打开其中一条待测通道的转换阀门，得到该待测通道中溶液的待测光谱I后，关闭该通道的转换阀门；重复该步骤直至得到所有待测通道中溶液的待测光谱。

3.根据权利要求1所述一种基于空芯光纤的多通道溶液浓度检测方法，其特征在于，所述步骤S42具体为：根据下式计算吸收光谱的面积S_i：

[a,b]为选取以吸收峰为中心对称分布的一段区间,且b-a≠0

根据S_i的大小，确定溶液的浓度：

不同浓度为x₁，x₂，x₃，…，x_i的待测溶液测得吸收光谱为f(x₁)，f(x₂)，f(x₃)，…，f(x_i)，通过计算得到其吸收面积为S₁，S₂，S₃，...，S_i，

根据x₁，x₂，x₃，…，x_i和S₁，S₂，S₃，...，S_i，建立浓度x和吸收光谱面积S的对应关系，得出其多项式拟合方程：S＝k_nxⁿ+k_n-1x^n-1+...+k₂x²+k₁x+k₀，其中，k₀,k₁,k₂,...,k_n-1,k_n均为常数，且不全为0；

将所测溶液的吸收光谱面积S_i代入拟合方程，得到其浓度的大小x_i。

4.根据权利要求1所述一种基于空芯光纤的多通道溶液浓度检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，进入光学分光机构的具体步骤包括：

SA，光线通过狭缝控制其入射的宽度；

SB，通过所述准直镜，对光线进行准直；

SC，通过所述透射光栅，光线发生衍射，按不同的衍射角出射；

SD，在所述聚焦镜的作用下，将不同波段的光线在光电探测元件表面成像。

5.根据权利要求1所述一种基于空芯光纤的多通道溶液浓度检测方法，其特征在于，所述光源的波长区间为180-800nm。