[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

说明书

本发明公开了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，检测方法包括以下步骤：S1，打开光源；S2，光线进入分叉光纤，同等光量的光线进入空芯光纤通道内；S3，打开参考通道的转换阀门，光线进入光学分光机构得到参考光谱；打开待测通道的转换阀门，得到待测光谱；断开所有转换阀门记录暗光谱；S4，通过吸光度计算得到其吸收光谱，确定待测溶液的种类和溶液浓度；通过该装置同时实现多种溶液的检测，提高检测效率，且该装置需溶液量极少，并令吸收光程大大增加，提高了检测的灵敏度，降低了溶液浓度的检测下限，保证溶液在低浓度下也能正常得出光谱数据。

技术领域

本发明涉及液体检测技术领域，具体涉及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。

背景技术

为了构建稳定、健康的水环境系统，需要对水体参数含量进行准确监测，以评估水体的质量，保护和治理水环境。水质检测主要是对水中污染物的种类、浓度和变化趋势等进行检测，近年来，各种光学水质检测方法日新月异，例如红外光谱法、荧光光谱法和紫外可见光谱法。其中紫外-可见吸收光谱法基于朗伯-比尔定律，采用扫描光谱的方式直接对水溶液进行透射光的检测，通过测量特定波长或特定波长范围的光的吸光度来定性和定量分析物质，具有重复性好、没有二次污染等优点。然而，基于紫外-可见吸收光谱法，传统的检测腔室主要使用不同光程的比色皿，比色皿一般为长方体，其底部及两侧为磨毛玻璃，另外两侧为光学石英玻璃，作为测量的透光面。比色皿和比色皿支架搭配使用，通过调节比色皿支架的测量长度可以放置、更换不同的比色皿，从而进行不同浓度溶液的吸光度检测。在每次测量完成后需要用无水乙醇对其内部进行洗涤、擦拭，测量易受干扰，操作复杂，维护成本高，只能停留在实验室分析，难以实现水源地的实时、快速监测。光程越长的比色皿体积越大，较长光程的比色皿进行检测时所需待测溶液量极大，不适合低浓度、少量样品溶液的检测，不利于系统的小型化。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可以通过多通道空芯光纤装置，从而实现多参数溶液浓度检测，并且其成本低廉，所需待测溶液量小，使得吸收光程大大增加，提高了检测的灵敏度，降低了检测限。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：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；

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。