[发明专利]一种竖直向上的开放式吸收光谱采集装置及其采集方法

说明书

本申请涉及一种竖直向上的开放式吸收光谱采集装置及采集方法，所述装置包括透明体、光源和光谱采集光传感器，所述透明体的顶面设有开放式的样品池，所述透明体的侧面设有入光面和出光面，所述光源设置在入光面处，用于将测试光射向样品池内的待测液体，所述光谱采集光传感器设置在出光面处，用于采集待测液体的吸收光谱。本申请采用顶置的开放式的样品池，倒入和取出液体非常方便，清洗也非常方便，不存在不易接触的清洗死角，避免死角残留的潜在影响，所以反复使用不会造成待测样品受污染，较好地解决了现有技术中不易清洗的技术问题。通过选择合适的样品池深度来限定待测液体的厚度，很好地解决了现有吸收光谱采集装置对光程的限制。

技术领域

本申请涉及吸收光谱的采集技术领域，尤其是涉及一种竖直向上的开放式吸收光谱采集装置及其采集方法。

背景技术

吸收光谱又名吸收曲线，是指物质吸收光子，从低能级跃迁到高能级而产生的光谱，不同波长光对样品作用不同，吸收强度也不同，所以每种物质都有其特征性的吸收光谱，据此可对物质进行定量和定性分析。吸收光谱测量技术具有灵敏度高，抗干扰能力强，操作简单、便捷，工作效率高等特点，在环境水样、食品等分析中有着重要的地位，在无机离子、金属离子、化学需氧量等检测中已得到广泛的应用。

根据比尔-朗伯特定律，一束单色光照射一吸收介质表面，通过一定厚度介质后，由于介质吸收了一部分光能，透射光的强度就要减弱，吸收介质的浓度越大，厚度越厚，光强度减弱越显著。因此，根据吸收介质的吸收系数，设计理想的吸收光程对定量检测具有重要意义。当前吸收光谱技术常见的光路设计方式是基于流通池和比色皿的检测光路结构，相应的技术可参考公开号为CN109307666A、名称为“一种便携式荧光光谱检测系统及利用该系统判别再生水与饮用水的方法”的中国发明专利申请，以及公开号为CN107144560A、名称为“在线化学分析仪”的中国发明专利申请。

基于流通池和比色皿的光路设计为半封闭检测光路结构，能够满足吸收光谱采集要求，但是也存在着一些问题：1、存在难以清洗的问题，为了保证光源和光采集区在光程首尾两端的进出光面积，流通池和比色皿需要具有一定的厚度，流通池和比色皿内部的流道和容腔会造成较大的清洗死角，反复使用可能造成待测液体受污染，影响检测结果；2、手工操作问题，在使用过程，进样、出样和清洗均需要一定的手工操作，手工操作限制了吸收光谱法在自动检测领域的应用；3、光程受到限制，无论是流通池还是比色皿，由于其结构特点均决定了其在进行较长光路采集时，可能放大上述两项缺点，且显著提高结构成本。

发明内容

为了解决现有吸收光谱法的光路设计采用半封闭检测光路结构，存在难以清洗，手工操作困难，以及导致光程受到限制的技术问题，本发明提供了一种竖直向上的开放式吸收光谱采集装置及其采集方法。

一方面，本申请提供的一种竖直向上的开放式吸收光谱采集装置采用如下的技术方案：一种竖直向上的开放式吸收光谱采集装置，包括透明体、光源和光谱采集光传感器，所述透明体的顶面设有开放式的样品池，所述透明体的侧面设有入光面和出光面，所述光源设置在入光面处，用于将测试光射向样品池内的待测液体，所述光谱采集光传感器设置在出光面处，用于采集待测液体的吸收光谱。

通过采用上述技术方案，本申请吸收光谱采集装置的工作原理是把待测液体倒入顶置的开放式样品池中，光源发出的测试光从透明体的入光面进入透明体，一部分光线可能会在待测液体的底面被反射，有一部分光线可能在待测液体的顶面被反射，无论是在哪个面被反射，反射回来的吸收光谱都会反映待测液体的信息，然后利用光谱采集光传感器在透明体的出光面采集反射回来的光线，实现吸收光谱的采集。

本申请的透明体具有独特的结构，采用顶置的开放式的样品池，倒入和取出液体非常方便，清洗也非常方便，甚至可以实现自动化操作，扩展吸收光谱在自动检测领域的应用，而且不存在不易接触的清洗死角，每次清洗都能清洗干净，可以通过使用前清洗的方式，避免死角残留的潜在影响，所以反复使用不会造成待测样品受污染，较好地解决了现有技术中不易清洗的技术问题。