[发明专利]一种一体化探头式光电水质多参数在线测量系统

摘要

本发明公开一种一体化探头式光电水质多参数在线测量系统，包括控制与数据采集单元和光学系统单元；所述控制与数据采集单元包括上位机、控制与数据采集单元、采集器件；所述光学系统单元包括光源和光路，复合光源包括左光源和右光源，左光源为一组多个不同波长的LED光源组成的LED阵列；紫外LED光源和近红外LD光源组成右光源；上位机通过控制与数据采集单元控制光源发出所需的不同波长光照射待测水体，激发待测水体物质发出荧光及散射光信号；本发明的优点是：不需要任何化学试剂直接测量，检测数据快，避免了繁琐的步骤；同时完成对水质中多种藻类的分类及浓度检测、烃类的含量以及浊度的在线检测；可进行单独精确检测，满足不同环境监测的需要。

主权项

1.一种一体化探头式光电水质多参数在线测量系统，其特征在于：包括控制与数据采集单元和光学系统单元；所述控制与数据采集单元包括上位机、控制与数据采集单元、采集器件；所述光学系统单元包括光源和光路及滤光系统，光源包括左光源和右光源，左光源为一组多个不同波长的LED光源组成的LED阵列；紫外LED光源和近红外LD光源组成右光源；上位机通过控制与数据采集单元控制光源发出所需的不同波长光照射待测水体，激发待测水体物质发出荧光及散射光信号；采用LED和LD组成复合光源，可激发荧光及散射光信号，同时完成对水质中多种藻类的分类及浓度检测、烃类的含量以及浊度的在线检测，并根据测量散射光信号对藻类及烃类进行浊度补偿；滤光系统包括旋转式自动滤光片切换系统，所述旋转式自动滤光片切换系统通过控制步进电机转动来带动旋转滤光片转动，根据激发信号的不同，由上位机控制选择不同的滤光片进行滤光，光信号通过滤光片后到达采集器件，采集器件用来将荧光及散射光信号快速采集；滤光片自动切换，由于采用复合光源对水体进行照射，同时测量多个参数，激发的光信号不同；通过控制步进电机转动来带动旋转滤光片转动，根据激发信号的不同，选择合适的滤光片对激发光信号进行滤光，以减少其他光信号对测量参数的影响；上位机根据采集器件获得的散射光信号进行浊度补偿，结合荧光信号反演出藻类及烃类浓度；所述左光源为呈环形分布的低功耗LED阵列，光源的波长范围为370nm—650nm，所述LED阵列和凹槽侧面垂直安装于探头内；右光源为LED和LD组合光源，此组两个光源也与凹槽侧面垂直，并排安装于探头另一侧；紫外LED灯用于激发烃类发出荧光信号，近红外LD灯用于激发水体获得浊度信号，待测水体的范围包括淡水、海水水域；整个浸入式探头结构包括电缆接头、外壳、控制与数据采集单元、步进电机、旋转滤光片、采集器件、上透镜、上视窗、待测水体、左视窗、左透镜、左光源、右视窗、右透镜、右光源、温度传感器、压力传感器、进水孔；所述光路分两路，一路为370nm‑650nm的多个LED阵列，另一路为1个紫外LED和1个LD；多个发光二极管阵列发出的光经左透镜和左视窗照射待测水体；另一路光经过右透镜和右视窗照射待测水体；激发光信号经其入射90°方向的上视窗、上透镜和旋转滤光片被采集器件采集；滤光系统为旋转式自动滤光片切换系统，旋转滤光片包括基体、滤光片A、滤光片B、旋转轴、圆孔；步进电机通过旋转轴与旋转滤光片相连，通过步进电机转动带动旋转滤光片转动。