[发明专利]重金属三维荧光在线检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光光谱分析和光电检测技术领域，尤其涉及一种重金属三维荧光在线检测仪。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，城市污水处理率逐年提高，城市污水处理厂的污泥排放量也急剧增加。未经恰当处理的污泥排入环境后,直接给水体带来二次污染，这不仅降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁。污水处理厂的污泥排放问题已经成为环境继续恶化的一个重要因素。

厌氧消化是最常使用的污泥减量化、稳定化、无害化和资源化技术，厌氧消化中关键所在是产酸产甲烷菌，而含铬和铜的工业废水产生的污泥对厌氧消化产沼气的影响很大。短期内即可以使产气变差，甚至使产气停止，使内部的产酸产甲烷菌死亡，使系统无法正常运转。

要对污水中的重金属污染物进行检测，首先要探测出污染物的品种、浓度等信息。目前，定性或定量检测重金属污染物的方法仍以现场取样，实验室分离，再用色谱分析等传统的实验室检测方法为主。近年来，采用三维荧光仪器，获得未经分离的重金属污染物的三维荧光光谱，再对光谱数据进行解析的方法得到了人们的关注。

三维荧光仪器是一种光谱分析仪器，它是利用有光源产生光经激发单色仪后，照射到被检测的样品上，激发样品中的荧光物质发出荧光，荧光经过发射单色仪后，由光电探测器 (通常是光电倍增管)将所接受到底光信号转换为电信号，从而得到样品的三维荧光光谱分布。 一台三维荧光仪器由光源、激发光单色仪、发射光单色仪、样品池、光电探测器和控制系统与计算机等部分构成。三维荧光仪器中常用的光源有高压汞灯和脉冲氙灯。脉冲氙灯能发射 高强度的连续光谱，使用最为广泛。激发光单色仪与一般由分光光栅和相应的扫描机构组成， 用于从光源发出的宽带光谱中选出特定谱带的光作为激发光。发射光单色仪与激发光单色仪 具有类似的结构和功能，它是用于分析由样品产生的荧光光谱。三维荧光仪器能提供包括三 维(包括二维)激发光谱、三维(包括二维)发射光谱、同步三维荧光光谱以及荧光强度、量子 产率、荧光寿命、荧光偏振等诸多物理参数，可以从不同角度表征分子的成键和结构情况。 通过对这些参数的测定，不但可以进行单组分的定量分析，而且可以进行多组分同时定量分析。

荧光光谱法具有灵敏度高、选择性好、用样量少、方法简便等优点。三维荧光光谱仪 器已经应用于材料、医学和生命科学等高科技领域，以及质量控制等常规分析中。现有三维荧光光谱仪器均为台式仪器，测量时需要将液体样品放入样品池中或将具体样品置于样品池 的位置，才能进行分析测量。对于许多应用需要进行在线或远程检测，或是不允许或不能够 进行取样，在这种情况下只能将激发光引至测量位置，同时将荧光收集并传回仪器，才能实现荧光光谱的测量。

发明内容

本发明为了解决以上问题提供了一种检测灵敏度高、选择性强、测试方便的重金属三维荧光在线检测仪。

本发明的技术方案是：包括喷散装置、全光纤探头模块、发射光滤波模块、光源模块、激发单色仪模块、发射单色仪模块、检测模块和数据处理模块，所述的全光纤探头模块经液下测量光纤、光纤连接器、发射光纤和发射光纤耦合器将被测样品产生的荧光信号传导至发射光滤波模块。

所述的喷散装置内置重金属有机螯合剂。

全光纤探头模块由导光全光纤探头、一对固定螺栓、透镜组、可调距金属套、探头座和反射镜面组成，所述的探头座固定在导光全光纤探头上，所述的探头座上固定连接液下测量光纤，该测量光纤连接至透镜组，所述的反射镜面固定在可调距金属套的底部，所述的固定螺栓将可调距金属套固定在探头座上。

所述的发射光滤波模块包括步进电机、步进电机控制器、滤波轮和金属轮片，所述的滤波轮由步进电机带动转动，所述的滤波轮由嵌在金属轮片上八个不同截止波长的滤波片和旋转轴构成，所述的旋转轴与步进电机相连并固定。

本发明运用重金属有机螯合剂，利于重金属在污水中采用荧光检测，采用全光纤代替固定测量光路，采用八个不同截止波长的滤波片组成荧光滤波轮并根据不同的激发波长选择不同的滤波片，最大程度上滤除激发光，减小激发光对荧光检测的影响，从而实现污水中重金属三维荧光在线检测，本发明还具有操作简单、选择性好、价格低廉的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明全光纤探头模块的结构示意图。

图3是本发明滤波轮的放大结构示意图