[发明专利]用于溶解氧浓度测试的激发信号的最佳激发频率检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种用于溶解氧浓度测试的激发信号的最佳激发频率检测方法及装置。

背景技术

利用光学荧光方法测量液体中的溶解氧是近年来新兴的技术方案。

在荧光传感器探头的薄膜上覆盖了一层荧光材料，当一束短波长的蓝光照射到荧光材料时，荧光材料从激发态回到基态时会发射长波长的红光，即是荧光信号。溶解氧的浓度越高，红光持续的时间越短。通过测量荧光信号与激发信号的相位差，可以计算出液体中溶解氧的浓度。

然而，现有技术在实现相位检测上有很大的缺陷，其关键是不能针对不同的荧光材料的特性，确定激发信号不同的最佳激发频率。导致激发频率过高影响荧光信号的信噪比，或激发频率过低降低相位检测灵敏度，增加了测试时间。由于上述问题存在，实际产品在生产过程中只能提高激发信号强度以满足测试需求，但激发信号强度的增加，不仅会增加荧光传感器的功耗，而且会加快荧光材料的漂泊过程，从而大大减小荧光传感器的寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于溶解氧浓度测试的激发信号的最佳激发频率检测方法及装置，其可通过检测确定当前荧光传感器所对应的激发信号的最佳激发频率。

为实现上述发明目的，本发明提供一种用于溶解氧浓度测试的激发信号的最佳激发频率检测方法包括以下的步骤：

S1、将多个激发频率的激发信号逐一照射至测试液体中的荧光材料上，获取与多个激发频率的激发信号对应的多组荧光信号和荧光幅度；

S2、求出每组中荧光信号与对应的激发信号的相位差，并将得到的相位差与每组中的荧光幅度相乘积，得到待定值；

S3、取各组中最大待定值所对应的激发频率为最佳激发频率。

作为本发明的进一步改进，所述S1步骤还包括：

将所述荧光材料在所述测试液体中的位置保持固定。

作为本发明的进一步改进，所述S1步骤还包括：

将所述测试液体的温度及溶解氧浓度保持不变。 

作为本发明的进一步改进，在所述S3步骤后，还包括：

将所述最佳激发频率存储到探头上覆盖有所述荧光材料的荧光传感器对应的存储器中。

作为本发明的进一步改进，在所述S2步骤后，还包括：

将所述荧光信号放大并转换为数字信号。

作为本发明的进一步改进，在1KHz至50KHz区间内，设置频率间隔，每隔一个所述频率间隔取一个激发信号进行检测，所述频率间隔为100Hz至5kHz之间包括端点值在内的任意一个值。

相应地，一种用于溶解氧浓度测试的激发信号的最佳激发频率检测方法及装置，其装置包括：

激发信号发射模块，用于将多个激发频率的激发信号逐一照射至测试液体中的荧光材料上；

荧光传感器，用于获取与多个激发频率的激发信号对应的多组荧光信号和荧光幅度；

处理模块，用于求出每组中荧光信号与对应的激发信号的相位差，并将得到的相位差与每组中的荧光幅度相乘积，得到待定值；以及用于取各组中最大待定值所对应的激发频率为最佳激发频率。

作为本发明的进一步改进，所述处理模块还包括存储器，所述存储器用于将所述最佳激发频率进行存储。

作为本发明的进一步改进，所述检测装置还包括与所述荧光传感器电性连接的放大器模块，所述放大器模块用于将所述荧光信号放大，所述处理模块还用于将放大后的荧光信号转换为数字信号。

作为本发明的进一步改进，所述处理模块还用于控制激发信号发射模块在1KHz至50KHz区间内，设置频率间隔，每隔一个所述频率间隔取一个激发信号进行检测，所述频率间隔为100Hz至5kHz之间包括端点值在内的任意一个值。 

本发明的有益效果是：通过确定最佳激发频率，可优化了光学溶解氧浓度测试，一方面能提高荧光信号的信噪比，另一方面能够降低激发信号强度，从而降低设备功耗，延长寿命。

附图说明

图1是本发明一实施例中传感器中的单片机通过软件设置激发信号频率的示意图。

图2是本发明一实施例中荧光信号与对应的激发信号的相位差图。

图3是本发明一实施例中荧光信号与对应的激发信号的相位差与荧光幅度相乘积与所对应的激发频率的关系图。

图4是本发明一实施例中溶解氧浓度测试的激发信号的最佳激发频率检测步骤流程图。

具体实施方式