[实用新型]一种基于荧光分析的液体理化参数测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液体理化参数测量装置，尤其涉及一种基于荧光分析的液体理化参数测量装置，属于测量技术领域。

背景技术

环境中分析、监测的对象往往是微量、超微量的物质，有很多还具有时间性和空间性，因此对测量技术要求越来越高。随着光学传感器的发展，光学测量法在测量技术领域中受到广泛应用。荧光分析法以其灵敏度高、检测限低、准确性好等优点在近年来得到了迅速发展，如该法能广泛应用于在线水质监测。

溶解氧，它是水生动植物生存必要条件，对水中溶解氧浓度的检测在工业、医学及环境领域等方面都具有非常重要的意义。近年来，随着光学传感器的发展，一种基于荧光猝灭原理的光学测量法逐渐替代了传统的碘量法和氧电极法。熊艳、关亚风等人公开的中国专利（公开号：CN 101713734 A）描述了一种基于荧光猝灭原理的实时在线的光纤氧传感器，该传感器使用V型光纤进行激发光传输和荧光接收，终端连接载体玻璃片和氧荧光敏感膜，一个支端为激发光纤接光源，另一个支端为接收光纤接光电探测器。该探测方案的缺点是输入光和激发产生的荧光之间有时会出现掺杂混合，不能有效分离，这就会使得探测到的荧光不准确，从而将会对工艺结构设计提出更高的要求。初凤红、杨俊杰等人公开的专利（公开号：CN 101586990 A）同样是基于荧光猝灭原理，使用U型塑料光纤传输激发光和荧光，它的缺点是激发光、荧光与光纤的耦合效率较低，从而使得光电探测器接收到的荧光信号很少，不利于探测。此外，分立探测的结构，容易受到环境变化等因素的影响。

进一步的，很多在线水质测量系统，如溶解氧测量系统，它只考虑了单一理化参数，如温度、PH值、水中盐浓度等，对测量系统的影响，很少实现多参数同时测量，即使有少部分测量系统实现，也是较多地通过在测量系统中配有相关传感器进行测定，如温度传感器，盐度传感器，这将会大大地阻碍测量系统一体式的结构设计，带来不同传感器之间相互干扰问题，集成度较低。

此外，水中气泡是许多溶解氧测量系统没有考虑的影响因素。当流动的液体表面出现气泡时，气泡就会吸附在光纤传感器探头的表面，由气泡的光学特性知，气泡会使得从光纤传输来的入射光和激发产生的荧光发生散射、折射。由于荧光本身就很微弱，因而就会大大降低荧光的接收效率。此外，水中气泡的主要成分中也包含氧气分子，水生植物通过光合作用产生氧气，当水中溶解氧浓度饱和时，就会析出气体形成气泡，而气泡数量很多就会影响溶解氧测量系统的稳定性，测量的溶解氧浓度数值就包含了一部分在气泡中的氧气分子的浓度，导致测量结果不准确。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种基于荧光分析的液体理化参数测量装置，能够同时对氧浓度、温度、PH值等多种理化参数进行精确测量，且具有更高的系统集成度，结构更紧凑。

本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种基于荧光分析的液体理化参数测量装置，包括：荧光激发光源、荧光敏感元件、荧光接收模块、信号处理及控制单元，荧光敏感元件分别与荧光激发光源、荧光接收模块光路连接；所述荧光敏感元件上的不同区域涂覆有N种对不同的液体理化参数敏感的荧光敏感物质，N为大于1的自然数，且这N种荧光敏感物质均可在荧光激发光源所发出的激发光照射下产生荧光；荧光激发光源与荧光敏感元件之间的光路中设置有第一开关装置，可在信号处理及控制单元的控制下使荧光激发光源所发出的激发光仅照射在所述N种荧光敏感物质中的一种上；所述荧光接收模块包括第二开关装置、光电探测器以及N个光带通滤波片，其中第i个光带通滤波片的通带中心波长等于第i种荧光敏感物质的荧光光谱中峰值处的波长，                                                ，第二开关装置可在信号处理及控制单元的控制下使荧光敏感元件所产生的荧光仅通过N个光带通滤波片中的一个，通过光带通滤波片的荧光经光电探测器转换为电信号后输出至信号处理及控制单元；信号处理及控制单元用于对第一开关装置、第二开关装置进行控制，并根据所接收的荧光强度信息得出待测液体的理化参数。