[发明专利]一种基于锁相放大技术的水质分析仪

权利要求书

1.一种基于锁相放大技术的水质分析仪，包括LED阵列(2)、光束调节模块(3)、测温模块(5)、光电转换模块(6)和数据处理模块(8)，其特征在于：所述水质分析仪还包括频率调制电路阵列(1)、水样室(4)、锁相解调阵列(7)和显示模块(9)；

频率调制电路阵列(1)包括多个并联的频率调制电路(10)，任意两个频率调制电路(10)的调制频率不同，每个频率调制电路(10)包括依次串联的频率调制激励单元、放大偏置单元和波形发生单元；

LED阵列(2)包括多个并联的LED(11)，任意两个LED(11)的发光波长不同，所述发光波长的范围为180nm至1200nm；

频率调制电路(10)的数量等于LED(11)的数量，多个频率调制电路(10)分别用于恒流驱动多个LED(11)；

水样室(4)用于存放待分析的水样；

多个LED(11)发出的多束光波被光束调节模块(3)耦合为一束光波，并垂直射入水样室(4)；

射入水样室(4)的光波经水样的透射，射入光电转换模块(6)；

光电转换模块(6)用于将射入的光波转换为电信号；

锁相解调阵列(7)包括多个并联的锁相解调电路(12)，多个锁相解调电路(12)的解调频率分别与多个频率调制电路(10)的调制频率相同，每个锁相解调电路(12)包括依次串联的前置放大单元、带通滤波单元、锁相放大单元和低通滤波单元；

多个锁相解调电路(12)用于将所述电信号分为多个电信号；

频率调制激励单元通过移相单元与低通滤波单元串联；

数据处理模块(8)包括物质浓度处理单元(15)和补偿单元(16)，物质浓度处理单元(15)用于将所述的多个电信号从模拟信号转换为数字信号，采集该数字信号，并通过预设的基于朗伯比尔吸收定律的算法，得出水样中待测物质的浓度，补偿单元(16)用于实现光强和温度的零点自动补偿；

测温模块(5)用于检测水样的温度，并将实时的水温数据发送至补偿单元(16)；

显示模块(9)为LCD，用于显示水样中待测物质的浓度。

2.根据权利要求1所述的一种基于锁相放大技术的水质分析仪，其特征在于：光束调节模块(3)包括均由石英制成的光合束器(13)和光准直器(14)；

光合束器(13)用于将多个LED(11)发出的多束光波耦合为一束光波，光准直器(14)用于调整该光波的传播方向，使其垂直射入水样室(4)。

3.根据权利要求1所述的一种基于锁相放大技术的水质分析仪，其特征在于：光电转换模块(6)采用由硅制成的宽谱光电二极管。

4.根据权利要求1所述的一种基于锁相放大技术的水质分析仪，其特征在于：波形发生单元采用型号为ICL8038的芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于锁相放大技术的水质分析仪，其特征在于：锁相放大单元采用型号为AD630的芯片。

6.根据权利要求1所述的一种基于锁相放大技术的水质分析仪，其特征在于：数据处理模块(8)采用型号为STM32F4的处理器。