[发明专利]一种湿地土壤的原位同步监测方法

权利要求书

1.一种湿地土壤的原位同步监测方法，其特征在于，将包含荧光传感膜的监测装置插入湿地土壤中，所述的装置包括不透光的外壳，所述的外壳一侧设置透明的窗镜，窗镜外侧安装荧光传感膜；所述装置还包括光学传导单元、CMOS图像传感器、二维平移导轨及数据采集模块；所述的光学传导单元在荧光传感膜至CMOS图像传感器的光路上，依次包括平面反射镜、LED光源、光学透镜组和电动旋转滤光片，所述LED光源包括若干波长相同的LED灯，采用环形LED模组，LED灯分布在光学传导单元中光路的外环，且呈均匀环形分布；所述光学透镜组采用玻璃透镜，包括三片下置的光学透镜和三片上置的光学透镜，光学透镜组的主光轴与平面反射镜呈45度角，与荧光传感膜所在平面平行；所述的电动旋转滤光片位于上置和下置的光学透镜之间；LED光源发出的激发光经平面反射镜反射后照射荧光传感膜，荧光传感膜产生的荧光再经平面反射镜反射后通过光学透镜组汇聚和电动旋转滤光片滤光后，在CMOS图像传感器上成像；所述光学传导单元与CMOS图像传感器组成一个联动整体设置在二维平移导轨上；所述数据采集模块与CMOS图像传感器连接；

所述装置插入沉积物中，固定在窗镜的荧光传感膜与待测沉积物基质接触至平衡后，开启LED光源发射激发光，LED光源发出的激发光经平面反射镜反射后均匀照射荧光传感膜，荧光传感膜激发产生特定波长的荧光，再经平面反射镜反射后通过光学透镜组汇聚和电动旋转滤光片滤光后，在CMOS图像传感器上成像和信号转换，经数据采集模块采集并处理后获得荧光传感膜的局部荧光图像；操作装置使光学传导单元与CMOS图像传感器组成的联动整体在二维平移导轨上沿X和Y轴在二维平面内移动，对荧光传感膜进行扫描，直至得到的局部荧光图像覆盖全部的荧光传感膜；将得到的局部荧光图像进行合成和拼接后，得到荧光传感膜与待测基质接触后在特定波长激发光照射下形成的整体荧光图像；根据荧光传感膜对待测参数的响应曲线进行数据处理得到监测结果。

2.根据权利要求1所述的湿地土壤的原位同步监测方法，其特征在于，所述的荧光传感膜包括检测DO、pH、pCO₂、NH₄⁺、SO₂，Fe²⁺的PO传感膜中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的湿地土壤的原位同步监测方法，其特征在于，所述的PO传感膜的响应时间20min。

4.根据权利要求1所述的湿地土壤的原位同步监测方法，其特征在于，所述的平面反射镜与荧光传感膜所在平面呈45度角。

5.根据权利要求1所述的湿地土壤的原位同步监测方法，其特征在于，所述的光学透镜组包括焦距调节装置。

6.根据权利要求1所述的湿地土壤的原位同步监测方法，其特征在于，所述电动旋转滤光片是安装在电动旋转盘上的若干滤光片，所述滤光片与光学透镜平行。

7.根据权利要求1所述的湿地土壤的原位同步监测方法，其特征在于，所述不透光的外壳是底部为45度切面的长方体，一侧安装有高透光率的长方形窗镜，长方形窗镜朝外一侧安装有荧光传感膜，窗镜与平面反射镜呈45度角。