[发明专利]余氯传感芯片及余氯检测方法

说明书

本发明公开了一种余氯传感芯片及余氯检测方法，其中余氯传感芯片包括空心光子晶体光纤，所述空心光子晶体光纤的一端通过光纤连接外部的光电探测器，另一端的底部端面为反射面；所述空心光子晶体光纤的一端还设有光源耦合端口；在所述空心光子晶体光纤外部沿其长度方向依次设置显色剂腔、混合反应腔和溶液回收腔；所述显色剂腔内设有显色剂微流体管；所述混合反应腔内设有微流控芯片，该微流控芯片上设有微流沟道，该微流沟道与所述空心光子晶体光纤的内部连通；所述该微流沟道上设有显色剂入口和水样入口，该显色剂入口与所述显色剂微流体管连通，该水样入口连接一水微流体管；所述溶液回收腔设有导流管，该导流管与空心光子晶体光纤的内部连通。

技术领域

本发明涉及自来水余氯检测领域，尤其涉及一种在线快速水质余氯分析的余氯传感芯片及余氯检测方法。

背景技术

余氯是指水经过加氯消毒，接触一定时间后，水中所余留的有效氯，它以次氯酸、次氯酸根离子、单质氯、化合物等形式存在于水体中。余氯的作用是保证持续杀菌，也可以防止水受到再污染。但是如果余氯超标，会加重水中酚和其他有机物产生的臭和味，还有可能生成氯仿等有“三致”作用的有机氯代物。它会对人体的呼吸系统，皮肤等组织直接造成伤害，在工业身产中作为生产原料可能会对产品造成不良作用。因此余氯是一项非常重要的水质指标，对水体中的余氯进行检测具有重要的实用意义。我国出台的《生活饮用水卫生标准》GB 5749-2006中规定出厂水中的上限为4mg/L，但在网管末梢水中的余量要大于或等于0.05mg/L。

微流控分析芯片最初在美国被称为“芯片实验室”(lab-on-a-chip)，在欧洲被称为“微整合分析芯片”(micrototal analytical systems)，它是微流控技术(Microfluidics)实现的主要平台，可以把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。有着体积轻巧、使用样品及试剂量少、且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点的微流控芯片，在生物、化学、医学等领域有着巨大潜力。

检测水体中余氯的方法主要有化学分析法、电极法、分光光度法等。这些方法中化学分析方法反应时间相对较长，检测限较高，不适用于饮用水的在线水质分析。电极法分为隔膜式电极和敞开式电极。虽然电极法可以快速在线进行水质余氯分析，但是隔膜式电极需要定时更换渗透膜，维护较为繁琐且增加了成本，而敞开式电极必须要在具有固定流速的水中才能进行测量，实际应用中一般需要配套流动池，因此电极法在实用性方面还不够好。传统的分光光度法取样较多，且需要配备专用的设备，成本高昂。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种在自来水网管中进行快速余氯检测的余氯传感芯片及检测方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

提供一种余氯传感芯片，包括空心光子晶体光纤，所述空心光子晶体光纤的一端通过光纤连接外部的光电探测器，另一端的底部端面为反射面；所述空心光子晶体光纤的一端还设有光源耦合端口；

在所述空心光子晶体光纤外部沿其长度方向依次设置显色剂腔、混合反应腔和溶液回收腔；

所述显色剂腔内设有显色剂微流体管；

所述混合反应腔内设有微流控芯片，该微流控芯片上设有微流沟道，该微流沟道与所述空心光子晶体光纤的内部连通；所述该微流沟道上设有显色剂入口和水样入口，该显色剂入口与所述显色剂微流体管连通，该水样入口连接一水微流体管；

所述溶液回收腔设有导流管，该导流管与空心光子晶体光纤的内部连通。

接上述技术方案，所述溶液回收腔底部设有导流孔。

接上述技术方案，该显色剂微流体管上设有第一阀门，该水微流体管上设有第二阀门。

接上述技术方案，所述第一阀门和所述第二阀门均为微型压力阀。