[发明专利]一种悬浮颗粒偏振荧光同步测量装置

说明书

一种悬浮颗粒偏振荧光同步测量装置，包括光源、起偏装置、入射偏振光光路、散射光接收光路、分光器、信号接收装置以及数据处理端,其中，光源发出的光经过起偏装置后产生入射偏振光，经过入射偏振光光路照射液体中的悬浮颗粒物，散射光接收光路接收来自被照射的悬浮颗粒物的散射光信号并传送至分光器，散射光信号由分光器分光后，分别由分光器的荧光探测分光通道和偏振检偏分光通道输出激发荧光信号和偏振散射信号，再由信号接收装置接收并传送至数据处理端。该装置同时获得悬浮颗粒物的偏振散射信号和激发荧光信号，结合偏振散射特性和激发荧光特性，来区分和识别悬浮颗粒物，能够大大提高悬浮颗粒物识别的准确性。

技术领域

本发明涉及悬浮颗粒物的探测，特别是一种悬浮颗粒偏振荧光同步测量装置。

背景技术

快速、准确、大量的获得水体悬浮颗粒的信息，是生态研究、环境监测的重要手段。当前估计水体悬浮颗粒的方法，包括称重、质量或数量浓度等，不能对水体悬浮颗粒分类和识别。光学方法因为高分辨、非接触、非破坏、信息丰富等优势广泛被用于微粒的检测中。目前主要有成像、荧光、散射等方法。微粒内部结构及形态往往是微粒较重要的特性，尤其是微藻、细菌等生物体，然而传统光学方法对于悬浮微粒并不能对其进行较好的表征。光学成像方法需要复杂的光学系统对颗粒的成像，受分辨率和视野的制约；荧光方法通过获得水体颗粒整体的色素信息，散射方法通过光强角分布来获得水体颗粒整体的粒径分布和浓度信息，对颗粒的识别与分类能力有限。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述技术缺陷，提供一种悬浮颗粒偏振荧光同步测量装置，提高微粒识别的准确性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种悬浮颗粒偏振荧光同步测量装置，包括光源、起偏装置、入射偏振光光路、散射光接收光路、分光器、信号接收装置以及数据处理端,其中，所述光源发出的光经过所述起偏装置后产生入射偏振光，经过所述入射偏振光光路照射液体中的悬浮颗粒物，所述散射光接收光路接收来自被照射的微粒的散射光信号并传送至所述分光器，所述散射光信号由所述分光器分光后，分别由所述分光器的荧光探测分光通道和所述偏振检偏分光通道输出激发荧光信号和偏振散射信号，再由所述信号接收装置接收并传送至数据处理端，由此，同时获得所述悬浮颗粒物的偏振散射信号和激发荧光信号，结合所述偏振散射特性和激发荧光特性，来区分和识别所述悬浮颗粒物。

进一步地：

所述入射偏振光光路包括光阑和第一透镜，通过所述光阑使所述入射偏振光变细，再经过所述第一透镜聚焦照射至所述悬浮颗粒物。

所述散射光接收光路相对于所述入射偏振光光路设置在所述悬浮颗粒物的后向散射角度处。

所述散射光接收光路包括第二透镜、针孔和第三透镜，所述散射光经过所述第二透镜汇聚在所述针孔处，通过所述针孔进行空间滤波后形成发散光，再通过所述第三透镜将所述发散光调制成单束平行光，所述单束平行光进入所述分光器后将被分为多束光，进入所述荧光探测分光通道以及所述偏振检偏分光通道的多个子通道。

所述入射偏振光光路和所述散射光接收光路交汇于一个极小区域使得只有该区域内的悬浮颗粒物才能被探测到其散射信号。

所述荧光探测分光通道处设置入射光波长的滤波片，滤去入射光的散射光，使所述悬浮颗粒物所产生的激发荧光通过，经由光电转换器进行转换后，由所述接收装置将信号传送到所述数据处理端，所述数据处理端计算激发荧光光强和/或波长，以实现所述悬浮颗粒物的荧光特性的解读。

通过分振幅、分波前或波长、光调制的方式测量光的偏振态。