[发明专利]光纤式全光谱水质传感器光学探头

说明书

本发明涉及水质监测设备技术领域，提供了一种光纤式全光谱水质传感器光学探头，包括：设有盲槽的本体，本体的内部设有平行布置的测量通道和参比通道，测量通道贯穿盲槽布置；测量通道的进口处设有准直透镜，出口处设有耦合透镜；光纤分束器的输入端用于接收光源提供的光束；光纤分束器的第一输出端发出的测量光依次经过准直透镜和耦合透镜后，进入光纤耦合器的第一输入端；位于参比通道内的光纤分束器的第二输出端发出的参比光进入光纤耦合器的第二输入端；光纤耦合器的输出端发出的光束进入光谱仪。该光纤式全光谱水质传感器光学探头，测量光和参比光稳定输出，保证了零点标定的一致性，提高了传感器的稳定性和实用性。

技术领域

本发明涉及水质监测设备技术领域，特别涉及一种光纤式全光谱水质传感器光学探头。

背景技术

全光谱水质在线监测装置，可同时监测COD、温度、TOC、BOD、O3、浊度、有机物(苯类)、硝氮等各类型污染物参数，并没有产生二次污染排放，已被广泛的应用到水质监测中。

全光谱水质传感器的关键技术是需要宽光谱光源按照一定比例进行分光，确保两束光强度稳定交替输出，从而确保零点标定的准确性。同时，需要尽可能简化结构，实现系统的小型化。但是，现有的全光谱水质传感器存在零点标定不准确和结构复杂的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术缺陷和应用需求，本申请提出一种光纤式全光谱水质传感器光学探头，以解决现有的全光谱水质传感器存在的结构复杂的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种光纤式全光谱水质传感器光学探头，包括：光源、光谱仪、光纤分束器、光纤耦合器以及设有盲槽的本体，所述本体的内部设置有平行布置的测量通道和参比通道，所述测量通道贯穿所述盲槽布置；所述测量通道的进口处安装有准直透镜，出口处安装有耦合透镜；

所述光纤分束器的输入端用于接收所述光源提供的光束；所述光纤分束器的第一输出端发出的测量光依次经过所述准直透镜和所述耦合透镜后，进入所述光纤耦合器的第一输入端；位于所述参比通道内的所述光纤分束器的第二输出端发出的参比光进入所述光纤耦合器的第二输入端；所述光纤耦合器的输出端发出的光束进入所述光谱仪。

其中，所述光纤分束器上设置有用于控制所述测量光和所述参比光传输顺序的光学开关。

其中，所述光纤分束器按照多种预设比例对测量光和参比光的强度进行分配。

其中，所述准直透镜和所述耦合透镜均采用石英或者蓝宝石透镜。

其中，所述参比光通过光纤传输。

(三)有益效果

本发明提供的光纤式全光谱水质传感器光学探头，光源发出的光束通过1×2的光纤分束器分成一定比例的两束光，两束光分别命名为测量光和参比光，首先是测量光通过准直透镜，实现在测量通道的远距离传输，最后通过耦合透镜，耦合到光纤耦合器的一个支路里，进入到光谱仪实现测量；其次再是参比光通过位于参比通道的光纤，直接与光纤耦合器的另一个分支相连接进入到光谱仪，从而实现对参比光的测量。与传统光纤分束方法的不同在于，本发明实施例提供的光纤式全光谱水质传感器光学探头，在接收端采用了2×1的光纤耦合器，光纤耦合器直接与光谱仪相连，这样就避免了双探头的使用，降低了技术难度和成本；光纤分光的引入使得测量光和参比光具有稳定的输出，这就保证了零点标定的一致性，提高了传感器的稳定性和实用性。此外，可以控制光纤分束器的分光比例，来实现参比光和测量光强度比例的精确控制，无需利用衰减片进行调节，这样可以简化系统结构和增加系统稳定性。

附图说明