[发明专利]一种低噪声高精度总氮总磷一体化检测系统与方法

权利要求书

1.一种低噪声高精度总氮总磷一体化检测系统，其特征在于，该系统包括样品处理单元、检测单元和噪声去除单元；

所述的检测单元包括：采用方波控制LED供电的通断，实现将光源信号调制为方波信号，该方波信号经过分光镜后分别对待测水体样品和空白溶液进行检测，然后由光电二极管完成光电转换后再将电流信号经过跨阻放大转为电压信号并进行放大。

所述的噪声去除单元包括：对经过检测单元放大后的方波信号进行直流噪声去除和周期性噪声去除；

所述的直流噪声去除为通过交流耦合滤除失调电压和暗电平；

所述的周期性噪声去除为：分别将测量信号与参考信号以及测量信号与参考信号移相90°后的信号相乘，得到乘积结果为I₁和I₂，再进行模数转换：

即：

式中：

I₁表示测量信号与参考信号乘积所得的信号；

I₂表示测量信号与参考信号经过90°相移后乘积所得的信号；

A表示待测信号的幅值；

B表示参考信号的幅值；

f表示方波信号的频率；

t表示时间；

θ₁表示正弦波分量1的初相位；

θ₂表示正弦波分量2的初相位；

通过低通滤波器后将I₁和I₂中的倍频分量滤除，余下分量分别记为I′₁和I′₂，则真实信号II按照下式计算：

由于参考信号的幅值B已知，则能计算出待测信号的幅值A。

2.如权利要求1所述的低噪声高精度总氮总磷一体化检测系统，其特征在于，所述的周期性噪声去除中，还能够通过计算出两信号的相位。

3.如权利要求1所述的低噪声高精度总氮总磷一体化检测系统，其特征在于，所述的周期性噪声去除中，同时，通过配置运算放大器的放大倍数能够完成两个信号相乘：当调制信号为高电平时，配置运算放大器放大倍数为+1；当调制信号为低电平时，配置运算放大器放大倍数为-1，此时的输出相当于测量信号与幅值为1的参考信号相乘。

4.如权利要求1所述的低噪声高精度总氮总磷一体化检测系统，其特征在于，所述的样品处理单元包括：对待测水体样品进行消解、还原和显色的预处理，然后将待测水体样品送至样品流路的检测池，同时将等量的空白溶液送至参考流路的检测池。

5.如权利要求1所述的低噪声高精度总氮总磷一体化检测系统，其特征在于，所述的检测单元中，采用频率为1khz的方波。

6.如权利要求1所述的低噪声高精度总氮总磷一体化检测系统，其特征在于，所述的检测单元中，所述的分光镜为50％分光镜。

7.如权利要求1所述的低噪声高精度总氮总磷一体化检测系统，其特征在于，该系统还包括ARM核心处理单元和上位机。

8.一种低噪声高精度总氮总磷一体化检测方法，该方法采用如权利要求1至7任一项所述的低噪声高精度总氮总磷一体化检测系统。