[发明专利]基于荧光寿命法的水体溶解氧浓度检测系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于荧光寿命法的水体溶解氧浓度检测系统及方法，其系统包括有光源、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器以及单片机，光源的前方光路上依次设有与水样接触的荧光物质、由透镜和窄带滤光片组成的光学系统以及光电探测器，本发明针对通过荧光强度测定溶解氧技术中光源老化、波动等带来的影响，设计出了一套基于荧光寿命法的新型溶解氧检测系统，巧妙设计锁相环电路，使锁相环工作在相位负反馈状态，同时实现光源激发和荧光寿命的检测，完成了溶解氧浓度的精确测量，由于荧光寿命是荧光信号的本征参量，因此本发明具有较强的抗光源波动及外界杂散光干扰的能力，可实现水体溶解氧浓度的高精度实时在线监测。

主权项

一种基于荧光寿命法的水体溶解氧浓度检测系统，包括有光源、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器以及单片机，所述光源的前方光路上依次设有与水样接触的荧光物质、由透镜和窄带滤光片组成的光学系统以及光电探测器，其特征在于：所述的压控振荡器输出具有固有振荡频率的方波信号后分成两路，其中一路作为调制信号，驱动光源发出中心波长465nm的光，并照射在荧光物质上产生波长650nm的荧光，荧光依次通过透镜和窄带滤光片后由光电探测器接收，所述的光电探测器探测到荧光信号并进行放大、滤波和整形后送入所述的鉴相器；所述压控振荡器输出的另一路方波信号为参考信号，送入所述的鉴相器，所述的鉴相器输出参考信号与荧光信号的相位差脉冲，经环路滤波器后变为直流电压信号输出到所述的压控振荡器，作为压控振荡器的电压控制信号；所述的鉴相器、环路滤波器以及压控振荡器组成锁相环相敏检测电路，所述的单片机控制锁相环相敏检测电路。