详情

原文传递一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头

专利名称：	一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头
摘要：	本实用新型公开了一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头，属于在线水质监测技术领域。它包括外壳、内部支座、光学部件和电子电路系统，外壳内设有内部支座、光学部件和电子电路系统，所述光学部件提供光源及将荧光或荧光与散射光信号转换成电信号，所述的电子电路系统对电信号进行处理后输出。本实用新型的探头通过深紫外LED同时激发、探测蛋白类荧光和腐殖质类荧光并计算两种信号之间比值来反映水体中溶解性有机物的组成种类与浓度变化，还可通过蓝光LED的散射光来反映水体浊度，辅助判断水体污染情况。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京大学
发明人：	李文涛;朱曦;季闻翔;左延婷;吴亚萍;李爱民;张光延;李雨轩;李燕;庄建军;李想
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201920068083.6
公开号：	CN209400419U
代理机构：	江苏瑞途律师事务所
代理人：	陈彬;蒋海军
分类号：	G01N21/47(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210093 江苏省南京市鼓楼区汉口路22号
主权项：	1.一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头，由外壳、内部支座(4)、光学部件和电子电路系统(8)组成，其特征在于：所述的外壳一端设有石英片(103)作为出光口，外壳内设有内部支座(4)、光学部件和电子电路系统(8)，所述的内部支座(4)用于承载光学部件和电子电路系统(8)，其中，所述的光学部件包括LED光源(7)和两组探测组件，探测组件将两种荧光或两种荧光和蓝光散射光信号转换成电信号；所述的电子电路系统(8)对接收的电信号进行处理后输出。 2.根据权利要求1所述的一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头，其特征在于：所述的LED光源(7)采用由中心波长为280±10nm的深紫外LED芯片和中心波长为465±10nm的蓝光LED芯片复合封装于同一基座上形成，芯片基座上方封装石英透镜，使得LED光源(7)的发光角小于30°，所述的深紫外LED芯片和蓝光LED芯片采用各自独立引脚或共用阳极或共用阴极引脚，分别连接各自的驱动电路(810)，实现独立开关控制，并采用分时复用的方式控制LED光源(7)输出蓝光或深紫外光。 3.根据权利要求1所述的一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头，其特征在于：所述的LED光源(7)采用中心波长为280±10nm的深紫外LED芯片，LED芯片上方封装石英透镜，使得LED光源(7)的发光角小于30°。 4.根据权利要求1所述的一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头，其特征在于：所述的两套探测组件为探测组件一(5)和探测组件二(6)，其中，探测组件一(5)由带通滤光片A(501)与光电二极管A(502)封装组成，探测组件二(6)由带通滤光片B(601)与光电二极管B(602)封装组成。 5.根据权利要求4所述的一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头，其特征在于：所述的带通滤光片A(501)的波长范围为330～370nm，带通滤光片B(601)的波长范围为400～500nm，所述的带通滤光片A(501)和带通滤光片B(601)对带通波长范围外光强的截止率为99.9％以上，所述的光电二极管A(502)和光电二极管B(602)是对300～500nm范围中的紫外-可见光具有较高线性响应的硅光电二极管。 6.根据权利要求1所述的一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头，其特征在于：LED光源(7)和两组探测组件的位置通过内部支座(4)进行固定，两组探测组件分别位于LED光源(7)的两侧，其中两组探测组件各自的轴线与LED光源(7)的轴线之间夹角α为45±15°，并且LED光源(7)的轴线与两组探测组件的轴线相交于石英片(103)的外侧。 7.根据权利要求1所述的一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头，其特征在于：LED光源(7)和两组探测组件的位置通过内部支座(4)进行固定，LED光源(7)和两组探测组件分别位于四面体底部的三个顶点A、B和C，三者的轴线相交于四面体的上方顶点D，即AD、BD和CD三条棱线任意两条的夹角角度在45～135°之间，且顶点D位于石英片(103)外侧。 8.根据权利要求1所述的一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头，其特征在于：所述的电子电路系统(8)，其包括单片机(801)、电源模块(802)、光电信号放大电路、AD模数转换模块(807)和通信模块(808)。 9.根据权利要求8所述的一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头，其特征在于：所述的光电信号放大电路，采用锁相放大技术，包括光电信号运放模块(803)、带通滤波模块(804)、相敏检波模块(805)和低通滤波模块(806)；所述的电源模块(802)为电子电路系统(8)的各元器件供电；单片机(801)控制驱动电路(810)，驱动电路(810)控制LED光源(7)按照10Hz～10kHz的频率进行开关，照射到水体中有机物产生相同频率的荧光或散射光信号，光电二极管接收透过带通滤光片的光并将其转换为电信号输出，光电信号运放模块(803)对光电二极管输出的电信号进行处理，光电信号运放模块(803)输出的电信号通过带通滤波模块(804)处理后输入到相敏检波模块(805)，并与单片机(801)发出的与LED光源(7)开关相同频率的参考信号进行比较；相敏检波模块(805)再将电信号输入到低通滤波模块(806)，所获得信号经AD模数转换模块(807)转换为数字信号输入到单片机(801)中，单片机(801)再与上位机进行通信。
所属类别：	实用新型