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原文传递一种基于LED光源的光谱法水质监测模块

专利名称：	一种基于LED光源的光谱法水质监测模块
摘要：	本实用新型公开了一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，属于净水领域的水质在线监测技术领域。它包括流体室、光电室、光学探测部分、电子电路系统和透光防水密封组件。流体室与光电室之间连接透光防水密封组件实现防水分离，光学探测部分安装在电子电路系统的电路板上，透光防水密封组件包括石英片，光学探测部分包括贴片式LED、带通滤光片和光电二极管，电子电路系统包括单片机、电源模块、运放模块、低通滤波模块、模数转换和通信模块。本实用新型通过紫外光激发荧光信号来检测水中蛋白类与腐殖质类物质，通过蓝光的散射检测水的浊度，具有体积小、能耗低、成本低、灵敏快速和无需试剂的优点。
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;李燕;吴吉春;张志俭;张光延;吴亚萍;李雨轩;季闻翔;李爱民;庄建军;左延婷;余维敏
专利状态：	有效
申请日期：	2018-10-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201821726097.4
公开号：	CN209014471U
代理机构：	江苏瑞途律师事务所
代理人：	陈彬;蒋海军
分类号：	G01N21/64(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光源的光谱法水质监测模块，包括流体室(1)、光电室(2)和透光防水密封组件(5)，其特征在于：所述的流体室(1)、透光防水密封组件(5)和光电室(2)依次连接，所述的光电室(2)内包括光学探测部分(3)和电子电路系统(4)，所述的光学探测部分(3)安装在电子电路系统(4)的电路板上，其中光学探测部分(3)提供光源及将荧光或散射光信号转换成电信号，所述的电子电路系统(4)对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光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的光学探测部分(3)包括贴片式LED(301)、带通滤光片(302)和光电二极管(303)，贴片式LED(301)和光电二极管(303)并列设置于电路板一(41)上，且贴片式LED(301)的光可以照到光电二极管(303)的上方，带通滤光片(302)封装在光电二极管(303)的表面。 3.根据权利要求2所述的一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的光电二极管(303)设置在电路板二(42)上，带通滤光片(302)封装于光电二极管(303)表面，电路板一(41)上正对于带通滤光片(302)处开孔以使带通滤光片(302)穿过该孔，贴片式LED(301)设置在电路板一(41)上，且贴片式LED(301)的光可以照到光电二极管(303)的上方。 4.根据权利要求2或3任意一项所述的一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的贴片式LED(301)的光源为单色紫外LED光源或紫外+蓝光复色组合封装LED光源或紫外LED+蓝光LED双光源。 5.根据权利要求4所述的一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的单色紫外LED光源所选用的波长范围为250～370nm。 6.根据权利要求5所述的一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的单色紫外LED光源采用中心波长为280±5nm或310±5nm或330±5nm或365±5nm的紫外LED芯片。 7.根据权利要求4所述的一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的复色组合封装LED光源是将紫外波长250～370nm范围内的LED芯片和蓝光波长400～500nm范围内的LED芯片组合封装于同一基底上。 8.根据权利要求7所述的一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的复色组合封装LED光源采用280±5nm紫外LED芯片和465±5nm蓝光LED芯片组合封装，或采用310±5nm紫外LED芯片和465±5nm蓝光LED芯片组合封装，或采用330±5nm紫外LED芯片和465±5nm蓝光LED芯片组合封装，或采用365±5nm紫外LED芯片和465±5nm蓝光LED芯片组合封装。 9.根据权利要求5～8任意一项所述的一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的带通滤光片(302)根据LED光源的不同，选择匹配不同类型的带通滤光片(302)，分别是波长范围为330～360nm或380～500nm或330～500nm的带通滤光片(302)，所述的带通滤光片(302)对带通波长范围外光强的截止率为99.9％以上。 10.根据权利要求2或3任意一项所述的一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的光电二极管(303)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。 11.根据权利要求1所述的一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的电子电路系统(4)包括单片机(401)、电源模块(402)、运放模块(403)、低通滤波模块(404)和模数转换(405)，其中电源模块(402)为电子电路系统(4)各元器件供电；单片机(401)输出数字信号控制恒流驱动电路(409)来实现贴片式LED(301)的开关控制；光电二极管(303)接收透过带通滤光片(302)的光并将其转换为电信号输出，运放模块(403)对光电二极管(303)输出的信号放大处理后再传输给低通滤波模块(404)，低通滤波模块(404)处理后输入到模数转换(405)，最后由单片机(401)进行采集后与上位机(408)进行通信。 12.根据权利要求11所述的一种基于LED光源的光谱法水质监测模块，其特征在于：所述的运放模块(403)采用零偏置电压的光伏模式，其运算放大器采用跨阻放大设计；模数转换(405)采用12位以上高精度AD模数转换芯片将信号进行模数转换。
所属类别：	实用新型