本发明专利技术公开了一种激光检测亚硝酸根浓度的检测装置及其检测方法。本发明专利技术的检测装置包括：光源系统、比色皿、样品槽、硅光电池和电压表；其中，比色皿中盛有样品和显色剂光源系统发射出单色激光，透过放置在样品槽中的比色皿，由硅光电池接收，将光信号转换成电信号，传输至电压表，通过对比电压的变化量-亚硝酸根的浓度的线性回归方程，得到样品中亚硝酸根的浓度。本发明专利技术的检测装置抗颠簸、耐用、易维护；采用低价格的532nm激光和硅光电池，极大地降低了成本；内部结构简单，体积小且质量轻，方便携带，可以在野外就地测定环境水样中亚硝酸根的浓度，保证了测试结果的真实性和可靠性；同时保证有较高的测试精度。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。本专利技术的检测装置包括：光源系统、比色皿、样品槽、硅光电池和电压表；其中，比色皿中盛有样品和显色剂光源系统发射出单色激光，透过放置在样品槽中的比色皿，由硅光电池接收，将光信号转换成电信号，传输至电压表，通过对比电压的变化量-亚硝酸根的浓度的线性回归方程，得到样品中亚硝酸根的浓度。本专利技术的检测装置抗颠簸、耐用、易维护；采用低价格的532nm激光和硅光电池，极大地降低了成本；内部结构简单，体积小且质量轻，方便携带，可以在野外就地测定环境水样中亚硝酸根的浓度，保证了测试结果的真实性和可靠性；同时保证有较高的测试精度。【专利说明】
本专利技术涉及水质监测
，具体涉及。
技术介绍
亚硝酸盐是氮循环中活跃的中间体，氨氧化不完全或者硝酸根还原不完全都可以产生亚硝酸盐，亚硝酸盐广泛存在于许多物质如水、土壤、蔬菜以及腌菜等许多物质中，是对生物体有严重毒害作用的化学物质。我国已经在很多行业禁止使用亚硝酸盐，亚硝酸盐也已经成为水质、环境、食品、毒品分析的一个重要项目。本测定仪在环境保护、环境调查、水产养殖、食品工业和检验检疫等方面都会有广泛的应用前景。目前，亚硝酸盐含量测定的方法主要有紫外-可见光分光光度法、催化动力学光度法、荧光分光光度法、化学发光法、极谱法、离子色谱法和离子选择电极电位法等。(亚硝酸盐测定方法研究进展，黄河水利职业技术学院学报，2005，第17卷，第I期，50-52页)从实验操作和所使用仪器考虑，紫外-可见光分光光度法与催化动力学光度法比较相似，皆是在待测试液中定量加入或不加入某种显色剂后，在某一特定波长下测试其吸光度与参比溶液吸光度的差值，对比标准曲线后，得出待测溶液中亚硝酸根的浓度。在紫外-可见光波长范围内，国内外测定亚硝酸盐的标准方法是重氮偶合比色法，在酸性条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸生成重氨盐，再与N-1-萘基-乙二胺盐酸盐(或α -萘胺)偶联生成紫红色染料，在某一特定波长下测定吸光度。催化动力学光度法，是在酸性介质下亚硝酸盐灵敏地催化溴酸钾(或氯酸钾)氧化还原性染料，使之褪色，在反应进行一定时间后，通过降温、改变PH等方法终止反应，在某一特定波长下测定吸光度。(亚硝酸盐测定方法研究进展，黄河水利职业技术学院学报，2005，第17卷，第I期，50-52页)我国已经报道过的利用经典格氏法测定亚硝酸盐含量的方法，其线性范围主要集中在O?5ng/μ 1，检测下限集中在0.001-0.0lng/μ I ;以催化光度法测定亚硝酸盐含量虽然可以取得较好的检测下限，但是在测定过程中一般均需要使用水浴，且反应时间要非常精准的控制，不然会出现重复率较低的现象；紫外光度法检测下限可达0.0069ng/y 1，有较高灵敏度，但是所测数据需要较复杂的数学处理或需要采用双波长，甚至三波长法进行测定，增加了实验测定和数据处理的复杂程度。(内光度法测定亚硝酸盐进展，光谱实验室，2010 年 5 月，900-907 页)目前，国内外标准方法或其他方法测定溶液中亚硝酸盐含量所使用仪器的价格从数千到十数万不等，测定精度较高的仪器，因为过于笨重而都不适合在野外或现场使用，需将样品待会实验室测定，但是自然水体中的亚硝酸盐很不稳定，当含氧和在微生物作用下，可氧化成硝酸盐，在缺氧或无氧条件下也可被还原为氨，因此在采样后应尽快分析，若将样品带回实验室后再测定，亚硝酸根的含量就会有所改变，导致测量结果不准确。然而便于携带可以在野外或现场检验亚硝酸盐含量的仪器，其测试精度都不是很高。
技术实现思路
针对以上现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种成本低廉、结构简单并方便携带，可以在野外就地实时测定环境水样中亚硝酸根的浓度的高精度测定装置，同时保证测试结果的真实性和可靠性。本专利技术的一个目的在于提供一种激光检测亚硝酸根浓度的检测装置。本专利技术的亚硝酸根浓度的检测装置包括:光源系统、比色皿、样品槽、硅光电池和电压表；其中，比色皿中盛有样品和显色剂，显色剂与光源系统发出的单色激光相对应，显色剂与样品中的亚硝酸根反应生成的紫红色染料，对入射至比色皿的单色激光的吸收与亚硝酸根的浓度成线性关系；光源系统发射出单色激光，透过放置在样品槽中的比色皿，由硅光电池接收，将光信号转换成电信号，传输至电压表，根据电压表的读数，通过电压的变化量-亚硝酸根的浓度的线性回归方程，得到样品中亚硝酸根的浓度。光源系统包括激光器、准直器、散热器和稳压器；其中，激光器发出单色激光，为激光器提供稳定的电压，保证出射激光的功率稳定；激光器的表面连接散热器，对激光器进行主动散热；准直器放置在激光器前，将激光器发出的单色激光进行准直，变成平行光，从而保证激光垂直入射至比色皿，不会发生折射或全反射而引起激光的损耗，并且均匀地照射到比色皿中的样品，保证稳定性。本专利技术采用单色激光器，在盛有含亚硝酸根的样品的比色皿中，加入显色剂与样品中的亚硝酸根反应生成紫红色染料，当相应波长的激光透过样品时，样品吸收激光，从而透射出的激光的强度相对地减弱，硅光电池吸收到的激光强度降低，将这种光信号转变成电信号，通过电压表测量硅光电池产生的电动势变化，从而对激光强度的变化进行表征；力口入显色剂的样品中亚硝酸根的浓度，与吸收的激光强度成线性关系，从而与电压表测量的硅光电池的电动势变化具有较好的线性关系，根据这种原理制备检测亚硝酸根的浓度的检测装置，通过电压表的读数，能够得到亚硝酸根的浓度。激光是一种亮度、准直性、单色性、稳定性都极高的人造光源，其中绿激光的波长为532nm。经调查，5?IOOmW的绿色半导体激光二极管在我国市场上已经稳定供应。硅光电池是将光能穿换成电能的半导体器，受到光照时，硅光电池将光能转换成电能，引起连接的电压表的指针的偏转。随我国光伏产业的发展，市场上也已经稳定供应优质硅光电池，并且价格都很低。本专利技术经试验发现，硅光电池对532nm激光有很好的响应。本专利技术采用532nm的单色激光器，相应地，在盛有含亚硝酸根的样品的比色皿中加入相应波长的显色剂，从而吸收532nm的激光，亚硝酸根的浓度与吸收的激光的强度成正比。本专利技术经过长期研究并反复试验得到，按一定比例配备的显色剂使得亚硝酸根呈现紫红色，这种紫红色对532nm的激光的吸收，与亚硝酸根的浓度成线性关系。对于总体积一定的样品溶液，相对于总体积比，体积比例0.1?0.12浓度为210.10g/L的柠檬酸溶液，体积比例0.060?0.075浓度为1.00g/L的对氨基苯磺酸溶液，振荡后，再加入体积比例为0.035?0.050浓度为0.5g/L的N-1-萘基-乙二胺盐酸盐溶液，使得亚硝酸根呈现紫红色。实验结果表明，亚硝酸根的浓度在O?1.8ng/ μ I范围内，上述紫红色溶液对波长532nm的激光的吸收与亚硝酸根的浓度呈良好的线性关系。本专利技术采用柠檬酸，柠檬酸在常温下为固态，方便携带，有利于带到野外，并对环境无危害。进一步，硅光电池经二极管连接至电压表，由于二极管的单向导电性，使得电流只能从娃光电池流向电压表，而不会从电压表反向流向娃光电池，从而防止娃光电池上的光强变弱时，电流的反向流动。进一步，本专利技术包括机箱，将光源系统、比色皿、样品槽、硅光电池和电压表放置在机箱中，很适合带至现场进行测定。本专利技术的另一个目的在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种亚硝酸根浓度的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：光源系统（1）、比色皿（2）、样品槽（3）、硅光电池（4）和电压表（5）；其中，所述比色皿（2）中盛有样品和显色剂，显色剂与光源系统（1）发出的单色激光相对应，显色剂与样品中的亚硝酸根反应生成的紫红色染料，对入射至比色皿（2）的单色激光的吸收与亚硝酸根的浓度成线性关系；所述光源系统（1）发射出532nm的激光，透过放置在样品槽（3）中的比色皿（2），由硅光电池（4）接收，将光信号转换成电信号，传输至电压表（5），根据电压表（5）的读数，通过电压的变化量?亚硝酸根的浓度的线性回归方程，得到样品中亚硝酸根的浓度；所述显色剂采用体积比例0.1～0.12浓度为210.10g/L的柠檬酸溶液，体积比例0.060～0.075浓度为1.00g/L的对氨基苯磺酸溶液，振荡后，再加入体积比例为0.035～0.050浓度为0.5g/L的N?1?萘基?乙二胺盐酸盐溶液。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴沣，郝瑞霞，姜源，杨诗琴，鲁安怀，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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