一种基于智能封条锁的生鲜物流用微型水质监控设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种基于智能封条锁的生鲜物流用微型水质监控设备，包括主体部件和电源模块，主体部件外侧设有封条锁，主体部件包括LED光源、监测池和光电传感器；LED光源提供监测池中水质监测用的光；光电传感器用于将通过监测池的不同波长的光转换为电信号；所述监测池包括滤光片，Si衬底，石英玻璃窗，密封件；Si衬底上通过微机械加工工艺形成有监测腔和参考腔。本发明专利技术基于现有的水质监测传感器，首次提供了一种基于MEMS的生鲜物流用微型水质监控设备，基于精密加工的MEMS的微型多参数光谱传感器可以将体积大大缩小，并进一步实现无供电监测等多种优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水质监测领域，尤其涉及了一种基于智能封条锁的生鲜物流用微型水质监控设备和方法。
技术介绍
目前，在线自动分析仪的主要技术原理有化学滴定法、电化学测量法、可见紫外可见分光光度法。传统的分光光度法是通过测定物质在特定波长范围内光的吸收度.对该物质进行定性和定量分析。当确定波长的单色平行光透过测定溶液时，会发生光吸收现象。物质的浓度愈大，或液层愈厚，吸收愈强。然后通过配制浓度各异的标准溶液系列，利用分光光度计测定各标准溶液的吸光度，以此作出浓度对吸光度的标准曲线。此后在相同操作条件下，测定未知试样的吸光度，从标准曲线上就可以求出试样中待测物的浓度。为了提高分析测定的灵敏度和选择性，大多数利用分子吸收光谱作分析的项目采用试剂反应法，在氨氮，亚硝酸盐，硫化氢这三种试样中分别加入合适的试剂，使之与被测组分反应，而后用分光光度法测定与被测物间有化学等计量关系的反应生成物，即能定量试样中被测物的浓度。这类反应大多是以肉眼可以判定的可见区的显色反应。紫外分光光度法是建立在吸收定律之上的一种利用被测物质的分子或离子对特征电磁辐射的吸收程度进行定量分析的方法。实验证明，紫外吸光度能反映水中有机污染的程度，特别是对水中的一大类芳香族有机物和带双键有机物尤为灵敏。许多资料亦表明紫外吸光度和一些主要水质替代参数具有一定的相关性，因此，通过分析紫外吸光度来获得水质参数具有极为重要的理论与实际意义。在线水质分析仪器，特别是紫外在线分析仪器，已经逐步国家标准的取样后的化学分析法，比如水质分析中的COD检测法，COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)是水体水质检测的重要指标，用来反映水体中还原性物质污染的程度，由于水体中的还原物质主要为有机物，因此COD也反应了水体受有机物的污染程度。COD的值越小，说明水质受有机物污染程度越轻，国家标准为高锰酸钾法，耗时长，需要化学试剂，容易二次污染，目前普遍采用的254nm紫外替代的方法，虽然无须试剂，而且现场直接可测，在不到1秒时间内即可完成测定，快速，简便，但是一般仅限于单波长扫描，局限性较大。光谱分析应用及其广泛，比如研究物质的辐射；研究光与物质的相互作用；研究物质的结构、物质含量的定量和定性分析；探测遥远星体和太阳的大小、质量、温度、运动速度和方向等。在采矿、冶金、石油、化工等行业，光谱分析仪用于物质定性和定量分析，是控制产品质量的主要手段之一；在生物化学和医学中，光谱分析仪用于微量元素含量分析。光谱分析仪在水质监测中的应用是个崭新的领域。目前，现有的光谱分析仪多用于实验室或者工业生产中，不适合生鲜物流中的水质在线监测，更不能把光谱分析仪放在水中，不能多波长同时监测，而且这些光谱分析仪有诸如体积庞大、使用环境要求苛刻、耗电高、光谱范围窄和维护成本高等缺点。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中光谱分析仪有诸如体积庞大、使用环境要求苛刻、耗电高、光谱范围窄和维护成本高等缺点，提供了一种基于智能封条锁的生鲜物流用微型水质监控设备和方法。为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：基于智能封条锁的生鲜物流用微型水质监控设备，包括主体部件和电源模块，主体部件外侧设有封条锁，主体部件包括LED光源、监测池和光电传感器；LED光源提供监测池中水质监测用的光；光电传感器用于将通过监测池的不同波长的光转换为电信号；所述监测池包括滤光片，Si衬底，石英玻璃窗，密封件；Si衬底上通过微机械加工工艺形成有监测腔和参考腔；滤光片和石英玻璃窗分别形成在Si衬底上相对监测腔和参考腔的两个侧面上；Si衬底上形成有密封件，所述密封件在使用中密封参考腔，并使得能方便的更换参考腔中的参考介质；在密封件上相对于监测腔的位置处形成若干进水孔，用于被监测水体的流入；滤光片上相对于监测腔和参考腔的位置处分别形成有滤光层；对应于参考腔的滤光层为254nm，对应监测腔的滤光层分别为220nm、254nm、280nm和905nm中的一个或多个，所述封条锁设置在光电传感器外侧，所述封条锁包括封条锁钢丝，电子锁扣以及数据处理与移动传输模块，数据处理与移动传输模块连接光电传感器。作为优选，所述数据处理与移动传输模块中设有sim卡。作为优选，所述数据处理与移动传输模块包含处理器与和所述处理器连接的第一信号转换模块，依次连接的数据源模块、数据编码和第二信号转换模块，以及输入输出第一信号好第二信号的复用端口，还包括开关模块和低速端口；所述低速端口，其用来连接开关模块，用于输入输出低速信号；所述开关模块，用来检测并且控制低速信号的通断，也用来检测并控制所述第一信号或第二信号的通断；第一信号模块，用来光信号转换为电信号，并且发送到处理器中；第二信号模块，用于将步进电机传递的信号转换为数字信号并且发送至数据编码模块中；数所的数据编码模块，用于将所述的第二信号转换成信号编码，并且输出到所述的数据源模块中。作为优选，还包括无线发射模块或者存储模块，无线发射模块可以将监测结果发送，存储模块将监测结果存储。作为优选，监测腔和参考腔形成为矩形槽。作为优选，电源模块还包括压电能量收集器。作为优选，所述压电能量收集器包括一底座，若干弹性元件，若干立柱，若干压电弯曲元件，质量块，上梁；每个立柱垂直设置在底座的侧边上；每个立柱中部上都连接有一压电弯曲元件；压电弯曲元件结构为三层结构，中间层为柔性支撑基片，上下压电层形成在柔性支撑基片两侧；立柱的顶部设置有上梁，向底座的中心方向延伸，从上梁远离立柱的端部下通过弹性元件连接到质量块的顶部，质量块的底部通过弹性元件连接到底座的中心，各个立柱上的压电弯曲元件也分别通过弹性元件连接到质量块的侧面上。一种基于智能封条锁的生鲜物流用微型水质监控方法，包括制备主体部件和电源模块；电源模块为主体部件提供电能；主体部件包括LED光源、监测池和光电传感器；LED光源提供监测池中水质监测用的光，光电传感器用于将通过监测池的不同波长的光转换为电信号；监测池的制备包括形成滤光片、Si衬底、石英玻璃窗以及密封件；在Si衬底上通过微机械加工工艺形成有监测腔和参考腔；将滤光片和石英玻璃窗分别形成在Si衬底上相对监测腔和参考腔的两个侧面上；在Si衬底上形成密封件，所述密封件在使用中密封参考腔；在密封件上相对于监测腔的位置处形成多个进水孔，用于被监测水体的流入；在滤光片上相对于监测腔和参考腔的位置处分别形成有不同波长的滤光层。本专利技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本专利技术基于现有的水质监测传感器，首次提供了一种基于MEMS的生鲜物流用微型水质监控设备，基于精密加工的MEMS的微型多参数光谱传感器可以将体积大大缩小，并进一步实现无供电监测等多种优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1：为本专利技术的基于MEMS的微型多参数光谱传感器的构架示意图；图2：为本专利技术的基于MEMS的微型多参数光谱传感器的监测池的外部俯视图；图3：为沿图2中的监测池的A－A’线的剖视图；图4：为图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于智能封条锁的生鲜物流用微型水质监控设备，其特征在于：包括主体部件(1)和电源模块(2)，主体部件(1)外侧设有封条锁，主体部件(1)包括LED光源、监测池和光电传感器；LED光源提供监测池中水质监测用的光；光电传感器用于将通过监测池的不同波长的光转换为电信号；所述监测池包括滤光片(3)，Si衬底(4)，石英玻璃窗(7)，密封件(9)；Si衬底(4)上通过微机械加工工艺形成有监测腔(5)和参考腔(6)；滤光片(3)和石英玻璃窗(7)分别形成在Si衬底(4)上相对监测腔(5)和参考腔(6)的两个侧面上；Si衬底(4)上形成有密封件(9)，所述密封件(9)在使用中密封参考腔(6)，并使得能方便的更换参考腔(6)中的参考介质；在密封件(9)上相对于监测腔(5)的位置处形成若干进水孔(10)，用于被监测水体的流入；滤光片(3)上相对于监测腔(5)和参考腔(6)的位置处分别形成有滤光层(11)；对应于参考腔(6)的滤光层(11)为254nm，对应监测腔(5)的滤光层分别为220nm、254nm、280nm和905nm中的一个或多个，所述封条锁设置在光电传感器外侧，所述封条锁包括封条锁钢丝，电子锁扣以及数据处理与移动传输模块，数据处理与移动传输模块连接光电传感器。...

【技术特征摘要】
1.基于智能封条锁的生鲜物流用微型水质监控设备，其特征在于：包括主体部件(1)和电源模块(2)，主体部件(1)外侧设有封条锁，主体部件(1)包括LED光源、监测池和光电传感器；LED光源提供监测池中水质监测用的光；光电传感器用于将通过监测池的不同波长的光转换为电信号；所述监测池包括滤光片(3)，Si衬底(4)，石英玻璃窗(7)，密封件(9)；Si衬底(4)上通过微机械加工工艺形成有监测腔(5)和参考腔(6)；滤光片(3)和石英玻璃窗(7)分别形成在Si衬底(4)上相对监测腔(5)和参考腔(6)的两个侧面上；Si衬底(4)上形成有密封件(9)，所述密封件(9)在使用中密封参考腔(6)，并使得能方便的更换参考腔(6)中的参考介质；在密封件(9)上相对于监测腔(5)的位置处形成若干进水孔(10)，用于被监测水体的流入；滤光片(3)上相对于监测腔(5)和参考腔(6)的位置处分别形成有滤光层(11)；对应于参考腔(6)的滤光层(11)为254nm，对应监测腔(5)的滤光层分别为220nm、254nm、280nm和905nm中的一个或多个，所述封条锁设置在光电传感器外侧，所述封条锁包括封条锁钢丝，电子锁扣以及数据处理与移动传输模块，数据处理与移动传输模块连接光电传感器。2.根据权利要求1所述的一种基于智能封条锁的生鲜物流用微型水质监控设备，其特征在于：所述数据处理与移动传输模块中设有sim卡。3.根据权利要求1所述的一种基于智能封条锁的生鲜物流用微型水质监控设备，其特征在于：所述数据处理与移动传输模块包含处理器与和所述处理器连接的第一信号转换模块，依次连接的数据源模块、数据编码和第二信号转换模块，以及输入输出第一信号好第二信号的复用端口，还包括开关模块和低速端口；所述低速端口，其用来连接开关模块，用于输入输出低速信号；所述开关模块，用来检测并且控制低速信号的通断，也用来检测并控制所述第一信号或第二信号的通断；第一信号模块，用来光信号转换为电信号，并且发送到处理器中；第二信号模块，用于将步进电机传递的信号转换为数字信号并且发送至数据编码模块中；数所的数据编码模块，用于将所述的第二信号转换成信号编码，并且输出到所述的数据源模块中。4.根据权利要求1所述的一种基于智能封条锁的生鲜...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞振勇，
申请(专利权)人：温州华邦安全封条股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33