一种可应用于海水中痕量铵氮分析的便携式荧光检测器制造技术

本实用新型专利技术提供一种可应用于海水中痕量铵氮分析的便携式荧光检测器，包括电源、恒流电路、恒压电路、光源、第一单色器、第二单色器、荧光流通池、光电倍增管和检测安装装置；电源通过恒流电路与光源连接，电源通过恒压电路与光电倍增管连接，所述检测安装装置包括安装壳体和壳盖，在安装壳体的一侧面上设有用于嵌置荧光流通池的槽沟Ⅰ以及用于嵌置第一单色器的槽口Ⅰ、用于嵌置第二单色器的槽口Ⅱ。本实用新型专利技术避免海水样品在运输、保存过程中引入污染，满足铵氮通常需要在现场或原位测定，须使用小型化、稳定性好的要求。本实用新型专利技术研究运用模块化、小型化、专用化、智能化的设计理念。

Portable fluorescent detector for analysis of trace ammonium nitrogen in sea water

The utility model provides a portable fluorescence detector can be applied to the determination of ammonium nitrogen in seawater analysis, including power supply circuit, constant current, constant voltage circuit, light source, monochromator, first second monochromator, fluorescence flow cell, photomultiplier tube and the detection device installed; power supply through the constant current circuit is connected with the light source, through the constant voltage circuit and power supply the photomultiplier tube connected to the detection device installation includes the installation of the shell and the shell cover, in a side mounted shell is provided with a block groove fluorescence flow cell and for the first block of notch monochromator for embedded notch second I, II monochromator. The utility model avoids the pollution of the sea water sample during transportation and storage and meets the demand of ammonium and nitrogen. The utility model usually needs to be measured in situ or in situ, and the requirements of miniaturization and stability are required. The utility model adopts the design concept of modularization, miniaturization, specialization and intelligence.

【技术实现步骤摘要】
一种可应用于海水中痕量铵氮分析的便携式荧光检测器
本技术属于应用海洋设备仪器
，尤其涉及一种可应用于海水中痕量铵氮分析的便携式荧光检测器。
技术介绍
荧光检测器作为荧光光度法的核心硬件，灵敏度及性能参数直接影响测定方法的性能。目前，研究者使用的铵氮荧光检测器通常是体积较大的商品仪器。如Amornthammarong等[1,2]使用F1080(日本Hitachi公司)和L-2485荧光检测器(日本Hitachi公司)；Waich等[3]使用LS-50B荧光检测器(美国PerkinElmer公司)；Huang等[4]使用L-7480(日本Hitachi公司)荧光检测器；Frank等[5]使用F1000(日本Hitachi公司)荧光检测器。大部分检测器是高效液相色谱(HPLC，HighPerformanceLiquidChromatography)中配用的荧光检测器，体积较大，价格昂贵，且因荧光流通池较小，池压较大。当前分析仪器在经典的光学、化学和电子学的基础上，借助计算机硬件和软件，向智能化方向发展。模块化、小型化、专用化，是当前分析仪器的主要设计思路[6]。仪器的模块化是将仪器中功能相同或相关的硬件单元归类，设计成各种模块[7]。小型化和轻量化则是尽可能减少仪器对实验室空间的占用，或更加便携，利于使用者操作。专用化指的是去除普通仪器的其他功能，使用较为简单的部件取代多功能的复杂结构，如在分光光度计中使用滤光片代替棱镜或光栅。模块化、小型化、专用化不仅减小仪器体积，而且增强抗震性，更加适应在环境现场中使用。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本技术的目的是提供一种能够避免海水样品在运输、保存过程中引入污染，铵氮通常需要在现场或原位测定，须使用小型化、稳定性好的便携式荧光检测器。本技术研究运用模块化、小型化、专用化、智能化的设计理念，研制一种可应用于海水中痕量铵氮分析的便携式荧光检测器，并考察检测器的性能。为了达到上述的目的，本技术采用了以下的技术方案：本技术提供一种可应用于痕量铵氮分析的便携式荧光检测器，包括电源、恒流电路、恒压电路、光源、第一单色器、第二单色器、荧光流通池(2)、光电倍增管(PMT)(3)和检测安装装置(1)；电源通过恒流电路与光源连接，电源通过恒压电路与光电倍增管(PMT)(2)连接，所述检测安装装置(1)包括安装壳体(11)和壳盖(12)，在安装壳体(11)的一侧面上设有用于嵌置荧光流通池(2)的槽沟Ⅰ以及用于嵌置第一单色器(141)的槽口Ⅰ、用于嵌置第二单色器(142)的槽口Ⅱ；在壳盖(12)一侧面上设有用于嵌置荧光流通池(2)的槽沟Ⅱ(15)以及用于嵌置第一单色器(141)的槽孔Ⅰ(171)、用于嵌置第二单色器(142)的槽孔Ⅱ(172)；在将安装壳体(11)和壳盖(12)夹紧使得荧光流通池(2)紧密地嵌置在槽沟Ⅰ和槽沟Ⅱ(15)内、第一单色器(141)嵌置在槽口Ⅰ和槽孔Ⅰ(171)内、第二单色器(142)嵌置在槽口Ⅱ和槽孔Ⅱ(172)；荧光流通池(2)包括进水管路(21)、出水管路(22)、流通池腔体、两个激发光窗口和一个发射光窗口，进水管路(21)和出水管路(22)是由荧光流通池(2)的顶端进入并与流通池腔体相连通，其中：流通池腔体呈黑色状，两个激发光窗口和一个发射光窗口均呈白色透明状；在安装壳体(11)内设有两个激发光通道和一个发射光通道，槽口Ⅰ和槽口Ⅱ分别与对应的激发光通道相互连通，安装在两个激发光通道外端的光源(131)发出的光分别经过第一单色器(141)、第二单色器(142)并沿着各自激发光通道、激发光窗口照射进入荧光流通池(2)的流通池腔体内，并使其产生荧光信号；光电倍增管(PMT)经过第二单色器沿着发射光通道、发射光窗口能够接收流通池腔体内的荧光信号。作为优选：两个激发光窗口和一个发射光窗口分别开设在荧光流通池(2)的不同侧面上，所述荧光流通池(2)呈四棱柱体状，两个激发窗口分别位于荧光流通池(2)两个相对侧面上，光源发出的光经过第一单色器并沿着激发光通道、对准荧光流通池(2)上的激发光窗口进入流通池腔体内；光电倍增管(PMT)经过第二单色器沿着发射光通道、对准发射光窗口接收流通池腔体内的荧光信号。作为优选：荧光流通池(2)的外形大小：长×宽×高为12.5mm×12.5mm×45mm，流通池腔体大小：长×宽×高为5mm×5mm×5mm，两个激发光窗口大小：长×高均为5mm×3mm，发射光窗口大小：长×高均为5mm×5mm。作为优选：光源为365nmUV-LED，荧光流通池(2)是采用石英材质。作为优选：第一单色器包括中心波长为365nm、半波带宽为15±2nm的激发光滤光片，第二单色器包括中心波长为425nm、半波带宽为15±2nm的发射光滤光片。与现有技术相比，本技术有益效果是：本技术提供了一种专用于痕量铵氮分析的便携式荧光检测器。其包括UV-LED光源、滤光片、模块化PMT检测元件、订制加工的荧光流通池及自行设计加工的固定模块。本技术荧光检测器使用恒压电路为PMT供电，使用恒流电路为UV-LED供电，减小了信号的波动。90min内连续测定100nmol/L的铵氮标样，RSD为0.8％(n＝38)，说明本技术荧光检测器稳定性较好。比较本技术荧光检测器与商品PMT-FL荧光检测器，本技术荧光检测器体积小，重量轻，价格便宜，稳定性略优于商品检测器。若定义工作曲线斜率为灵敏度，则本技术荧光检测器的灵敏度比PMT-FL荧光检测器高约11.4％。而且，本技术荧光检测器可有效避免气泡对信号的干扰。附图说明图1为本技术中便携式荧光检测器的原理示意图。图2为本技术中最终选择使用的荧光流通池的示意图。图3是用USB2000+光纤光谱仪(美国OceanOptics公司)作为检测器，扫描UV-LED的发射光谱的示意图。图4卤钨灯+激发光滤光片的发射光谱的示意图。图5卤钨灯+发射光滤光片的发射光谱的示意图。图6本技术的供电电路设计图。图7本技术中PMT、LED、滤光片及荧光流通池未组装时示意图。图8本技术中PMT、LED、滤光片及荧光流通池组装一体后示意图。图9本技术荧光检测器的稳定性试验图10本技术荧光检测器与PMT-FL检测器测定铵氮的工作曲线(A，本技术荧光检测器；B，PMT-FL检测器)图11为本技术中改造前后的荧光流通池示意图。图12为本技术荧光检测器与PMT-FL的检测信号(A，本技术荧光检测器；B，PMT-FL检测器)。附图标记：检测安装装置(1)，荧光流通池(2)，光电倍增管(3)，安装壳体(11)，壳盖(12)，第一单色器(141)，第二单色器(142)，槽孔Ⅰ(171)，槽孔Ⅱ(172)，进水管路(21)，出水管路(22)，光源(131)。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做一个详细的说明。1.2设计思路如图1～12所示，本技术提供一种可应用于海水中痕量铵氮分析的便携式荧光检测器，主要包括光源、单色器(第一单色器和第二单色器)、荧光流通池和光电倍增管4个部分，图1为便携式荧光检测器的示意图。由光源发出的光，经第一单色器(又称激发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可应用于海水中痕量铵氮分析的便携式荧光检测器，其特征在于，包括电源、恒流电路、恒压电路、光源、第一单色器、第二单色器、荧光流通池(2)、光电倍增管(3)和检测安装装置(1)；电源通过恒流电路与光源连接，电源通过恒压电路与光电倍增管(3)连接，所述检测安装装置(1)包括安装壳体(11)和壳盖(12)，在安装壳体(11)的一侧面上设有用于嵌置荧光流通池(2)的槽沟Ⅰ以及用于嵌置第一单色器(141)的槽口Ⅰ、用于嵌置第二单色器(142)的槽口Ⅱ；在壳盖(12)一侧面上设有用于嵌置荧光流通池(2)的槽沟Ⅱ(15)以及用于嵌置第一单色器(141)的槽孔Ⅰ(171)、用于嵌置第二单色器(142)的槽孔Ⅱ(172)；在将安装壳体(11)和壳盖(12)夹紧使得荧光流通池(2)紧密地嵌置在槽沟Ⅰ和槽沟Ⅱ(15)内、第一单色器(141)嵌置在槽口Ⅰ和槽孔Ⅰ(171)内、第二单色器(142)嵌置在槽口Ⅱ和槽孔Ⅱ(172)；荧光流通池(2)包括进水管路(21)、出水管路(22)、流通池腔体、两个激发光窗口和一个发射光窗口，进水管路(21)和出水管路(22)是由荧光流通池(2)的顶端进入并与流通池腔体相连通，其中：流通池腔体呈黑色状，两个激发光窗口和一个发射光窗口均呈白色透明状；在安装壳体(11)内设有两个激发光通道和一个发射光通道，槽口Ⅰ和槽口Ⅱ分别与对应的激发光通道相互连通，安装在两个激发光通道外端的光源(131)发出的光分别经过第一单色器(141)、第二单色器(142)并沿着各自激发光通道、激发光窗口照射进入荧光流通池(2)的流通池腔体内，并使其产生荧光信号；光电倍增管经过第二单色器沿着发射光通道、发射光窗口能够接收流通池腔体内的荧光信号。...

【技术特征摘要】
1.一种可应用于海水中痕量铵氮分析的便携式荧光检测器，其特征在于，包括电源、恒流电路、恒压电路、光源、第一单色器、第二单色器、荧光流通池(2)、光电倍增管(3)和检测安装装置(1)；电源通过恒流电路与光源连接，电源通过恒压电路与光电倍增管(3)连接，所述检测安装装置(1)包括安装壳体(11)和壳盖(12)，在安装壳体(11)的一侧面上设有用于嵌置荧光流通池(2)的槽沟Ⅰ以及用于嵌置第一单色器(141)的槽口Ⅰ、用于嵌置第二单色器(142)的槽口Ⅱ；在壳盖(12)一侧面上设有用于嵌置荧光流通池(2)的槽沟Ⅱ(15)以及用于嵌置第一单色器(141)的槽孔Ⅰ(171)、用于嵌置第二单色器(142)的槽孔Ⅱ(172)；在将安装壳体(11)和壳盖(12)夹紧使得荧光流通池(2)紧密地嵌置在槽沟Ⅰ和槽沟Ⅱ(15)内、第一单色器(141)嵌置在槽口Ⅰ和槽孔Ⅰ(171)内、第二单色器(142)嵌置在槽口Ⅱ和槽孔Ⅱ(172)；荧光流通池(2)包括进水管路(21)、出水管路(22)、流通池腔体、两个激发光窗口和一个发射光窗口，进水管路(21)和出水管路(22)是由荧光流通池(2)的顶端进入并与流通池腔体相连通，其中：流通池腔体呈黑色状，两个激发光窗口和一个发射光窗口均呈白色透明状；在安装壳体(11)内设有两个激发光通道和一个发射光通道，槽口Ⅰ和槽口Ⅱ分别与对应的激发光通道相互连通，安装在两个激发光通道外端的光源(131)发出的光分别经过第一单色器(141)、第二单色器(142)并沿着各自...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱勇，陈建芳，袁东星，苏海涛，许金，施晓来，
申请(专利权)人：国家海洋局第二海洋研究所，
类型：新型
国别省市：浙江,33