一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头及使用方法，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。本发明专利技术的探头通过深紫外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。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LED光源的双荧光信号与浊度水质监测探头及使用方法
本专利技术涉及到环保领域的在线水质监测技术，具体涉及一种基于LED光源的荧光法探测溶解性有机物并辅以散射光探测浊度的水质监测探头。
技术介绍
自然水体中所存在的溶解性有机物(dissolvedorganicmatter,DOM)，主要包括大分子蛋白类、中等分子量的腐殖酸、富里酸以及其他小分子物质。在饮用水处理过程中，DOM可在氯化消毒工艺中生成具有致癌作用的消毒副产物；在末端管网中，DOM可为管道中微生物的生长提供碳源，形成生物膜；在自然水体环境中，DOM是化学需氧量指标(ChemicalOxygenDemand,COD)的主要贡献者，并影响其他污染物的迁移转化。分析检测DOM浓度水平的方法主要包括化学法和光谱法。其中化学法主要包括化学需氧量测试和总有机碳测试，而光谱法主要包括紫外-可见吸光度法和荧光光谱法。化学法虽然在国家或行业标准中广泛采用，但其在线监测设备结构复杂，体积较大，价格高昂，测试周期长，需要化学试剂，存在二次化学污染，运维与废液处理费用高昂；而光谱法具有快速灵敏和无需化学试剂等优点。紫外吸光度法主要探测水中含本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，左延婷，吴亚萍，李爱民，张光延，李雨轩，李燕，庄建军，李想，朱曦，季闻翔，
申请(专利权)人：南京大学，江苏南大五维电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32