一种在线光纤氨氮传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种在线光纤氨氮传感器，适用于检测水中氨氮含量，包括：隔水透气的气室、用于感应氨气浓度并产生光信号的感应装置、用于将感应装置的光信号转化为电信号的转化装置、用于将电信号转化为数字信号的处理装置以及隔水的电路室，感应装置设于气室内，转化装置和处理装置连接、且均设于电路室内，感应装置和转化装置对应设置，以便于传递光信号。本发明专利技术所提供的在线光纤氨氮传感器，可以有效检测水中氨氮含量、且操作简单，可进行推广使用。可进行推广使用。可进行推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种在线光纤氨氮传感器


[0001]本专利技术涉及水质检测
，更具体地说，涉及一种在线光纤氨氮传感器。

技术介绍

[0002]在水产养殖过程中，随着鱼类排泄物和多余有机物沉积的不断增加，水中氨氮含量也不断增加。而氨氮含量过大会造成水体富营养化，从而导致水中鱼类因缺氧出现大量死亡，因此，检测水中氨氮含量十分必要。
[0003]现有技术中，检测氨氮含量的分析方法主要有分光光度法、凯氏定氮法和氨气敏电极法。其中，分光光度法灵敏高，但易受水中色度和浊度的影响，操作复杂，反应时间长，化学试剂昂贵，且会造成二次污染；凯氏定氮法灵敏度高，准确性好，但设备昂贵，操作复杂，且设备过大不易于携带；氨气敏电极法是目前应用最广的一种方式，价格便宜，对工作人员要求不高，但易受到挥发氨和高浓度溶解离子等的干扰，导致检测准确度下降，且内部电解液易被污染，需要定期更换电解液、参比电极等，导致操作过程繁琐。
[0004]综上所述，如何提供一种可有效检测水中氨氮含量、且操作简单的装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种在线光纤氨氮传感器，可以有效检测水中氨氮含量、且操作简单，可进行推广使用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种在线光纤氨氮传感器，适用于检测水中氨氮含量，包括：隔水透气的气室、用于感应氨气浓度并产生光信号的感应装置、用于将所述感应装置的光信号转化为电信号的转化装置、用于将所述电信号转化为数字信号的处理装置以及隔水的电路室，所述感应装置设于所述气室内，所述转化装置和所述处理装置连接、且均设于所述电路室内，所述感应装置和所述转化装置对应设置，以便于传递所述光信号。
[0008]优选的，所述感应装置包括依次设置的单模入射光纤、用于感应氨气浓度的敏感膜、凸透镜以及单模出射光纤，所述单模入射光纤与光源连接，所述单模出射光纤与所述转化装置连接，所述敏感膜和所述凸透镜设于所述气室内，所述光源设于所述电路室内。
[0009]优选的，所述敏感膜为设有吖啶橙的吖啶橙敏感膜。
[0010]优选的，所述光源为波长为488nm-500nm的激发光。
[0011]优选的，所述敏感膜的厚度为10nm-100nm、宽度为2cm-6cm，所述凸透镜的焦距为2cm-6cm，且所述单模出射光纤位于所述凸透镜的聚焦点上。
[0012]优选的，所述敏感膜的制备过程如下：
[0013]S1：获取1.0mg-2.0mg的吖啶橙、4mg-5mg大环冠醚、2.8mg-3mg四对氯苯硼酸钾、30mg-40mgPVC粉和100g磷酸三丁酯于烧杯中；
[0014]S2：获取5ml蒸馏后的四氢呋喃加入所述烧杯中；
[0015]S3：对所述烧杯的各种材料搅拌20min-40min，以使各材料充分溶解制成敏感液；
[0016]S4：获取4ul-8ul所述敏感液，滴于经氢氧化钠处理过的石英玻璃上，并通过旋涂方式制得均匀的薄膜；
[0017]S5：将所述薄膜置于无氨水中活化，再利用滤纸吸干水分。
[0018]优选的，所述转化装置为光电检测器。
[0019]优选的，所述处理装置包括用于对所述电信号进行滤波放大处理的滤波放大电路、用于将所述电信号转化为数字信号并进行数据分析处理的处理电路以及用于显示所述数字信号的显示装置。
[0020]优选的，所述气室包括多孔的壳体和用于与所述壳体配合使用的隔板，所述壳体的外周部设有隔水透气膜。
[0021]优选的，所述在线光纤氨氮传感器的预处理过程包括：量取适量的待测样品，并向所述待测样品内加入氢氧化钠溶液，再将所述在线光纤氨氮传感器放入所述待测样品内。
[0022]在使用本专利技术所提供的在线光纤氨氮传感器时，首先，将待测样品倒入容器内，并向容器内加入氢氧化钠溶液，再将本装置放入容器内，以使待测样品中的铵根离子大部分转化为游离氨气，游离氨气可以进入气室内。气室内的感应装置可以有效感应氨气浓度并产生光信号，而后，转化装置可以将光信号转化为电信号，以传输至处理装置内进行分析处理，处理装置可以将电信号转化为数字信号，以便于使用者观察数据。因此，本装置可以应用于测量水中氨氮浓度，特别是海水养殖中氨氮浓度测定。
[0023]综上所述，本专利技术所提供的在线光纤氨氮传感器，可以有效检测水中氨氮含量、且操作简单，可进行推广使用。
附图说明
[0024]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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术所提供的在线光纤氨氮传感器的结构示意图。
[0026]图1中：
[0027]1为光源、2为单模入射光纤、3为隔板、4为壳体、5为隔水透气膜、6为敏感膜、7为凸透镜、8为单模出射光纤、9为转化装置、10为处理装置、11为电路室、12为外接电线。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术的核心是提供一种在线光纤氨氮传感器，可以有效检测水中氨氮含量、且操作简单，可进行推广使用。
[0030]请参考图1，图1为本专利技术所提供的在线光纤氨氮传感器的结构示意图。
[0031]本具体实施例提供了一种在线光纤氨氮传感器，适用于检测水中氨氮含量，包括：隔水透气的气室、用于感应氨气浓度并产生光信号的感应装置、用于将感应装置的光信号转化为电信号的转化装置9、用于将电信号转化为数字信号的处理装置10以及隔水的电路室11，感应装置设于气室内，转化装置9和处理装置10连接、且均设于电路室11内，感应装置和转化装置9对应设置，以便于传递光信号。
[0032]需要说明的是，可以利用防水的不锈钢材质制作电路室11，以避免转化装置9和处理装置10等与水接触后造成短路现象。可以通过外接电线12连接外部电源，以便于向电路室11内的装置供电。
[0033]可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对气室、感应装置、转化装置9、处理装置10以及电路室11的形状、结构、类型等进行确定。
[0034]还需要说明的是，在使用本专利技术所提供的在线光纤氨氮传感器时，首先，将待测样品倒入容器内，并向容器内加入氢氧化钠溶液，再将本装置放入容器内，以使待测样品中的铵根离子大部分转化为游离氨气，游离氨气可以进入气室内。气室内的感应装置可以有效感应氨气浓度并产生光信号，而后，转化装置9可以将光信号转化为电信号，以传输至处理装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线光纤氨氮传感器，适用于检测水中氨氮含量，其特征在于，包括：隔水透气的气室、用于感应氨气浓度并产生光信号的感应装置、用于将所述感应装置的光信号转化为电信号的转化装置(9)、用于将所述电信号转化为数字信号的处理装置(10)以及隔水的电路室(11)，所述感应装置设于所述气室内，所述转化装置(9)和所述处理装置(10)连接、且均设于所述电路室(11)内，所述感应装置和所述转化装置(9)对应设置，以便于传递所述光信号。2.根据权利要求1所述的在线光纤氨氮传感器，其特征在于，所述感应装置包括依次设置的单模入射光纤(2)、用于感应氨气浓度的敏感膜(6)、凸透镜(7)以及单模出射光纤(8)，所述单模入射光纤(2)与光源(1)连接，所述单模出射光纤(8)与所述转化装置(9)连接，所述敏感膜(6)和所述凸透镜(7)设于所述气室内，所述光源(1)设于所述电路室(11)内。3.根据权利要求2所述的在线光纤氨氮传感器，其特征在于，所述敏感膜(6)为设有吖啶橙的吖啶橙敏感膜。4.根据权利要求3所述的在线光纤氨氮传感器，其特征在于，所述光源(1)为波长为488nm-500nm的激发光。5.根据权利要求4所述的在线光纤氨氮传感器，其特征在于，所述敏感膜(6)的厚度为10nm-100nm、宽度为2cm-6cm，所述凸透镜(7)的焦距为2cm-6cm，且所述单模出射光纤(8)位于所述凸透镜(7)的聚焦点上。6.根据权利要求2-5任一项所述的在线...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝，周义龙，林仕伟，陈汉德，符坚，林正玺，王玲转，林慧媛，符智豪，黄修彩，
申请(专利权)人：海南聚能科技创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：