一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头制造技术

本实用新型专利技术的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，涉及在线水质监测技术领域。本实用新型专利技术的监测探头包括外壳、光窗清洁组件以及设置在外壳内的光学检测组件和电路主板，光学检测组件包括LED光源、光电二极管及透光石英片，第一LED光源、第二LED光源的中心分别与光电二极管A和光电二极管B的中心透过透光石英片两两相对，第一LED光源的特征为中心波长在235

【技术实现步骤摘要】
280nm,275nm,265nm,255nm和235nm。由于硝酸根在235nm处仍存在较强紫外吸收，因此，中心波长为235nm附近的深紫外LED可以作为硝酸根检测的光源；而255nm，265nm， 275nm或280nm LED光源可用于溶解性有机质的紫外吸光度检测以及用于对硝酸根检测的干扰修正。需要指出的是，由于存在二级锐利散射现象，深紫外LED除了主波长，还存在2λ的次级波长，特别是对于235nm的LED，2λ的次级波长(470nm)的光强强度接近其主波长235nm的～10％左右，因此在运用深紫外LED作为紫外吸收法水质监测光源的同时，还需要对所产生的次级波长的干扰进行屏蔽消除。

技术实现思路

[0007]1.要解决的问题
[0008]本技术针对水中溶解性有机质和硝酸盐的在线监测需求，提供一种基于深紫外LED 光源并具有光窗自清洁功能的双波长紫外吸收法水质监测探头，可以同时实现对溶解性有机质和硝酸盐两类水体污染物的快速灵敏检测，具有体积小、成本低、功耗低和免试剂的优点。
[0009]2.技术方案
[0010]为了解决上述问题，本技术的技术方案如下：
[0011]本技术的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，包括外壳、光窗清洁组件以及设置在外壳内的光学检测组件和电路主板，光学检测组件包括第一LED光源、第二LED光源、光电二极管A、光电二极管B及透光石英片，第一LED光源、第二LED光源的中心分别与光电二极管A和光电二极管B的中心透过透光石英片两两相对，第一LED光源的特征为中心波长在235
±/>3nm波长范围内，第二LED光源为单波长紫外LED或紫外
‑
可见多波长复合封装LED光源。
[0012]作为本技术进一步地改进，外壳包括依次连接的前端保护外壳、光学检测组件固定外壳和后端保护外壳，光学检测组件固定于光学检测固定外壳内部的两端，光学检测固定外壳的侧面设缺口，缺口两侧的侧壁上分别固定有透光石英片。
[0013]作为本技术进一步地改进，第二LED光源为单波长紫外LED，其中心波长为255
±ꢀ
2nm、265
±
2nm或275
±
2nm其中之一，或者第二LED光源为紫外
‑
可见多波长复合封装LED光源，其中心波长为255
±
2nm、265
±
2nm或275
±
2nm其中之一的紫外LED芯片与 420
±
5nm、450nm
±
5nm、520nm
±
5nm或620nm
±
5nm的一个或多个可见光LED芯片进行复合封装。
[0014]作为本技术进一步地改进，光电二极管A采用GaN基、AlGaN或SiC基宽禁带半导体光电二极管，主要对370nm以下的紫外光具有响应，而对370nm以上的可见光无响应，实现对235
±
3nm波长的第一LED光源的2λ锐利散射光的屏蔽消除；当第二LED光源为单波长紫外LED时，光电二极管B采用GaN基、AlGaN或SiC基宽禁带半导体光电二极管；当第二LED光源为紫外
‑
可见多波长复合封装LED光源时，光电二极管B采用紫外增强型硅基光电二极管。
[0015]作为本技术进一步地改进，探头还包括深紫外光源电路板和紫外光强探测电路板，第一LED光源和第二LED光源设置于深紫外光源电路板，紫外探测光电二极管A和紫外探测光电二极管B设置于紫外光强探测电路板，紫外光强探测电路板上布有两套运算放大电路，分别对光电二极管A和光电二极管B的光生电流信号进行放大，深紫外光源电路板和紫外光强探测电路板分别通过电线与电路主板连接。
[0016]作为本技术进一步地改进，光窗清洁组件包括微型直流减速电机、固定支架、传动轴、油封环、密封胶圈和清洁刷片。
[0017]作为本技术进一步地改进，电路主板，包括单片机、电压转换电路、LED驱动电路、电机驱动电路、U型光电开关和数据通信模块。
[0018]作为本技术进一步地改进，LED驱动控制电路采用明微电子SM32105E芯片。
[0019]作为本技术进一步地改进，光窗清洁组件的传动轴上具有用于角度定位的凸起，当传动轴上的凸起经过电路主板上的U型光电开关时，单片机收到U型光电开关的信号，停止电机转动或向相反方向转动。
[0020]作为本技术进一步地改进，前端保护外壳与光学检测组件固定外壳之间、光学检测组件固定外壳与后端保护外壳之间通过橡胶垫圈和螺纹方式进行连接，光学检测组件固定外壳内部设有过线孔，过线孔用于前端保护外壳中的电路板与后端保护外壳中电路板电连接，后端保护外壳尾端中心开孔，通过防水尾插将电缆线引出。
[0021]作为本技术进一步地改进，第一LED光源、第二LED光源采用交替频闪的方式，在第一LED光源工作周期内，与该LED正对的光电二极管A产生的电流信号经过跨阻运放电路放大，被电路主板上的单片机采集处理；在第二LED光源工作时，与该LED正对的光电二极管B产生的电流信号经过跨阻运放电路放大，被电路主板上的单片机采集处理，若第二LED光源为紫外
‑
可见多波长复合封装LED光源，则其中不同波长的LED芯片依次被驱动频闪。
[0022]3.有益效果
[0023]相比于现有技术，本技术的有益效果为：
[0024](1)本技术的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，采用235
±
3nm波长深紫外LED作为光源，具有较好的单色性，与采用氙灯或氘灯光源的光谱法水质监测探头相比，操作电压低，无需特殊的滤光和分光结构。
[0025](2)本技术的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，采用235
±
3nm中心波长深紫外LED探测硝酸盐所产生的紫外吸光度的同时，采用255
±
2nm、265
±
2nm或275
±
2 nm中心波长深紫外LED探测溶解性有机质，可以修正溶解性有机质对硝酸盐测定所产生的干扰，更加适合在环境水体和水处理过程中的监测应用。
[0026](3)本技术的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，采用宽禁带半导体光电二极管作为紫外探测器件，可消除深紫外LED光源的2λ波长的可见散射光，与硅基光电二极管相比，本技术在光电二极管前方无需设置滤光片，具有结构简单、轻巧便携的优点。
[0027](4)本技术的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，带有自清洁功能，并通过 U型光电开关监控传动轴上凸起的角度位置，便于控制微型直流减速电机的停止和转动方向，避免清洗刷片。
附图说明
[0028]图1为本技术的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头的整体结构示意图；
[0029]图2为本技术中光学检测组件的结构示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，其特征在于：包括外壳(1)、光窗清洁组件(2)以及设置在外壳(1)内的光学检测组件(3)和电路主板(4)，所述光学检测组件(3)包括第一LED光源(3
‑
1)、第二LED光源(3
‑
2)、光电二极管A(3
‑
3)、光电二极管B(3
‑
4)及透光石英片(3
‑
5)，所述第一LED光源(3
‑
1)、第二LED光源(3
‑
2)的中心分别与光电二极管A(3
‑
3)和光电二极管B(3
‑
4)的中心透过透光石英片(3
‑
5)两两相对，所述的第一LED光源(3
‑
1)的特征为中心波长在235
±
3nm波长范围内，所述的第二LED光源(3
‑
2)为单波长紫外LED或紫外
‑
可见多波长复合封装LED光源。2.根据权利要求1所述的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，其特征在于：所述外壳(1)包括依次连接的前端保护外壳(1
‑
1)、光学检测组件固定外壳(1
‑
2)和后端保护外壳(1
‑
3)，所述光学检测组件(3)固定于光学检测固定外壳(1
‑
2)内部的两端，所述光学检测固定外壳(1
‑
2)的侧面设缺口，所述缺口两侧的侧壁上分别固定有透光石英片(3
‑
5)。3.根据权利要求1所述的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，其特征在于：所述的第二LED光源(3
‑
2)为单波长紫外LED，其中心波长为255
±
2nm、265
±
2nm或275
±
2nm其中之一，或者所述的第二LED光源(3
‑
2)为紫外
‑
可见多波长复合封装LED光源，其中心波长为255
±
2nm、265
±
2nm或275
±
2nm其中之一的紫外LED芯片与420
±
5nm、450nm
±
5nm、520nm
±
5nm或620nm
±
5nm的一个或多个可见光LED芯片进行复合封装。4.根据权利要求3所述的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，其特征在于：所述的光电二极管A(3
‑
3)采用GaN基、AlGaN或SiC基宽禁带半导体光电二极管；当第二LED光源(3
‑
2)为单波长紫外LED时，所述的光电二极管B(3
‑
4)采用GaN基、AlGaN或SiC基宽禁带半导体光电二极管；当第二LED光源(3
‑
2)为紫外
‑
可见多波长复合封装LED光源时，所述的光电二极管B(3
‑
4)采用紫外增强型硅基光电二极管。5.根据权利要求1～4任一项所述的一种溶解性有机质与硝酸盐水质监测探头，其特征在于：所述探头还包括深紫外光源电路板(3
‑
6)和紫外光强探测电路板(3
‑
7)，所述的第一LED光源(3
‑
1)和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，孟倩，
申请(专利权)人：南京同开环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：