一种适合移动观测平台的荧光法CDOM快速测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种适合移动观测平台的荧光法CDOM快速测量装置，外壳上部设置接头，外壳下部设置测量部；外壳内设置控制与信号处理模块、激发控制模块、光源、透镜、分光片、石英光窗、滤光片、光电探测器一、光电探测器二、压力模块、温度模块；所述测量部设置有水平石英光窗和垂直石英光窗；本实用新型专利技术的优点是：采用补偿光路建立光学校正模型，同时将温度和压力对CDOM测量的影响进行校正，从而建立CDOM校正算法；测量部设置有水平石英光窗和垂直石英光窗，保证了测量时段内水流的稳定性，提高了测量精度。测量精度。测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种适合移动观测平台的荧光法CDOM快速测量装置


[0001]本技术涉及测量
，具体是一种采用荧光法测量海水CDOM的装置。

技术介绍

[0002]有色可溶性有机物(ChromophoricDissolvedOrganicMatter,CDOM)主要是陆生和水生植物降解的产物。CDOM在海洋环境中普遍存在，能显著改变水下光场，是影响海洋水色的重要成分之一。通过对CDOM的测量可以对海水中有机碳的含量进行估算，因此对海水水体中CDOM的准确测量，在海洋水色、海洋碳循环、海洋生态和环境污染等领域具有重要的意义。
[0003]目前对于海水中CDOM的测量技术主要包括水色遥感、光化学降解、吸收光谱和荧光光谱等，现有技术对于CDOM的测量主要停留在表层海水，对于深海测量还存在一定的技术难点。荧光光谱测量可应用于快速、无催化剂的测量，测量过程不需要任何化学试剂，对水质本身没有影响，而且样品测量之前无需处理，直接测量，检测速度快。因其具有快速、实时、高灵敏度、高选择性等优点而备受关注。
[0004]此外，现有技术的采样石英光窗一般仅仅是采用平面的结构，采集荧光信号效率低，当实时采样时，水样同时具有不确定的流速，而随着水的流动，其内部所含有的成分不同，因此，无法保证在采样时间内的水样的相对稳定性；现有技术同样也没有考虑水的压力、温度的变化所带来的对测试结果的影响。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种实现全水深CDOM的实时、快速在线测量装置，不仅可实现表层海水CDOM快速测量，还可实现对深海CDOM的快速测量。该方法采用补偿光路建立光学校正模型，同时将温度和压力对CDOM测量的影响进行校正，从而建立CDOM校正算法。由于要求适用于移动观测平台，所以CDOM测量装置采用低功耗电路设计开发工艺，所用器件均采用低功耗元器件，且装置采用高精度小型化集成封装工艺。光源发出激发光经透镜后变成平行光。平行光一部分经分光片反射后作为补偿光由光电探测器采集；另一部分平行光透射分光片后作用于水样激发荧光信号，激发的荧光信号经90
°
方向的滤光片后由光电探测器进行采集。光电探测器将采集的补偿光信号和激发的荧光信号分别进行光电转换后传输至控制与信号处理模块。控制与信号处理模块同时采集温度模块与压力模块测量的温度与压力信号，对采集的信号进行处理计算后经传输接口对外输出。
[0006]测量部设置有水平石英光窗和垂直石英光窗，垂直石英光窗迎向水流方向，这样，水流会在测试部形成90度折流，而折流的同时，水流速度会有一定的减缓，进而保证了测量时段内水流的稳定性，提高了测量精度。
[0007]具体技术方案如下：
[0008]一种适合移动观测平台的荧光法CDOM快速测量装置，包括外壳，所述外壳上部设置接头，外壳下部设置测量部；外壳内设置控制与信号处理模块、激发控制模块、光源、透
镜、分光片、石英光窗、滤光片、光电探测器一、光电探测器二、压力模块、温度模块；
[0009]所述测量部设置有水平石英光窗和垂直石英光窗；
[0010]所述控制与信号处理模块与激发控制模块连接；激发控制模块与光源连接；光源的光输出端设置透镜，透镜下方设置45度倾斜的分光片；分光片的下方与水平石英光窗对应；分光片的水平反射方向设置光电探测器二，光电探测器二与控制与信号处理模块连接；
[0011]所述垂直石英光窗与滤光片对应，滤光片另外一侧与光电探测器一对应；光电探测器一与控制与信号处理模块连接；在壳体上还设置压力模块、温度模块，所述压力模块、温度模块均与信号处理模块连接；
[0012]所述接头通过电缆与水下航行器或水面牵引设备连接。
[0013]所述压力模块设置在水平石英光窗的同一水平面上。
[0014]所述垂直石英光窗设置在迎向水流的方向。
[0015]本技术的优点是：
[0016]1、采用补偿光路建立光学校正模型，同时将温度和压力对CDOM测量的影响进行校正，从而建立CDOM校正算法。
[0017]2、装置采用低功耗电路设计开发工艺，所用器件均采用低功耗元器件，同时采用高精度小型化集成封装工艺，可满足移动观测对功耗和体积的要求。
[0018]3、装置底部测量部采用L型结构，并在L型结构两面各设置1个石英光窗，即水平石英光窗和垂直石英光窗。采用L型结构可实现标准90方向荧光信号采集，荧光信号采集效率更高，同时装置适用于移动观测，L型结构可降低测量过程中泥沙沉积、生物附着等对测量结果的影响。垂直石英光窗迎向水流方向，水流会在测试部形成90度折流，而折流的同时，水流速度会有一定的减缓，进而保证了测量时段内水流的稳定性，提高了测量精度。
附图说明
[0019]图1为本技术的结构示意图；
[0020]图2为本技术的测量流程图；
[0021]图中，1为外壳，2为接头，3为外壳内设置控制与信号处理模块、4为激发控制模块、5为光源、6为透镜、7为分光片、81为水平石英光窗、82为垂直石英光窗、9为滤光片、10为光电探测器一、11为光电探测器二、12为压力模块、13为温度模块、15为测量部、16为试样水流方向。
具体实施方式
[0022]下面结合附图具体说明本技术，如图所示，本技术包括外壳1，所述外壳1上部设置接头2，外壳下部设置测量部15；外壳内设置控制与信号处理模块3、激发控制模块4、光源5、透镜6、分光片7、水平石英光窗81、垂直石英光窗82、滤光片9、光电探测器一10、光电探测器二11、压力模块12、温度模块13；
[0023]所述测量部15设置有水平石英光窗81和垂直石英光窗82；
[0024]所述控制与信号处理模块3与激发控制模块4连接；激发控制模块4与光源5连接；光源5的光输出端设置透镜6，透镜6下方设置45度倾斜的分光片7；分光片7的下方与水平石英光窗81对应；分光片7的水平反射方向设置光电探测器二11，光电探测器二11与控制与信
号处理模块3连接；
[0025]所述垂直石英光窗82与滤光片9对应，滤光片9另外一侧与光电探测器一10对应；光电探测器一10与控制与信号处理模块3连接；在壳体上还设置压力模块12、温度模块13，所述压力模块12、温度模块13均与信号处理模块3连接；
[0026]所述接头2通过电缆与水下航行器或水面牵引设备连接。
[0027]为保证精确测量，所述压力模块设置在水平石英光窗的同一水平面上。
[0028]为保证测试水样在测量部的停留时间较长和水流的相对稳定；所述垂直石英光窗设置在迎向水流的方向16。
[0029]本技术的原理是：
[0030]CDOM结构中含有大量带各种官能团的芳香结构和不饱和脂肪链等荧光团，由于这些特殊结构，当CDOM在特定紫外光照射下会发出特定的荧光信号，在一定的浓度范围内不同浓度的CDOM与激发的荧光信号呈线性关系，通过测量所激发的荧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适合移动观测平台的荧光法CDOM快速测量装置，包括外壳，其特征在于：所述外壳上部设置接头，外壳下部设置测量部；外壳内设置控制与信号处理模块、激发控制模块、光源、透镜、分光片、石英光窗、滤光片、光电探测器一、光电探测器二、压力模块、温度模块；所述测量部设置有水平石英光窗和垂直石英光窗；所述控制与信号处理模块与激发控制模块连接；激发控制模块与光源连接；光源的光输出端设置透镜，透镜下方设置45度倾斜的分光片；分光片的下方与水平石英光窗对应；分光片的水平反射方向设置光电探测器二，光电探测器二与控制与信...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙珊，苏博，马元庆，赵玉庭，李佳蕙，蔡宗岐，冯巍巍，王焕卿，梁星辉，
申请(专利权)人：山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋环境监测中心，山东省水产品质量检验中心，
类型：新型
国别省市：