用于测量含水试样中溶解的有机碳的吸收探头制造技术

一些实施方案涉及一种用于测量含水试样中溶解的有机碳量的吸收探头，该吸收探头包括：一个壳体，该壳体限定了用于包容一个含水试样或使其通过的一个分析区；一个设置在所述壳体内的光反射器；一个紫外光发射装置，该紫外光发射装置设置在所述壳体内并且是可操作的以便沿一条穿过该含水试样的光路辐射紫外光以照射到所述反射器上；以及一个光探测器，该光探测器设置在所述壳体内并且是可操作的以便检测从所述反射器反射的辐射光并且以便从所述被检测的反射光输出一个接收的信号，所述接收的信号指示该含水试样中溶解的有机碳量的一个量度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
实施方案通常涉及吸收探头，这些吸收探头可以用于测量含水试样中溶解的有机碳。
技术介绍
溶解的有机碳(DOC)通常被定义为能够穿过一个过滤器的有机物质，该过滤器去除尺寸在O. 70mm和O. 22um之间的材料。确定一个含水试样(如一个废水或饮用水试样)中DOC的浓度在不同的领域中(包括污染防治和工业处理情况)都是重要的。DOC的成本有效管理是现今的水处理行业面临的关键挑战之一。DOC对已处理的水质有重大影响，这是通过，例如，用作微生物的食物来源、由结垢使膜过滤的能力下降、并且影响水的味道和气味而产生的。用于一个含水试样中DOC的测定的技术可能涉及从该试样中去除无机碳，有机碳氧化成二氧化碳(CO2),以及所生成的CO2的定量测定。DOC可以通过湿化学氧化法(例如，过硫酸盐氧化)，通过将该液体或干燥的试样在氧化性或表面催化剂存在的条件下高温燃烧，或通过UV-照射(有或没有氧化剂存在)光化学地氧化成co2。二氧化碳典型地是通过红外吸收来定量分析的。这样的技术常常需要高温下(大约500°C的数量级)的燃烧步骤。此外，用于测量水中有机碳的红外吸收所需要的仪器是笨重的并因此是基于实验室的，和/或涉及复杂的和昂贵的设备。而且，试样准备规程是冗长的。因此，令人希望的是相对便宜的紧凑的装置，它提供了水或水溶液中溶解的有机碳含量的基本上实时的测量，而不需要高温或复杂的仪器。贯穿本说明书，“包含(comprise)”一词或其变化形式(例如“包含了”或“包含着”)应被理解为意指包括所陈述的要素、完整的事物或步骤、或者多个要素、多个完整的事物或多个步骤的群组，但不排除任何其他要素、完整的事物或步骤、或者多个要素、多个完整的事物或多个步骤的群组。任何已经包括在本说明书中的文件、法律、材料、装置、物品等等不能视为承认由于存在于本申请的各个权利要求的优先权日之前，任何或所有这些事项形成现有技术的一部分或者是本专利技术的相关领域中的公共常识。概述一种用于测量含水试样中溶解的有机碳量的吸收探头，该吸收探头包括一个壳体，该壳体限定了用于包容一个含水试样或使其通过的一个分析区；—个设置在所述壳体内的光反射器；一个紫外光发射装置，该紫外光发射装置设置在所述壳体内并且是可操作的以便沿一条穿过该含水试样的光路辐射紫外光以照射到所述反射器上；以及一个光探测器，该光探测器设置在所述壳体内并且是可操作的以便检测从所述反射器反射的辐射光和以便从所述被检测的反射光输出一个接收的信号，所述接收的信号指不该含水试样中溶解的有机碳量的一个量度。该光反射器可以是背表面反射器或前表面反射器。在一个实施方案中，其中该光反射器是一个背表面反射器，其中铝、银、一种具有高UV反射率的金属或一个电介质反射层可以被沉积在一个紫外线透射的石英圆盘或UV透射玻璃上。优选地，UV透射玻璃包括蓝宝石或高氟化物含量的玻璃。在一个实施方案中，该光反射器是一个前表面反射器，铝、银、一种具有高UV反射率的金属或一个电介质反射层被沉积在一个平板玻璃、普通玻璃层或一个非紫外线透射扁平基质上。优选地，当使用一种金属沉积物(如铝或银)时，该前表面反射器进一步包括一个 二氧化硅或氟化镁保护外涂层。非紫外线透射扁平基质可以包括注塑成型的聚合物，如聚碳酸酯或PMMA或金属(如抛光的不锈钢或铝)。在一个实施方案中，该光反射器是一个反射镜。该壳体包括一个第一构件，该第一构件可拆卸地连接到一个第二构件。该第二构件可以包括一个鞘，该鞘与所述第一构件的一个外表面接合。该鞘可以与所述第一构件的外表面可滑动地接合。在另一个实施方案中，该第一构件可以包括一个鞘，该鞘与该第二构件的外表面可滑动地接合。而且，该第一和第一构件可以通过一个螺纹机构附连，其中它们的分离是通过彼此相对转动而进行的。该第二构件可以包括一个空腔，该空腔限定了该分析区。该第一构件，和/或该第二构件，可以设有一个限制装置以便限制该第二构件在该第一构件上的可滑动性或延伸的程度，并且因此该限制装置限定了通过该分析区的路径长度。这个特征的优点在于路径长度的调整以及所产生的探头响应。该分析区可以具有一个穿过它的通路以便允许运输该含水试样通过该分析区。该第二构件的、围绕该空腔的一个壁具有两个或更多个孔，这些孔被构造成当该吸收探头的至少一部分被浸入一个水体时允许该含水试样的循环。在这样的构型中，该探头可以手持并且便于携带。任选地，该第二构件的、围绕该空腔的一个壁可以具有接合装置以便接合一个水龙头的输出端。这样的实施方案有利于该吸收探头在线内或流通应用中的使用。在另一个实施方案中，用于附连到一个水龙头的接合装置可以被结合在一个鞘中，该鞘从该第一构件延伸，而该第二构件可滑动地或转动地连接到该第一构件。该光反射器以及光探测器可以被设置为接近该第一构件的一个第一端。该第一构件的第一端可以罩设有一个对紫外辐射透明的元件。该对紫外辐射透明的元件可以包括石英。.任选地，该对紫外辐射透明的元件可以包括蓝宝石。该吸收探头可以进一步包括一个电源，该电源是可操作的以便将能量提供给所述吸收探头。该吸收探头可以包括一个信号处理单元，该信号处理单元是可操作的以便处理所述接收的信号从而根据比尔-朗伯定律(Beer' s-Lamberts Law)计算该含水试样中溶解的有机碳量的一个量度。该信号处理单元可以是一个物理上从该壳体分离的单元。在这样一个实例中，该信号处理单元可以与该光探测器以及光源处于信号通信。该紫外光发射装置可以是广谱的或者可以是单色的。该紫外光发射装置可以是可操作的以便发射在大致200nm至400nm的波段的光。该紫外光发射装置可以是可操作的以便发射在大致170nm至280nm、或优选200nm至270nm波段的光。该紫外光发射装置可以包括一个发光二极管，该发光二极管是可操作的以便发射在大致253nm、254nm、255nm、256nm或257nm处的光。该吸收探头可以进一步包括一个准直器以便准直从该发光二极管辐射出的紫外光。任选地,该紫外光发射装置可以包括一个低压萊灯。在大约254nm处的UV吸光度是一种方便的量度，因为它对应于一个低压汞灯的明确限定的谱线(253. 7nm)。如果使用一个低压汞灯，那么该吸收探头可以进一步包括一个干涉滤光器，该干涉滤光器能选取紫外 光成分并且基本上排斥可见光成分。 使用术语“含水的”所指的包括饮用水,废水,溪流、江河和水坝中的水,来自住户和家用储罐的径流水(runoff water)。这些读数以不包含溶解的有机碳的去离子水或蒸懼水作为参照标准。该信号处理单元可以包括一个存储器或与一个存储器联通，如通过一个基本不包含碳的蒸馏水或去离子水的试样所测量的光强度的一个量度I。被存储到该存储器。附图简要说明为了可以更容易地理解本专利技术，现在参考以下附图，其中相同的编号是指相同的兀件并且其中图I是一种吸收探头的第一个实施方案的示意截面视图。图2是一种吸收探头的第二个实施方案的示意截面视图。图3是图I中所说明的第一个实施方案或图2所说明的第二个实施方案的第一构件的示意截面视图。图4是图I中所说明的第一个实施方案的第二构件的示意截面视图。图5是图2中所说明的第二个实施方案的第二构件的示意截面视图。图6是根据图I中所说明的第一个实施方案的一个组装后的探头本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.23 AU 20109027621.一种用于测量含水试样中溶解的有机碳量的吸收探头，该吸收探头包括 一个壳体，该壳体限定了用于包容一个含水试样或使其通过的一个分析区； 一个设置在所述壳体内的光反射器； 一个紫外光发射装置，该紫外光发射装置设置在所述壳体内并且是可操作的以便沿一条穿过该含水试样的光路辐射紫外光以照射到所述反射器上；以及 一个光探测器，该光探测器设置在所述壳体内并且是可操作的以便检测从所述反射器反射的辐射光并且以便从所述被检测的反射光输出一个接收的信号，所述接收的信号指示该含水试样中溶解的有机碳量的一个量度。2.根据权利要求I所述的吸收探头，其中该光反射器是背表面反射器或前表面反射器之一 O3.根据权利要求2所述的吸收探头，其中该光反射器是一个背表面反射器，该背表面反射器包括沉积在一个紫外线透射石英圆盘或UV透射玻璃上的铝、银、一种具有高UV反射率的金属、或一个电介质反射层。4.根据权利要求2所述的吸收探头，其中该光反射器是一个前表面反射器，该前表面反射器包括沉积在一层平板玻璃、普通玻璃或非紫外线透射扁平基质上的铝、银、一种具有高UV反射率的金属、或一个电介质反射层。5.根据权利要求I所述的吸收探头，其中该光反射器是一个反射镜。6.根据权利要求3或4所述的吸收探头，其中一个二氧化硅或氟化镁保护外涂层被施加到所沉积的铝或银上。7.根据以上权利要求中任何一项所述的吸收探头，其中该壳体包括一个第一构件，该紫外光发射装置以及该光探测器被收容在其内；以及一个第二构件，该光反射器被收容在其内。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：布雷特·亚历山大·塞克斯顿，迈克尔·约翰·贝斯特，
申请(专利权)人：联邦科学与工业研究组织，
类型：
国别省市：