CN105548126A - 滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置及其检测方法 - Google Patents

滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明的滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置，包括溶氧微光极主机，溶氧微光极主机连接检测探头，检测探头能伸出用于测定溶氧的探针，其特征是：检测装置还包括一检测盒，检测盒能放置在泥水界面上，检测盒上开设有一上下贯通的通水腔以及前后横向贯穿检测盒的检测腔，通水腔与检测腔交汇，检测装置还包括插片，插片上设置有探头槽，探头槽的轮廓与检测探头的轮廓相适应，检测探头能放入探头槽中固定，插片能插入检测腔中并能在检测腔内上下滑动，通过调节插片插入检测腔的深度，调节探针的水平位置，通过上下滑动插片，调节探针与泥水界面之间的高度。本发明具有能实现泥水界面某一高度溶氧精确原位测定的优点。

Description

滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及溶氧量检测设备的技术领域，尤其涉及滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置及其检测方法。
背景技术
溶氧微光极是能实现泥水界面某点溶氧浓度测定的一维微探针技术。是基于荧光猝灭原理的光纤信息交换传感器，由于氧气是某些荧光指示剂的天然猝灭剂，其将氧敏感荧光指示剂制成氧传感膜耦合于光纤端部，采用高亮度发光二极管为光源与微型光电二极管检测系统，通过光纤传导荧光淬灭强度确定氧气浓度，钌络合物因为对搅拌不敏感、不受H2S、CO2及盐度干扰等特性是迄今为止应用最为广泛的氧敏感荧光指示剂。
现行针对泥水界面溶氧的测定方法是，将待测水域的泥水界面样本取样至检测容器中，然后将溶氧微光极探针固定在容器上部，控制探头上的荧光探针向下伸出，探针一直伸至泥水界面中进行测定。这种方法有以下缺点：
1、需要采集泥水界面样本至检测容器中，这个过程容易导致泥水界面附近的自然环境发生变化，导致被采泥水界面样本附近的溶氧情况与实际情况并不相符；
2、探针距离泥水界面高度需要机械操控且易损坏，操作耗时耗力，检测非常不方便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置及其检测方法。
滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置，包括溶氧微光极主机，溶氧微光极主机连接检测探头，检测探头能伸出用于测定溶氧的探针，其特征是：检测装置还包括一检测盒，检测盒能放置在泥水界面上，检测盒上开设有一上下贯通的通水腔以及前后横向贯穿检测盒的检测腔，通水腔与检测腔交汇，检测装置还包括插片，插片上设置有探头槽，探头槽的轮廓与检测探头的轮廓相适应，检测探头能放入探头槽中固定，插片能插入检测腔中并能在检测腔内上下滑动，通过调节插片插入检测腔的深度，调节探针的水平位置，通过上下滑动插片，调节探针与泥水界面之间的高度。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的检测装置还包括滑座，滑座固定安装在检测腔中，检测腔的侧壁上设置有数道滑凸，滑座外侧设置有滑槽，滑槽能卡入滑凸使滑座能在检测腔中上下滑动。
上述的滑座上安装用于推动滑座滑动的推杆，检测盒在滑座附近刻有刻度，滑座高度能从刻度上读出。
上述的检测探头包括有柔质光纤和硬质光纤，硬质光纤即探针，硬质光纤的后端通过柔质光纤与溶氧微光极主机连接。
上述的检测探头还包括探针推送结构，探针推送结构包括推送管、推送柱、摩擦块、密封圈、推送手柄以及管后座，推送手柄连接在推送柱后端，推送柱前端伸入推送管中与推送管内的摩擦块固定连接，摩擦块与推送管的内壁摩擦配合，管后座封堵推送管后端，摩擦块与探针的后部固定连接，密封圈固定在推送管中，将推送管腔体密封分隔为前腔和后腔，前腔设置有通窗，水能从通窗进入前腔，相应地，探头槽与通窗对应位置处设置有槽窗，滑座下部设置有座窗，当固定检测探头的插片位于检测腔中时，通窗透过槽窗和座窗与通水腔连通；当推进推送手柄的外力大于摩擦块与推送管的摩擦力时，摩擦块在推送管内滑动，使探针伸出至前腔中。
上述的柔质光纤与推送手柄固定连接。
滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测方法，包括以下步骤：
步骤一、组装检测装置：将检测探头卡入插片的探头槽中，使检测探头与插片固定，再将插片插入滑座中，根据被测泥水界面的水平位置，设置插片插入滑座的深度；竖向滑动滑座，使滑座在检测腔中滑动，将滑座调节到合适高度后固定；
步骤二、将检测探头的探针推出至推送管的前腔；
步骤三、将检测盒沉放至泥水界面上，水注入通水腔以及检测腔，探针采集水中的溶氧数据，并将数据传输至溶氧微光极主机，溶氧微光极主机对数据进行分析处理后，显示。
步骤四：当需要测定泥水界面原位不同高度处溶氧时，调整滑座高度，使检测探头位于新的高度处，检测探头的探针采集该高度处的溶氧数据。
步骤五：检测完成后，将检测盒从水体中提出，取出插片；取出插片的方法是：向后拉动推送手柄，使摩擦块向后滑动，当摩擦块滑至推送管后端，探针收回至推送管的后腔中，继续向后拉推送手柄，摩擦块抵住管后座使整个插片后移，插片从滑座中退出。
与现有技术相比，本发明的检测装置及其检测方法具有以下优点：
1、在测量泥水界面不同位置溶氧时，本发明不需要采集泥水界面样本至检测容器中，而是直接将检测盒沉入被测泥水界面所在的水体中，避免了泥水界面附近的自然环境发生变化，完全实现了原位测定。
2、将检测探头固定在插片上再装入检测盒中，避免检测探头暴露在外，能很好地保护检测探头，防止意外损伤；
3、由于滑座可以上下滑动，辅以检测盒上的刻度，可以精确地将检测探头固定在距泥水界面某一高度处，使测量的数据更加精确；
4、当进行泥水界面样本不同高度溶氧的检测时，可以不将装置被测泥水界面处拿出，直接调节滑座高度，能有效简化操作流程，节约人力和时间。
附图说明
图1是检测盒的结构示意图；
图2是图1的M-M剖视图；
图3是检测探头的结构示意图；
图4是插片的结构示意图；
图5是检测探头放入插片中的示意图；
图6是滑座的结构示意图；
图7是插片插入滑座的结构示意图；
图8是插片插入检测腔并检测泥水界面较低高度处溶氧的示意图；
图9是图8的A部结构放大图；
图10是插片插入检测腔并检测泥水界面较高高度处溶氧的示意图。
其中的附图标记为：滑座1、滑槽11、推杆12、座窗13、检测探头2、探针21、柔质光纤22、检测盒3、通水腔31、检测腔32、滑凸33、刻度34、插片4、探头槽41、槽窗41a、探针推送结构5、推送管51、前腔51a、后腔51b、推送柱52、摩擦块53、密封圈54、推送手柄55、管后座56、通窗57。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图1至图10所示，本发明的滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置，包括溶氧微光极主机，溶氧微光极主机连接检测探头2，检测探头2能伸出用于测定溶氧的探针21，其特征是：检测装置还包括一检测盒3，检测盒3能放置在泥水界面上，检测盒3上开设有一上下贯通的通水腔31以及前后横向贯穿检测盒3的检测腔32，通水腔31与检测腔32交汇，检测装置还包括插片4，插片4上设置有探头槽41，探头槽41的轮廓与检测探头2的轮廓相适应，检测探头2能放入探头槽41中固定，插片4能插入检测腔32中并能在检测腔32内上下滑动，通过调节插片4插入检测腔32的深度，调节探针21的水平位置，通过上下滑动插片4，调节探针21与泥水界面之间的高度。
实施例中，检测装置还包括滑座1，滑座1固定安装在检测腔32中，检测腔32的侧壁上设置有数道滑凸33，滑座1外侧设置有滑槽11，滑槽11能卡入滑凸33使滑座1能在检测腔32中上下滑动。
实施例中，滑座1上安装用于推动滑座1滑动的推杆12，检测盒3在滑座1附近刻有刻度34，滑座1高度能从刻度34上读出。
实施例中，检测探头2包括有柔质光纤22和硬质光纤，硬质光纤即探针21，硬质光纤的后端通过柔质光纤22与溶氧微光极主机连接。
实施例中，检测探头2还包括探针推送结构5，探针推送结构5包括推送管51、推送柱52、摩擦块53、密封圈54、推送手柄55以及管后座56，推送手柄55连接在推送柱52后端，推送柱52前端伸入推送管51中与推送管51内的摩擦块53固定连接，摩擦块53与推送管51的内壁摩擦配合，管后座56封堵推送管51后端，摩擦块53与探针21的后部固定连接，密封圈54固定在推送管51中，将推送管51腔体密封分隔为前腔51a和后腔51b，前腔51a设置有通窗57，水能从通窗57进入前腔51a，相应地，探头槽41与通窗57对应位置处设置有槽窗41a，滑座1下部设置有座窗13，当固定检测探头2的插片4位于检测腔32中时，通窗57透过槽窗41a和座窗13与通水腔31连通；当推进推送手柄55的外力大于摩擦块53与推送管51的摩擦力时，摩擦块53在推送管51内滑动，使探针21伸出至前腔51a中。
实施例中，柔质光纤22与推送手柄55固定连接。
滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测方法，包括以下步骤：
步骤一、组装检测装置：将检测探头2卡入插片4的探头槽41中，使检测探头2与插片4固定，再将插片4插入滑座1中，根据被测泥水界面的水平位置，设置插片4插入滑座1的深度；竖向滑动滑座1，使滑座1在检测腔32中滑动，将滑座1调节到合适高度后固定；通过读取刻度，可知滑座1距离泥水界面的高度，从而能精确地调节探针21的测定高度；
步骤二、将检测探头2的探针21推出至推送管51的前腔51a；
步骤三、将检测盒3沉放至泥水界面上，水注入通水腔31以及检测腔32，探针21采集水中的溶氧数据，并将数据传输至溶氧微光极主机1，溶氧微光极主机1对数据进行分析处理后，显示。
步骤四：当需要测定泥水界面原位不同高度处溶氧时，调整滑座1高度，使检测探头2位于新的高度处，检测探头2的探针21采集该高度处的溶氧数据。
步骤五：检测完成后，将检测盒3从水体中提出，取出插片4；取出插片4的方法是：向后拉动推送手柄55，使摩擦块53向后滑动，当摩擦块53滑至推送管51后端，探针21收回至推送管51的后腔51b中，继续向后拉推送手柄55，摩擦块53抵住管后座56使整个插片4后移，插片4从滑座1中退出。
本发明的检测盒3很薄，高度不超过1cm，插片4的厚度为1mm左右。
本实施例采用的检测探头2为荧光探头，其检测泥水界面溶氧的原理是：利用溶氧微光极主机发出激光，激光通过柔质光纤22射至探针21处，探针21前端设置氧荧光敏感材料，激光射到氧荧光敏感材料上，由荧光猝灭效应产生的荧光反馈回溶氧微光极主机，溶氧微光极主机将荧光信号转化为电信号，并将电信号解调后与溶解氧浓度变化关系比对，得出溶解氧浓度信息。氧荧光敏感材料可从现有的各种荧光敏感物质中选择，较好的材料为钌络合物，如Ru(dpp)3Cl2等。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置，包括溶氧微光极主机，所述的溶氧微光极主机连接检测探头(2)，所述的检测探头(2)能伸出用于测定溶氧的探针(21)，其特征是：检测装置还包括一检测盒(3)，所述的检测盒(3)能放置在泥水界面上，所述的检测盒(3)上开设有一上下贯通的通水腔(31)以及前后横向贯穿检测盒(3)的检测腔(32)，所述的通水腔(31)与检测腔(32)交汇，检测装置还包括插片(4)，所述的插片(4)上设置有探头槽(41)，所述的探头槽(41)的轮廓与检测探头(2)的轮廓相适应，所述的检测探头(2)能放入探头槽(41)中固定，所述的插片(4)能插入检测腔(32)中并能在检测腔(32)内上下滑动，通过调节插片(4)插入检测腔(32)的深度，调节探针(21)的水平位置，通过上下滑动插片(4)，调节探针(21)与泥水界面之间的高度。
2.根据权利要求1所述的滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置，其特征是：检测装置还包括滑座(1)，所述的滑座(1)固定安装在检测腔(32)中，所述的检测腔(32)的侧壁上设置有数道滑凸(33)，所述的滑座(1)外侧设置有滑槽(11)，所述的滑槽(11)能卡入滑凸(33)使滑座(1)能在检测腔(32)中上下滑动。
3.根据权利要求2所述的滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置，其特征是：所述的滑座(1)上安装用于推动滑座(1)滑动的推杆(12)，所述的检测盒(3)在滑座(1)附近刻有刻度(34)，滑座(1)高度能从刻度(34)上读出。
4.根据权利要求3所述的滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置，其特征是：所述的检测探头(2)包括有柔质光纤(22)和硬质光纤，所述的硬质光纤即探针(21)，所述的硬质光纤的后端通过柔质光纤(22)与溶氧微光极主机连接。
5.根据权利要求4所述的滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置，其特征是：所述的检测探头(2)还包括探针推送结构(5)，所述的探针推送结构(5)包括推送管(51)、推送柱(52)、摩擦块(53)、密封圈(54)、推送手柄(55)以及管后座(56)，所述的推送手柄(55)连接在推送柱(52)后端，所述的推送柱(52)前端伸入推送管(51)中与推送管(51)内的摩擦块(53)固定连接，所述的摩擦块(53)与推送管(51)的内壁摩擦配合，所述的管后座(56)封堵推送管(51)后端，所述的摩擦块(53)与探针(21)的后部固定连接，所述的密封圈(54)固定在推送管(51)中，将推送管(51)腔体密封分隔为前腔(51a)和后腔(51b)，所述的前腔(51a)设置有通窗(57)，水能从通窗(57)进入前腔(51a)，相应地，所述的探头槽(41)与通窗(57)对应位置处设置有槽窗(41a)，滑座(1)下部设置有座窗(13)，当固定检测探头(2)的插片(4)位于检测腔(32)中时，通窗(57)透过槽窗(41a)和座窗(13)与通水腔(31)连通；当推进推送手柄(55)的外力大于摩擦块(53)与推送管(51)的摩擦力时，所述的摩擦块(53)在推送管(51)内滑动，使探针(21)伸出至前腔(51a)中。
6.根据权利要求5所述的滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测装置，其特征是：所述的柔质光纤(22)与推送手柄(55)固定连接。
7.滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一、组装检测装置：将检测探头(2)卡入插片(4)的探头槽(41)中，使检测探头(2)与插片(4)固定，再将插片(4)插入滑座(1)中，根据被测泥水界面的水平位置，设置插片(4)插入滑座(1)的深度；竖向滑动滑座(1)，使滑座(1)在检测腔(32)中滑动，将滑座(1)调节到合适高度后固定；
步骤二、将检测探头(2)的探针(21)推出至推送管(51)的前腔(51a)；
步骤三、将检测盒(3)沉放至泥水界面上，水注入通水腔(31)以及检测腔(32)，探针(21)采集水中的溶氧数据，并将数据传输至溶氧微光极主机(1)，溶氧微光极主机(1)对数据进行分析处理后，显示。
8.根据权利要求7所述的滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测方法，其特征是：还包括步骤四：当需要测定泥水界面原位不同高度处溶氧时，调整滑座(1)高度，使检测探头(2)位于新的高度处，检测探头(2)的探针(21)采集该高度处的溶氧数据。
9.根据权利要求7所述的滑动式原位测量泥水界面溶氧的检测方法，其特征是：还包括步骤五：检测完成后，将检测盒(3)从水体中提出，取出插片(4)；取出插片(4)的方法是：向后拉动推送手柄(55)，使摩擦块(53)向后滑动，当摩擦块(53)滑至推送管(51)后端，探针(21)收回至推送管(51)的后腔(51b)中，继续向后拉推送手柄(55)，摩擦块(53)抵住管后座(56)使整个插片(4)后移，插片(4)从滑座(1)中退出。
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