CN105572094B - 能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置及其检测方法 - Google Patents

能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明的能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置，包括溶氧微光极主机、数个检测探头和检测盒，检测盒能放置在泥水界面上，检测盒上开设有上下贯通的通水腔、检测盒前侧面以及后侧面分别设置有数个向检测盒内水平延伸的前插槽和后插槽，检测装置还包括插片，插片上设置有探头槽，每个检测探头能放入相应的插片的探头槽中固定，插片能插入前插槽或后插槽中并使检测探头的探针置于通水腔中，检测装置能同时测量泥水界面不同高度和水平位置溶氧，使用快捷方便。

Description

能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测 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，尤其涉及能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度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、无法实现原位测定，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，导致被采泥水界面的溶氧情况与实际情况并不相符；
2、一次只能控制一个溶氧微光极探针检测泥水界面某一位置某一高度的溶氧情况，对于泥水界面该位置其他高度的溶氧情况、泥水界面该高度其他位置的溶氧情况只能通过多次测量得出，但是多次测量会在时间上具有较大的跨度，不能反映其真实情况；
3、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，而提供一种能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置及其检测方法。
能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置，包括溶氧微光极主机，溶氧微光极主机连接数个检测探头，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，检测盒上开设有上下贯通的通水腔、检测盒前侧面以及后侧面分别设置有数个向检测盒内水平延伸的前插槽和后插槽，前插槽和后插槽的数量和高度均相对应，前插槽和后插槽均与通水腔连通，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，每个检测探头能放入相应的插片的探头槽中固定，插片能插入前插槽或后插槽中并使检测探头的探针置于通水腔中，当两插片分别插入同一高度的前插槽和后插槽中时，检测装置能检测泥水界面同一高度不同水平位置处溶氧，当两插片插入不同高度的前插槽或后插槽，且插入深度相同时，测装置能检测泥水界面同一水平位置不同高度处溶氧。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的前插槽和后插槽中均设置有固定凸，插片边缘设置有滑齿，插片插入前插槽或后插槽中时，通过选择不同的滑齿与固定凸卡合，调节插片插入插槽的深度。
上述的插片上刻有刻度，插片插入插槽的深度能从刻度上读出。
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，当固定检测探头的插片位于通水腔中时，通窗透过槽窗与通水腔连通；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。
能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测方法，包括以下步骤：
步骤a、组装检测装置：根据需要选择数个检测探头，每个检测探头分别卡入相应插片的探头槽中，确保检测探头与插片实现定位，
步骤b、检测泥水界面同一高度不同水平位置处溶氧：选择同一高度上的一对前插槽和后插槽，分别将插片插入前插槽和后插槽，将每个检测探头的探针均推出至推送管的前腔；将检测盒沉放至泥水界面上，水注入通水腔以及推送管的前腔，各探针采集水中的溶氧数据；
步骤c、检测泥水界面同一水平位置不同高度处溶氧：选择数个位于不同高度上的前插槽和/或后插槽，分别将插片插入选中的插槽中，调节插片插入插槽的深度，再将每个检测探头的探针均推出至推送管的前腔，使各个探针位于同一水平位置的不同高度上，将检测盒沉放至泥水界面上，水注入通水腔以及推送管的前腔，各探针采集水中的溶氧数据；
步骤d、同时测量泥水界面不同高度和不同水平位置处溶氧：同时进行步骤b和步骤c；
步骤e：步骤b、步骤c和步骤d中各探针采集的溶氧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f：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，插片被抽出。
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不同高度溶氧时，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、本发明具有多个检测探头，这些检测探头同时工作，从而达到多个探针同时检测同一处泥水界面不同高度、不同水平位置溶氧的效果，避免了多次重复测试试验，既节约时间，又能得到某一时间泥水界面不同高度、不同水平位置溶氧量的真实分布。
4、一次完成泥水界面不同高度、不同水平位置的溶氧检测，使用非常方便。
附图说明
图1是检测盒的正面示意图；
图2是检测盒的反面示意图；
图3是检测盒的俯视图；
图4是图1的M-M剖视图；
图5是检测探头的结构示意图；
图6是插片的结构示意图；
图7是检测探头放入插片中的示意图；
图8是探针伸出后的示意图；
图9是检测泥水界面同一高度不同水平位置处溶氧的示意图；
图10是检测泥水界面同一水平位置不同高度处溶氧的示意图；
图11是同时测量泥水界面不同高度和不同水平位置处溶氧的示意图；
图12是图11的A部结构放大图；
图13是溶氧微光极结构示意框图。
其中的附图标记为：溶氧微光极主机1、检测探头2、探针21、检测盒3、通水腔31、前插槽32、后插槽33、固定凸34、插片4、探头槽41、槽窗41a、滑齿42、刻度43、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13所示，本发明的能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置，包括溶氧微光极主机1，溶氧微光极主机1连接数个检测探头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上开设有上下贯通的通水腔31、检测盒3前侧面以及后侧面分别设置有数个向检测盒3内水平延伸的前插槽32和后插槽33，前插槽32和后插槽33的数量和高度均相对应，前插槽32和后插槽33均与通水腔31连通，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，每个检测探头2能放入相应的插片4的探头槽41中固定，插片4能插入前插槽32或后插槽33中并使检测探头2的探针21置于通水腔31中，当两插片4分别插入同一高度的前插槽32和后插槽33中时，检测装置能检测泥水界面同一高度不同水平位置处溶氧，当两插片4插入不同高度的前插槽32或后插槽33，且插入深度相同时，测装置能检测泥水界面同一水平位置不同高度处溶氧。
实施例中，前插槽32和后插槽33中均设置有固定凸34，插片4边缘设置有滑齿42，插片4插入前插槽32或后插槽33中时，通过选择不同的滑齿42与固定凸34卡合，调节插片4插入插槽的深度。
实施例中，插片4上刻有刻度43，插片4插入插槽的深度能从刻度43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1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，当固定检测探头2的插片4位于通水腔31中时，通窗57透过槽窗41a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。
能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测方法，包括以下步骤：
步骤a、组装检测装置：根据需要选择数个检测探头2，每个检测探头2分别卡入相应插片4的探头槽41中，确保检测探头2与插片4实现定位，
步骤b、检测泥水界面同一高度不同水平位置处溶氧：选择同一高度上的一对前插槽32和后插槽33，分别将插片4插入前插槽32和后插槽33，将每个检测探头2的探针21均推出至推送管51的前腔51a；将检测盒3沉放至泥水界面上，水注入通水腔31以及推送管51的前腔51a，各探针21采集水中的溶氧数据；如图9所示。
步骤c、检测泥水界面同一水平位置不同高度处溶氧：选择数个位于不同高度上的前插槽32和/或后插槽33，分别将插片4插入选中的插槽中，调节插片4插入插槽的深度，再将每个检测探头2的探针21均推出至推送管51的前腔51a，使各个探针21位于同一水平位置的不同高度上，将检测盒3沉放至泥水界面上，水注入通水腔31以及推送管51的前腔51a，各探针21采集水中的溶氧数据；如图10所示。
步骤d、同时测量泥水界面不同高度和不同水平位置处溶氧：同时进行步骤b和步骤c；如图11和图12所示。
步骤e：步骤b、步骤c和步骤d中各探针21采集的溶氧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f：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被抽出。
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1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1，溶氧微光极主机1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 (5)

1.能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置，包括溶氧微光极主机(1)，所述的溶氧微光极主机(1)连接数个检测探头(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)上开设有上下贯通的通水腔(31)、检测盒(3)前侧面以及后侧面分别设置有数个向检测盒(3)内水平延伸的前插槽(32)和后插槽(33)，所述的前插槽(32)和后插槽(33)的数量和高度均相对应，所述的前插槽(32)和后插槽(33)均与通水腔(31)连通，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，每个所述的检测探头(2)能放入相应的插片(4)的探头槽(41)中固定，所述的插片(4)能插入前插槽(32)或后插槽(33)中并使检测探头(2)的探针(21)置于通水腔(31)中，当两插片(4)分别插入同一高度的前插槽(32)和后插槽(33)中时，检测装置能检测泥水界面同一高度不同水平位置处溶氧，当两插片(4)插入不同高度的前插槽(32)或后插槽(33)，且插入深度相同时，检 测装置能检测泥水界面同一水平位置不同高度处溶氧；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)，当固定检测探头(2)的插片(4)位于通水腔(31)中时，通窗(57)透过槽窗(41a)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。
2.根据权利要求1所述的能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置，其特征是：所述的前插槽(32)和后插槽(33)中均设置有固定凸(34)，所述的插片(4)边缘设置有滑齿(42)，插片(4)插入前插槽(32)或后插槽(33)中时，通过选择不同的滑齿(42)与固定凸(34)卡合，调节插片(4)插入插槽的深度。
3.根据权利要求1所述的能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置，其特征是：所述的插片(4)上刻有刻度(43)，插片(4)插入插槽的深度能从刻度(43)上读出。
4.如权利要求1所述的能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置的检测方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤a、组装检测装置：根据需要选择数个检测探头(2)，每个检测探头(2)分别卡入相应插片(4)的探头槽(41)中，确保检测探头(2)与插片(4)实现定位，
步骤b、检测泥水界面同一高度不同水平位置处溶氧：选择同一高度上的一对前插槽(32)和后插槽(33)，分别将插片(4)插入前插槽(32)和后插槽(33)，将每个检测探头(2)的探针(21)均推出至推送管(51)的前腔(51a)；将检测盒(3)沉放至泥水界面上，水注入通水腔(31)以及推送管(51)的前腔(51a)，各探针(21)采集水中的溶氧数据；
步骤c、检测泥水界面同一水平位置不同高度处溶氧：选择数个位于不同高度上的前插槽(32)和/或后插槽(33)，分别将插片(4)插入选中的插槽中，调节插片(4)插入插槽的深度，再将每个检测探头(2)的探针(21)均推出至推送管(51)的前腔(51a)，使各个探针(21)位于同一水平位置的不同高度上，将检测盒(3)沉放至泥水界面上，水注入通水腔(31)以及推送管(51)的前腔(51a)，各探针(21)采集水中的溶氧数据；
步骤d、同时测量泥水界面不同高度和不同水平位置处溶氧：同时进行步骤b和步骤c；
步骤e：步骤b、步骤c和步骤d中各探针(21)采集的溶氧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。
5.根据权利要求4所述的能同时原位测量泥水界面不同水平位置不同高度溶氧的检测装置的检测方法，其特征是：还包括步骤f：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)被抽出。
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