CN107748155A - 一种荧光分析装置和水质在线监测仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种荧光分析装置和水质在线监测仪器。荧光分析装置包括透明的检测管、紫外光发射单元和检测单元。检测管用于容置待检测液体，紫外光发射单元朝向检测管设置。检测单元包括紫外光检测单元和荧光检测单元。紫外光检测单元位于检测管的与紫外光发射单元相对的一侧，用于检测透过检测管的紫外光的光强。荧光检测单元用于检测待检测液体被激发的预检测波长荧光的光强，荧光检测单元位于检测管的外侧，且未设置于紫外光发射单元和紫外光检测单元的连线上。荧光分析装置可以同时检测液体对紫外光的吸收率和预设波长荧光的光强，得到待检测液中的有机物整体含量以及预检测的物质的含量，能更准确地反映待检测液体中的物质组成。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测设备的技术领域，尤其涉及一种荧光分析装置和水质在线监测仪器。
背景技术
荧光分析法是一种检测物质种类的方法，其基本原理是：利用波长较短、能量较高的光照射待检测的物质，物质在吸收了光能后，电子从基态被激发跃迁到较高能级，再返回到基态或较低能级时，会发出相应的出射光。物质在被激发后产生的出射光称为荧光，不同种类的物质在预设激发光的激发下发出的荧光的波长和光强往往不同，因此，通过检测产生的荧光的光强和波长，可以分析出待检测的物质的种类。
荧光分析法由于无需与待检测物质接触即可分析，检测迅速且方便，已经广泛用于水质检测设备中。但是现有的检测设备中，一般只是通过检测荧光判断某种污染物的含量，无法检测整体有机物含量。
发明内容
本发明的第一目的在于提出可以检测有机物整体含量和预检测种类物质的含量的荧光分析装置。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种荧光分析装置，包括：
透明的检测管，用于容置待检测液体；
紫外光发射单元，用于产生紫外光，所述紫外光发射单元朝向检测管设置；和
检测单元，检测单元用于检测预检测波长的光的光强，检测单元包括紫外光检测单元和荧光检测单元；其中，
紫外光检测单元位于检测管的与紫外光发射单元相对的一侧，用于检测透过检测管的紫外光的光强，
荧光检测单元用于检测待检测液体被激发的预检测波长的荧光的光强，荧光检测单元位于检测管的外侧，且未设置于紫外光发射单元和紫外光检测单元的连线上。
其中，检测单元面向检测管设置有只允许预检测波长的光通过的滤光片。
其中，荧光检测单元的数量至少为两个，且不同的荧光检测单元分别设置中心波长不同的滤光片。
其中，荧光检测单元的包括第一荧光检测单元和第二荧光检测单元，第一荧光检测单元设置有中心波长为340nm的滤光片，第二荧光检测单元设置有中心波长为430nm的滤光片。
其中，第一荧光检测单元、紫外光发射单元、第二荧光检测单元和紫外光检测单元依次围设于检测管的外围。
其中，紫外光检测单元设置有紫外光滤光片，紫外光滤光片的中心波长与紫外光发射单元发射的紫外光波长一致。
其中，检测管为石英管。
其中，荧光分析装置，还包括固定架，固定架的中部形成容纳孔，容纳孔的四周凸设形成支撑部，检测管穿设于容纳孔，紫外光发射单元、紫外光检测单元和荧光检测单元均固定于支撑部。
其中，至少在容纳孔的一侧上，支撑部包括内支撑部和外支撑部，紫外光发射单元、紫外光检测单元或荧光检测单元与内支撑部固定，外支撑部在高度方向凸出内支撑部以及与内支撑部连接的部件，外支撑部用于与外部的固定部固定。
本发明的第二目的在于提出一种水质在线监测仪器，可以同时检测水质中有机物的整体含量和预检测的有机物含量，并实时检测水质。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种水质在线监测仪器，其特征在于，包括上述的荧光分析装置，检测管的两端分别通过导管与需要监测的水连通。
有益效果：本发明提供了一种荧光分析装置和水质在线监测仪器。荧光分析装置包括透明的检测管、紫外光发射单元和检测单元。检测管用于容置待检测液体，紫外光发射单元用于产生紫外光，紫外光发射单元朝向检测管设置。检测单元用于检测预检测波长的光的光强，检测单元包括紫外光检测单元和荧光检测单元。紫外光检测单元位于检测管的与紫外光发射单元相对的一侧，用于检测透过检测管的紫外光的光强。荧光检测单元用于检测待检测液体被激发的预检测波长荧光的光强，荧光检测单元位于检测管的外侧，且未设置于紫外光发射单元和紫外光检测单元的连线上。荧光分析装置通过设置相应的紫外光检测单元和荧光检测单元，可以同时检测待检测的液体对紫外光的吸收率和预设波长荧光的光强。对紫外光的吸收率可以反映待检测液中的有机物整体含量，对预设波长荧光的光强的检测可以检测出预检测的物质的含量，能更准确地反映待检测液体中的物质组成。
附图说明
图1是本发明提供的荧光分析装置的检测部分的爆炸图。
图2是本发明提供的荧光分析装置的检测部分和固定架的爆炸图。
图3是本发明提供的荧光分析装置的装配图。
其中：
1-检测管，2-紫外光发射单元，3-紫外光检测单元，41-第一荧光检测单元，42-第二荧光检测单元，5-固定架，51-支撑部，511-内支撑部，512-外支撑部，6-导管，a-入射紫外光，b、c-荧光、d-透射紫外光。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1～图3所示，本发明的实施例提供了一种荧光分析装置，用于对液体等进行荧光分析，检测液体中是否含有某些种类的物质。如图1所示，荧光分析装置包括透明的检测管1、紫外光发射单元2和检测单元。
透明的检测管1用于容置待检测液体，透明的检测管1可以避免影响入射光或出射光，减少对检测结果的影响。对于离线式检测而言，可以向检测管1单独灌入待检测液体。对于在线式检测而言，可以将检测管1的两端通过导管6与待检测的液体连通，即可连续实时检测，例如，对于水质检测而言，将检测管1的两端分别通过导管6与水管连接，即可实时检测水质。
紫外光发射单元2用于产生紫外光，主要包括了控制板和发光头。紫外光发射单元2朝向检测管1设置，产生的紫外光(图1中的入射紫外光a)可以射向检测管1内的液体，以使得液体内的物质被激发后产生相应的荧光。紫外光发射单元2发出的紫外光的波长可以设置为比较常用的280nm，280nm的紫外光可以激发常见的水质污染物产生相应的荧光。由于石英不吸收紫外光，因此，检测管1可以采用石英管。
检测单元用于检测预检测波长的光的光强，为了提高检测精度，检测单元在面向检测管1的位置设置有只允许预检测波长的光通过的滤光片，以避免其他波长的光对检测单元的影响。具体而言，检测单元包括紫外光检测单元3和荧光检测单元。本实施例中，荧光检测单元包括了第一荧光检测单元41和第二荧光检测单元42。
紫外光检测单元3位于检测管1的与紫外光发射单元2相对的一侧，用于检测透过检测管1的紫外光(图1中的透射紫外光d)的光强。紫外光检测单元3主要包括检测光强的光电传感器和相应的控制板，为了准确检测紫外光的光强，紫外光检测单元3可以在面向检测管1的位置设置紫外光滤光片，紫外光滤光片的中心波长与紫外光发射单元2发射的紫外光波长一致，仅允许相应的紫外光通过，使得光电传感器能准确测量从检测管1透过的紫外光，结合紫外光发射单元2的光强，可以计算出待检测液体对紫外光的吸收率。对紫外光的吸收率可以反映待检测液中的有机物整体含量。
荧光检测单元位于检测管1的外侧，用于检测待检测液体被激发的预检测波长荧光(图1中的荧光b和荧光c)的光强。比如，对于水而言，常见的污染可能是含有过多的蛋白质或者腐殖质，如果想要检测待检测液体中是否含有蛋白质，则可以检测待检测液体中是否波长为340nm左右的光的光强，如果想要检测待检测液体中是否含有腐殖质，则可以检测待检测液体中是否波长为430nm左右的光的光强。通过检测相应的预检测波长的荧光的光强，可以得知是否具有相应的物质。在本实施例中，第一荧光检测单元41即用于检测340nm波长的荧光的光强，第二荧光检测单元42即用于检测430nm波长的荧光的光强，以分别检测待检测液体中是否具有蛋白质和腐殖质。为了提高检测精度，可以在第一荧光检测单元41上设置中心波长为340nm的滤光片，在第二荧光检测单元42上设置中心波长为430nm的滤光片。滤光片的中心波长是指透过率最高的波段波长，为了提高精确度，本实施例中的滤光片尽量采用窄带滤光片，以减少预检测范围之外的波长的光的影响。为了避免荧光检测单元对紫外光检测单元3的影响，荧光检测单元不能设置在紫外光发射单元2和紫外光检测单元3的连线上。
本实施例的荧光分析装置通过设置紫外光检测单元3可以测出待检测液体对紫外光的吸收率，结合荧光检测单元检测出预检测的波长的荧光的光强，可以快速判断待检测液体中有机物整体含量，以及是否具有预检测的物质，比如蛋白质、腐殖质等，对待检测物中有机物的检测更准确。
在本实施例中，滤光片可以提高相应的检测精度，并且，通过更换不同的滤光片，即可改变检测的光的种类，可以改变预检测物质的种类，极大地可以提高通用性。对于本实施例而言，滤光片通过固定头固定在控制板上，可以通过拆卸固定头，直接更换相应的滤光片，使用方便。
在本实施例中，荧光检测单元的数量为两个，分为了第一荧光检测单元41和第二荧光检测单元42，可以同时检测待检测液体中的蛋白质和腐殖质的含量。当然，荧光检测单元的数量可以超过两个，可以根据实际需要检测种类的数量确定，但是一般而言，不同的荧光检测单元分别设置中心波长不同的滤光片，以分别检测不同的波长的光，从而检测不同种类的物质。
在本实施例中，第一荧光检测单元41、紫外光发射单元2、第二荧光检测单元42和紫外光检测单元3依次围设于检测管1的外围。其中，第一荧光检测单元41和第二荧光检测单元42也设置在检测管1的对立的两侧。此种布置结构紧凑，且各个检测单元之间不会彼此影响。
为了便于固定检测管1和检测单元，本实施例的荧光分析装置还包括固定架5，固定架5的中部形成容纳孔，容纳孔的四周凸设形成支撑部51，检测管1穿设于容纳孔，紫外光发射单元2、紫外光检测单元3和荧光检测单元均固定于支撑部51。如图3所示，通过固定架5，可以将各个检测单元和紫外光发射单元2以及检测管1形成整体结构，不仅结构稳定，而且便于与其他部件装配。各个检测单元和紫外光发射单元2可以通过螺钉固定在支撑部51的外端，螺钉固定牢固，整体结构稳定。此外，还可以通过卡扣等卡接，只要能牢固固定即可。
为了便于固定架5与其他部件(比如图3中底部的固定板)固定，在容纳孔的顶端和底端，支撑部51包括内支撑部511和外支撑部512，顶端的内支撑部511与第一荧光检测单元41固定，底端的内支撑部511与第二荧光检测单元42固定，外支撑部512在高度方向凸出内支撑部511以及与内支撑部511连接的部件，外支撑部512用于与外部的固定部固定，避免与其他部分产生干涉。当然，内支撑部511和外支撑部512可以只是设置于容纳孔的一侧，也可以是在多侧都设置，内支撑部511可以和紫外光发射单元2、紫外光检测单元3或荧光检测单元固定。
本实施例还提供了一种水质在线监测仪器，针对水进行在线实时检测。水质在线监测仪器包括上述荧光分析装置，检测管1的两端分别通过导管6与需要监测的水连通。荧光分析装置作为在线监测仪器中的一个检测分析装置，将导管6与检测管1的两端连通后，即可实时分析流过检测管1的水中预检测物质的含量，比如蛋白质、腐殖质的浓度，以及水中有机物的整体含量，得到有机污染程度。利用上述的荧光分析装置，本申请的水质在线监测装置可以实时和准确检测水质，极大提高了检测的效率，降低了检测工作量，且利用检测紫外光的吸收率来获得有机物整体含量，可以从整体上更好地了解水质的有机污染程度。
水质在线监测装置一般还设置有监控系统，监控系统可以读取水质检测数据，在水质中污染物超标后即发出提醒。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种荧光分析装置，其特征在于，包括：
透明的检测管(1)，用于容置待检测液体；
紫外光发射单元(2)，用于产生紫外光，所述紫外光发射单元(2)朝向所述检测管(1)设置；和
检测单元，所述检测单元用于检测预检测波长的光的光强，所述检测单元包括紫外光检测单元(3)和荧光检测单元；其中，
所述紫外光检测单元(3)位于所述检测管(1)的与所述紫外光发射单元(2)相对的一侧，用于检测透过所述检测管(1)的紫外光的光强，
所述荧光检测单元用于检测所述待检测液体被激发的预检测波长的荧光的光强，所述荧光检测单元位于所述检测管(1)的外侧，且未设置于所述紫外光发射单元(2)和所述紫外光检测单元(3)的连线上。
2.如权利要求1所述的荧光分析装置，其特征在于，所述检测单元面向所述检测管(1)设置有只允许所述预检测波长的光通过的滤光片。
3.如权利要求2所述的荧光分析装置，其特征在于，所述荧光检测单元的数量至少为两个，且不同的所述荧光检测单元分别设置中心波长不同的滤光片。
4.如权利要求3所述的荧光分析装置，其特征在于，所述荧光检测单元的包括第一荧光检测单元(41)和第二荧光检测单元(42)，所述第一荧光检测单元(41)设置有中心波长为340nm的滤光片，所述第二荧光检测单元(42)设置有中心波长为430nm的滤光片。
5.如权利要求4所述的荧光分析装置，其特征在于，所述第一荧光检测单元(41)、所述紫外光发射单元(2)、所述第二荧光检测单元(42)和所述紫外光检测单元(3)依次围设于所述检测管(1)的外围。
6.如权利要求2所述的荧光分析装置，其特征在于，所述紫外光检测单元(3)设置有紫外光滤光片，所述紫外光滤光片的中心波长与所述紫外光发射单元(2)发射的紫外光波长一致。
7.如权利要求1所述的荧光分析装置，其特征在于，所述检测管(1)为石英管。
8.如权利要求1～7任一项所述的荧光分析装置，其特征在于，还包括固定架(5)，所述固定架(5)的中部形成容纳孔，所述容纳孔的四周凸设形成支撑部(51)，所述检测管(1)穿设于所述容纳孔，所述紫外光发射单元(2)、所述紫外光检测单元(3)和所述荧光检测单元均固定于所述支撑部(51)。
9.如权利要求8所述的荧光分析装置，其特征在于，至少在所述容纳孔的一侧上，所述支撑部(51)包括内支撑部(511)和外支撑部(512)，所述紫外光发射单元(2)、所述紫外光检测单元(3)或所述荧光检测单元与所述内支撑部(511)固定，所述外支撑部(512)在高度方向凸出所述内支撑部(511)以及与所述内支撑部(511)连接的部件，所述外支撑部(512)用于与外部的固定部固定。
10.一种水质在线监测仪器，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的荧光分析装置，所述检测管(1)的两端分别通过导管(6)与需要监测的水连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xu Weigang Inventor after: Wan Ruyi Inventor after: Huang Yuanqiang Inventor after: Li Chuang Inventor after: Li Zhen Inventor before: Xu Weigang |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |