CN108181291A - 一种基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔，解决的是散光多，存在荧光二次反射，用于溶解氧传感器导致测量精度低的技术问题，通过采用包括光学反应腔腔体，荧光接收模块，激发光LED3，溶解氧敏感膜，温度探测模块；光学反应腔腔体内的顶部设置激发光LED3，溶解氧敏感膜设置在光学反应腔腔体底部，与激发光LED3相对，荧光接收模块贯穿设置在光学反应腔腔体顶部用于接收溶解氧敏感膜发出的荧光；所述光学反应腔腔体内还设置有温度探测模块，用于实时探测光学反应腔腔体内的温度的技术方案，较好的解决了该问题，可用于水体溶解氧浓度检测中。
Description
技术领域
本发明涉及水体溶解氧浓度检测领域，具体涉及一种基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔。
背景技术
溶解氧(Disoslved oxygen,简称DO)是指水体与大气交换或经化学反应、生化反应溶解于水体中的氧.水中溶解氧含量的多少反映了水体受污染的成度，溶解氧是水质评价的重要参数之一。在工业生产中，某些生产过程中需要测定溶液或反应物中的溶解氧含量。一些科研和实验也需要精确测定水中的溶解氧含量。在污水处理中，通常是用氧气参与细菌对污水的生物降解完成的，氧气含量不足会导致厌氧微生物的大量繁殖，所以需要检测氧含量。在水产养殖方面，水域溶解氧含量是准确控制增氧机的重要依据。在生命科学领域,生物耗氧量也是研究生命活动的一项重要指标。由此可见，DO的测定对工业生产、污水处理、水产养殖、生命科学等方面都有着重要的意义，是衡量水体污染和水体自净能力的一项重要指标。基于荧光淬灭原理的溶解氧传感器是目前DO测量的主流方向。水溶氧的含量作为水质监测的重要环节，水溶氧的浓度渐渐成为人们研究的重点。实时掌握水体中溶解氧的状况，对于水体环境保护和水产养殖起着重要的作用。
现有的光学反应腔存在散光多，存在荧光二次反射，用于溶解氧传感器导致测量精度低的技术问题。因此，提供一种可以大幅度的减少杂散光进入；降低荧光的二次反射，提高溶解氧传感器的测量精度的基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔就很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的散光多，存在荧光二次反射，用于溶解氧传感器导致测量精度低的技术问题。提供一种新的溶解氧传感器光学反应腔，该溶解氧传感器光学反应腔具有可以大幅度的减少杂散光进入；降低荧光的二次反射，提高溶解氧传感器的测量精度的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔，所述溶解氧传感器光学反应腔包括光学反应腔腔体，荧光接收模块，激发光LED3，溶解氧敏感膜，温度探测模块；光学反应腔腔体内的顶部设置激发光LED3，溶解氧敏感膜设置在光学反应腔腔体底部，与激发光LED3相对，荧光接收模块贯穿设置在光学反应腔腔体顶部用于接收溶解氧敏感膜发出的荧光；所述光学反应腔腔体内还设置有温度探测模块，用于实时探测光学反应腔腔体内的温度。
本发明的工作原理：本发明中，光学反应腔腔体的作用是为溶解氧敏感膜受激激发产生荧光并探测荧光强度提供反应场所；荧光接收模块的作用是为敏感膜受激产生的荧光提供滤光及荧光强度接收通道，包括滤除激发光后接收荧光并将荧光强度转化为电信号；激发光LED3的作用是提供敏感膜受激条件，垂直照射敏感膜敏感材料；溶解氧敏感膜的作用是提供荧光敏感材料，受激发光激发后会产生650nm波段范围的荧光。温度探测模块的作用是对反应腔进行温度检测，确定反应腔附近的温度以便对荧光强度进行温度补偿。
上述方案中，为优化，进一步地，所述荧光接收模块包括滤光片、光电探测器和热缩管；荧光接收模块底端为滤光片，光电探测器置于滤光片上方，热缩管包层将滤光片和光电探测器紧裹。
进一步地，所述光学反应腔腔体为圆柱体结构的黑色聚四氟乙烯腔体，光学反应腔腔体内部涂满吸光材料。
进一步地，所述温度探测模为2个，温度探测模块设置在光学反应腔腔体内侧面，2个温度探测模块相对于光学反应腔腔体底部中心设置。
进一步地，所述激发光LED3和荧光接收模块并列于光学反应腔腔体顶部的中心位置。
进一步地，所述溶解氧敏感膜用于受激发光激发后产生波长为650nm波段的荧光。
本发明的有益效果：本发明所述的基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔通过在荧光接收模块的前端添加滤光片，减少二次光干扰，能够提高传感器的测量精度；应用黑色聚四氟乙烯腔体，光学反应腔腔体内部涂满吸光材料，能够减少外部光的干扰；使用温度检测模块检测温度提供温度补偿，能够提高测量精度。因此本发明所述的基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔受外部干扰影响小、测量精度高，满足多种环境下的测量需要。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，实施例1中的溶解氧传感器光学反应腔示意图。
图中附图标记说明：1-光学反应腔腔体，2-荧光接收模块，3-激发光LED，4-溶解氧敏感膜，5-温度探测模块，21-滤光片，22-光电探测器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔，如图1，包括光学反应腔外壁、荧光接收模块2、激发光LED3、溶解氧敏感膜4和温度探测模块5这五个部分。
光学反应腔腔体1为黑色聚四氟乙烯腔体，圆柱体结构，内部涂满吸光材料，防止荧光二次反射引起荧光强度测量误差；光学反应腔腔体1内部有激发光LED3、荧光接收模块2、溶解氧敏感膜4、温度探测模块5，激发光LED3与荧光接收模块2并列于反应腔中心位置，垂直照射敏感膜，温度探测模块5位于光学反应腔内壁底部；所述荧光接收模块2由滤光片21、光电探测器22和热缩管包层构成，底端为滤光片21，光电探测器22置于滤光片21上方，热缩管包层将两者收紧包裹；所述激发光照射氧敏感膜，氧敏感膜受激发出荧光，激发光与荧光到达荧光探测模块，通过滤光后到仅荧光进入探测器接收窗口，光电探测器22将接收到的荧光强度转化为电信号。
其中滤光片21与光电探测器22探测窗口紧密连接。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (6)
1.一种基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔，其特征在于：所述溶解氧传感器光学反应腔包括光学反应腔腔体(1)，荧光接收模块(2)，激发光LED(3)，溶解氧敏感膜(4)，温度探测模块(5)；
光学反应腔腔体(1)内的顶部设置激发光LED(3)，溶解氧敏感膜(4)设置在光学反应腔腔体(1)底部，与激发光LED(3)相对，荧光接收模块(2)贯穿设置在光学反应腔腔体(1)顶部用于接收溶解氧敏感膜(4)发出的荧光；
所述光学反应腔腔体(1)内还设置有温度探测模块(5)，用于实时探测光学反应腔腔体(1)内的温度。
2.根据权利要求1所述的基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔，其特征在于：所述荧光接收模块(2)包括滤光片(21)、光电探测器(22)和热缩管；荧光接收模块(2)底端为滤光片(21)，光电探测器(22)置于滤光片(21)上方，热缩管包层将滤光片(21)和光电探测器(22)紧裹。
3.根据权利要求1所述的基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔，其特征在于：所述光学反应腔腔体(1)为圆柱体结构的黑色聚四氟乙烯腔体，光学反应腔腔体(1)内部涂满吸光材料。
4.根据权利要求1-3任一所述的基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔，其特征在于：所述温度探测模块(5)为2个，温度探测模块(5)设置在光学反应腔腔体(1)内侧面，2个温度探测模块(5)相对于光学反应腔腔体(1)底部中心设置。
5.根据权利要求4所述的基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔，其特征在于：所述激发光LED(3)和荧光接收模块(2)并列于光学反应腔腔体(1)顶部的中心位置。
6.根据权利要求4所述的基于荧光淬灭的溶解氧传感器光学反应腔，其特征在于：所述溶解氧敏感膜(4)用于受激发光激发后产生波长为650nm波段的荧光。
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