CN114460022B - 一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统及其校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统及其校正方法，该传感器包括光源模块、吸收池和光谱接收模块。光源采用成本低、无需预热、波长范围大和光能利用率高的LED光源，LED光源发光波长范围覆盖340‑980nm，内部有温度传感器监测LED光源的温度，光准直后到光纤集束器，聚束通过一条光纤传输，光线混光输出以后准直和整形通过吸收池，光被吸收后进入光谱接收模块，光谱接收模块内部经过反射镜反射到凹面全息光栅，凹面全息光栅分光到线阵探测器上，最后数据经过单片机处理以及校正显示在电脑。本发明整个设备可以通过拖曳系统挂在本发明实用性强，具有小型化、高光谱、高精度的特点，对水体的监测意义重大。
Description
技术领域
本发明涉及一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统及其校正方法，属于海洋光学探测技术领域。
背景技术
随着我国经济社会高速发展，环境污染也越发严重，水污染影响了人们生产生活，阻碍了社会经济的健康发展，寻求一种新的有效监测水质的方法迫在眉睫。传统监测方法只因为测量准确性高的优点还在使用，但是因为不同的使用环境也暴露出测量周期长，操作繁琐以及二次污染水源等重大问题。
近年来，基于高光谱吸光度传感器的监测系统得到了快速发展，通过光源驱动LED进行大范围、高分辨率和高光谱测量，来实现对一定波长范围内的衰减和吸收系数进行测量。高光谱吸光度传感器系统适用于不同浑浊程度的水体，可进行水质监测、水体色度测量和饮用水质量监测。目前国内几乎没有公司研制，国外研制的C-Star透射计已经实现了产品研制和商用。C-Star具有设备结构简单、成本低和机械结构简单等优点，但是C-Star设计为单通道测量，能够测量的波段比较少，在原先结构基础上增加可测量的波段会大大增加仪器的体积和重量，给海水原位测量带来更大的困难。目前国外已研制的设备还无法实现对全球各种气候水域吸收和衰减的准确测量，尤其是外界温度变化与内部温度变化差异较大的水域。国内研制此种类型系统的厂商几乎没有，一些实验室的研究仍处于原型阶段，没有开发成功可直接投入实地测量的产品，国外进口的产品也无法完全适应中国不同水域条件。
综上所述，国内现有技术仍然存在的几个问题是：使用传统测量方法周期长，方法复杂，不能实现实时准确监测。国内基于高光谱吸光度原理的测量仪采用光谱仪作为光电探测器，可以基本实现大范围、高光谱、高分辨率的测量，但是光谱仪的结构限制，无法实现仪器整体体积的良好控制。限于多个LED同时工作的原因，也无法对每个LED进行温度监测和校正，没有对数据进行准确的处理和校正。在未来，传感器仪器的小型化，高光谱以及通过更好的温度监测方法和更准确的校正系数是未来水质检测的发展方向。
因此，现阶段研究出一套低成本、高光谱、高精度的高光谱吸光度传感器以及校正方法，对于应对水污染和全球水质变化具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，该传感器使用紧凑型光路设计实现高光谱同时测量，实时传回数据。LED发出的光束通过准直、光纤耦合聚束，通过外界水体以后进入光谱接收模块，光谱接收模块内部通过凹面全息光栅最后到达线阵探测器上,实现传感器设备的小型化、高光谱、高精度。
本发明还提供了上述拖曳式高光谱吸光度传感器系统的校正方法。
本发明采用的技术方案为：
一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，该系统包括光源模块、吸收池、光谱接收模块、单片机和电脑；
所述吸收池的一端设置有光源模块，所述吸收池的另一端设置有光谱接收模块，光源模块和光谱接收模块均与单片机相连接，单片机与电脑相连接；
所述光源模块用于发射多通道信号，在每个光路通道中，依次设置有LED光源、第一准直透镜、光纤耦合器和输入光纤，LED光源的发射光经过第一准直透镜准直后，再经过光纤耦合器将光耦合到输入光纤中；
所有光路通道中的输入光纤均与光纤集束器的同一端相连接，光纤集束器的另一端与另一根输出光纤相连接；通过光纤集束器将输入光纤的光束汇聚到一起，再由输出光纤输出，然后经过第二准直透镜的准直，入射到吸收池中；
所述光谱接收模块用于接收多通道信号，光谱接收模块包括沿光路依次设置的第三准直透镜、聚焦透镜、衍射光栅、反射镜、凹面全息光栅和线阵探测器；
吸收池的透射光经过第三准直透镜的准直和聚焦透镜的聚焦，先通过衍射光栅色散分成不同波长的光线，通过反射镜把不同波长的光线反射到凹面全息光栅上，通过凹面全息光栅的分光作用，将各个波段的光线分开入射到线阵探测器上，然后再把线阵探测器上的光谱数据传输到单片机进行处理中，单片机将处理好的光谱数据传输到电脑中进行显示。
光源模块用于输出多个波段的光，在光源模块中设置的多个光路可以避免LED发出的光之间干扰，分成多个光路也有利于简化后面光纤耦合的过程，后面对光路里的光纤直接进行聚束再耦合。
在光谱接收模块中，线阵探测器探测波长范围广，包括340-980nm，探测效率高，降低X射线窜扰，精度较高。凹面全息光栅具有聚焦和准直作用，可以实现体积小型化。同时，使用凹面全息光栅、线阵探测器能够实现提高光谱分辨率。
通过光源模块和光谱接收模块的配合，实现高光谱、高精度的高光谱吸光度探测。
根据本发明优选的，光源模块还设置有总支撑体、光源支撑体和光路通道支撑体；光源支撑体用于固定LED光源；光路通道支撑体用于为每个光源提供独立的光路通道；
光源支撑体设置在总支撑体上，光路通道支撑体固定在总支撑体上，且光路通道支撑体与光源支撑体配合安装；
所述光路通道支撑体为圆柱形，并且以圆柱的圆心为中心呈环形阵列开设若干个圆柱形光路通道；每个圆柱形光路通道中依次设置有第一准直透镜和光纤耦合器；
LED光源呈圆周均匀分布在光源支撑体上，且LED光源在光源支撑体的位置与光路通道支撑体上光路通道的位置一一对应。
通过设置光源支撑体和光路通道支撑体实现多个光路通道，同时有利于实现体积小型化。光路通道支撑体设置多个光路通道，将各个光路分开，避免光源之间相互干扰，光耦合到光纤效率本身并不高，各通道分别耦合可提升耦合效率。总支撑体与光源支撑体为一体结构，此结构体与光路通道支撑体尺寸匹配，可通过螺钉孔相连接，保证了整个光路的稳定性。
根据本发明优选的，光源模块包括八个光路通道；光路通过装置开设八个圆柱形光路通道。
根据本发明优选的，光源支撑体的材质为氮化铝陶瓷。氮化铝陶瓷具有高导热率，高强度，高绝缘性，防腐蚀，寿命长等优点。选择该材质可导热，保证温度传感器的检测到的温度与LED光源芯片温度一致，还可以保证所有LED光源的温度一致，避免出现8个LED光源温度相差较大。
根据本发明优选的，LED光源的波长范围为340-980nm。
不同的物质光谱不同，不同的待测液体对不同波段的光吸收程度不一样，通过对多波段光吸收情况进行探测，可以更加准确的确定出待测液对光的吸收情况，进而也可以通过待测液对光不同波段的吸收情况确定待测液的种类。
根据本发明优选的，光源模块还设置有温度传感器，用于检测LED光源的温度，温度传感器固定在光源支撑体的中心，温度传感器的与单片机相连接，将LED光源的温度传回单片机。
对LED光源温度的检测可以实现对LED光源芯片温度的监控，防止温度过高造成对光源芯片的破坏，影响光源发出光的质量的重要因素就是温度，如果此处不对LED光源进行温度检测，后续在光纤聚束耦合之后要在进行分光，对光线进行检测，这样的话整个仪器就无法保证体积小型化。要保证在对不同待测液或者相同待测液不同时间下由光源发出的光线是相同的；影响LED发出光的光强的因素为LED的发光功率；温度升高时，LED发光光强减小，电流减小时，LED发光光强减小；所以不能单纯的改变LED电流实现对发光光强的控制，因此温度传感器监测到LED温度升高时，通过单片机控制LED的功率来实现保持LED发光光强不变，只有保证每次光源发出的光线保持一致，才能保证得到的吸光度的准确性。
根据本发明优选的，单片机与电脑之间采用RS232通信方式。
根据本发明优选的，在测量时，光源模块、吸收池、光谱接收模块均放置在水下，单片机和电源放置在船上，并且光源模块、吸收池和光谱接收模块均通过线缆依靠海洋拖曳系统与船上的单片机和电源相连接。
上述拖曳式高光谱吸光度传感器系统的吸光度校正方法，具体步骤包括：
(1)将高光谱吸光度传感器放置在纯水中，将光源打开，线阵探测器测得强度信号为I，将光源关闭，线阵探测器测得强度信号为ID，ID表示由环境光引起的光强；则最终的光强测量值I入如式(Ⅰ)所示：
I入＝I-ID(Ⅰ)；
第一个信号减去后一个信号，从而同时去除探测器的暗电流；
(2)将高光谱吸光度传感器放置在浓度为c的待测液体中，将光源打开，线阵探测器测得强度信号为I*，将光源关闭，线阵探测器测得强度信号为 表示由环境光引起的光强；则最终的光强测量值I出如式(Ⅱ)所示：
则待测液体的吸光度值
(3)测量不同稀释比例待测液体的吸光度值，然后进行线性拟合，得到吸光度A与待测液体的浓度C之间的校正关系式，如式(III)所示：
A＝KC+B(III)，
式(III)中，K为通过线性拟合得到的校正系数，B为线性拟合得到的常数；
(4)将待测液体的浓度c代入式(III)，计算得到矫正后的吸光度A*＝Kc+B。
由于待测液体的盐度会影响待测液体的吸光度值，根据朗伯比尔定律，AU＝Kbc,K为摩尔吸收系数，b为吸收层厚度，c为吸光物质浓度。在这里海水的浓度主要考虑盐度，待测液体的盐度与待测液体的吸光度成正比。待测液体的温度对吸光度值影响较小，温度通过影响待测液体的浓度进而影响待测液体吸光度值。但是为了去除温度对吸光度值的影响，我们需要校正温度和盐度对待测液体吸光度值的影响，通过确定盐度和吸光度值正比例关系中的常数项，来校正温度和盐度对吸光度值叠加的总影响。
步骤(1)中，默认为纯水中吸光度为0，但因为实际测试中电路信号波动等各因素综合作用影响，实际测得的吸光度值可能会有偏差。通过步骤(2)-步骤(4)来校正吸光度值。
通过该方法得到数据因为受温度、盐度变化和电路本身信号波动的影响，吸光度值和吸光物质浓度关系并不是严格的线性关系，而是在一条直线一定范围上下波动，我们再通过将大量数据导入origin等画图软件，通过线性拟合确定该组数据的斜率K，线性关系表达式等信息。
本发明提供的校正方法均可以通过单片机对大量数据进行存储和处理，可以通过软件手段实现直接在上位机显示最终校正后的吸光度值。本设计为拖曳式高光谱吸光度传感器，可通过拖曳和校正方法相互配合实现对待测液体吸光度的初步大体测量和校正精确测量。
本发明的有益效果为：
1.目前现阶段技术只能实现单通道的测量，本发明可以实现八个通道同时测量，不同的待测液体对不同波段的光吸收程度也有差别，通过检测八个通道的衰减情况，可以更加准确的检测出待测液体的吸光度。
2本发明可以在保证体积小型化的同时兼顾较高的光谱分辨率，通过凹面全息光栅和线阵探测器实现对光谱衰减更加精确的探测。
3.本发明对光源的设计可以实现较稳定的光源输出，避免因为光源自身变化造成测量的吸光度不准确，本发明对温度和盐度的校正方法可对影响吸光度的两大因素进行校正，可确定考虑温度和盐度时待测液体的吸光度，也可以排除温度和盐度的影响确定待测液体吸光度进而确定待测液体的种类。
附图说明
图1是本发明提供的拖曳式高光谱吸光度传感器系统的结构示意图；
图2是本发明提供的光路通道支撑体的结构示意图。
图3是本发明提供的光纤集束器与输出光纤的连接示意图。
图4是本发明提供的光源支撑体上LED光源芯片和温度传感器的分布示意图。
图5是本发明提供的光源模块中光源支撑体与总支撑体位置的结构示意图。
1、光路通道，2、LED光源，3、准直透镜，4、光纤耦合器，5、输入光纤，6、光纤集束器，7、吸收池，8、窗口保护玻璃，9、聚焦透镜，10、衍射光栅，11、反射镜，12、凹面全息光栅，13、线阵探测器，14、LED供电接口，15、线阵探测器信号接收端口，16、RS232通信，17、光路通道支撑体，18、总支撑体，19、光源支撑体，20、温度传感器，21、电脑，22、电源，23、输出光纤，24、螺钉孔，25、单片机。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，如图1所示，高光谱吸光度传感器包括光源模块、吸收池7、光谱接收模块、单片机25和电脑21；
吸收池7的一端设置有光源模块，吸收池7的另一端设置有光谱接收模块，光源模块和光谱接收模块均与单片机25相连接，单片机25与电脑21相连接；
具体的，光源模块经过LED供电接口14与单片机25相连接，光谱接收模块通过线阵探测器信号接收端口15与单片机25相连接；
光源模块用于发射多通道信号，在每个光路通道1中，依次设置有LED光源2、第一准直透镜3、光纤耦合器4和输入光纤5，LED光源2的发射光经过第一准直透镜3准直后，再经过光纤耦合器4将光耦合到输入光纤5中；
所有光路通道1中的输入光纤5均与光纤集束器6的同一端相连接，光纤集束器6的另一端与另一根输出光纤23相连接；通过光纤集束器6将输入光纤5的光束汇聚到一起，再由输出光纤23输出，然后经过第二准直透镜3的准直，入射到吸收池7中；
本实施例中，光源模块设置在光源壳体中，经过第二准直透镜3的准直后经过光源壳体的窗口，入射到吸收池7中。
光源模块由单片机25的外接电源22供电；
光谱接收模块设置在光谱接收壳体中，光束经过吸收池7再经过光谱接收壳体上设置的窗口保护玻璃8入射到光谱接收模块。
光谱接收模块用于接收多通道信号，光谱接收模块包括沿光路依次设置的第三准直透镜3、聚焦透镜9、衍射光栅10、反射镜11、凹面全息光栅12和线阵探测器13；
吸收池7的透射光经过第三准直透镜3的准直和聚焦透镜9的聚焦，先通过衍射光栅10色散分成不同波长的光线，通过反射镜11把不同波长的光线反射到凹面全息光栅12上，通过凹面全息光栅12的分光作用，将各个波段的光线分开入射到线阵探测器13上，然后再把线阵探测器13上的光谱数据传输到单片机25进行处理中，单片机25将处理好的光谱数据传输到电脑21中进行显示。
光源模块用于输出多个波段的光，在光源模块中设置的多个光路可以避免LED光源2发出的光之间干扰，分成多个光路也有利于简化后面光纤耦合的过程，后面对光路里的光纤直接进行聚束再耦合。
在光谱接收模块中，线阵探测器13探测波长范围广，包括340-980nm，探测效率高，降低X射线窜扰，精度较高。凹面全息光栅12具有聚焦和准直作用，可以实现体积小型化。同时，使用凹面全息光栅12、线阵探测器13能够实现提高光谱分辨率。
通过光源模块和光谱接收模块的配合，实现高光谱、高精度的高光谱吸光度探测。
实施例2
一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，与实施例1提供的一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统的区别之处在于：
如图2、图3、图4和图5所示，光源模块还设置有总支撑体18、光源支撑体19和光路通道支撑体17；光源支撑体19用于固定LED光源2；光路通道支撑体17用于为每个光源提供独立的光路通道1；
光源支撑体19设置在总支撑体18上，光路通道支撑体17固定在总支撑体18上，且光路通道支撑体17与光源支撑体19配合安装；
光路通道支撑体17为圆柱形，并且以圆柱的圆心为中心呈环形阵列开设若干个圆柱形光路通道1；每个圆柱形光路通道1中依次设置有第一准直透镜3和光纤耦合器4；
LED光源2呈圆周均匀分布在光源支撑体19上，且LED光源2在光源支撑体19的位置与光路通道支撑体17上光路通道1的位置一一对应。
通过设置光源支撑体19和光路通道支撑体17实现多个光路通道1，同时有利于实现体积小型化。光路通道支撑体17设置多个光路通道1，将各个光路分开，避免光源之间相互干扰，光耦合到光纤效率本身并不高，各通道分别耦合可提升耦合效率。总支撑体18与光源支撑体19为一体结构，此结构体与光路通道支撑体17尺寸匹配，可通过螺纹孔24相连接，保证了整个光路的稳定性。
本实施例中，光源模块包括八个光路通道1；光路通过装置开设八个圆柱形光路通道1。
本实施例中，整个高光谱吸光度传感器设备有8个LED光源2，为了避免光源之间相互干扰，如图2所示，高光谱吸光度传感器具有8个光路通道1。因为无法表示出8组光路通道1，图1中只画出了其中一组光路通道1。图4为图5的俯视图。
图1中光纤集束器6将8根光纤集束到一起，即图1的光纤集束器6输入端与8个通道相连接，即分别与8根光纤相连接；光纤集束器6输出端与输出光纤23相连接。
光源支撑体19的材质为氮化铝陶瓷。选择该材质导热率高，保证温度传感器20的检测到的温度与LED光源2芯片温度一致，还可以保证所有LED光源2的温度一致，避免出现8个LED光源2温度相差较大。
LED光源2的波长范围为340-980nm。
不同的物质光谱不同，不同的待测液体对不同波段的光吸收程度不一样，通过对多波段光吸收情况进行探测，可以更加准确的确定出待测液对光的吸收情况，进而也可以通过待测液对光不同波段的吸收情况确定待测液的种类。
光源模块还设置有温度传感器20，用于检测LED光源2的温度，温度传感器20固定在光源支撑体19的中心，温度传感器20的与单片机25相连接，将LED光源2的温度传回单片机25。
测量纯水时，LED在某一特定温度下，吸光度值为0，记录此时的温度值T0，当单片机25检测到LED温度变化时，对LED功率进行调节，调节LED温度，当LED温度变回T0时，单片机25保持对LED的供电控制。
对LED光源2温度的检测可以实现对LED光源2芯片温度的监控，防止温度过高造成对光源芯片的破坏，影响光源发出光的质量的重要因素就是温度，如果此处不对LED光源2进行温度检测，后续在光纤聚束耦合之后要在进行分光，对光线进行检测，这样的话整个仪器就无法保证体积小型化。要保证在对不同待测液或者相同待测液不同时间下由光源发出的光线是相同的，影响LED发出光的光强的因素为LED的发光功率，温度升高时，LED发光光强减小，电流减小时，LED发光光强减小，所以不能单纯的改变LED电流实现对发光光强的控制，因此温度传感器20监测到LED温度升高时，通过单片机25控制LED的功率来实现保持LED发光光强不变，只有保证每次光源发出的光线保持一致，才能保证得到的吸光度的准确性。
单片机25与电脑21之间采用RS232通信16方式。
在测量时，光源模块、吸收池7、光谱接收模块均放置在水下，单片机25和电源22放置在船上，并且光源模块、吸收池7和光谱接收模块均通过线缆依靠海洋拖曳系统与船上的单片机25和电源22相连接。
光源模块外接供电，内部有温度传感器20监测LED温度，单片机25控制LED供电，保证LED光源2输出稳定的光线。经过准直发射到光纤到光纤中，在经过光纤集束器6后由输出光纤23传输，输出光纤23输出的光线混光输出以后经过准直和整形经过吸收池7，光线吸收和衰减以后射入光谱接收模块，光谱接收模块内部经过反射镜11反射到凹面全息光栅12，凹面全息光栅12将光线分开射到线阵探测器13上，得到大量的光谱数据，其光谱分辨率高达纳米级别，单片机25通过对340nm-980nm波段光谱数据进行图像预处理、显示波谱、波谱识别等操作后就可以得到高光谱数据，单片机25可以对数据进行处理，通过校正方法直接得出吸光度显示在上位机上。
实施例3
实施例1或2提供的一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统的吸光度校正方法，具体步骤包括：
(1)将高光谱吸光度传感器放置在纯水中，将光源打开，线阵探测器13测得强度信号为I，将光源关闭，线阵探测器13测得强度信号为ID，ID表示由环境光引起的光强；则最终的光强测量值I入如式(Ⅰ)所示：
I入＝I-ID(Ⅰ)；
第一个信号减去后一个信号，从而同时去除探测器的暗电流；
(2)将高光谱吸光度传感器放置在浓度为c的待测液体中，将光源打开，线阵探测器13测得强度信号为I*，将光源关闭，线阵探测器13测得强度信号为表示由环境光引起的光强；则最终的光强测量值I出如式(Ⅱ)所示：
则待测液体的吸光度值
(3)测量不同稀释比例待测液体的吸光度值，然后进行线性拟合，得到吸光度A与待测液体的浓度C之间的校正关系式，如式(III)所示：
A＝KC+B(III)，
式(III)中，k为通过线性拟合得到的校正系数，B为线性拟合得到的常数；
该方法的目的是要校正步骤(2)中初始待测液(浓度为c的待测液体)测得的吸光度值，因此我们只需要通过得到的线性关系横坐标为c时对应的吸光度值就可以实现对温度、盐度以及其他信号波动等因素的校正，为了实现结果的准确性，可以对加入纯水的体积进行更加细致的控制，实现减小浓度分度值。
具体为：因为不需要确定具体的待测液浓度，只需要控制待测液体积即可实现对待测液浓度的控制，检测过程中通过使用精确刻度的度量装置例如烧杯量筒或者更高端的电子度量仪器实现对浓度的精确控制，通过依次加入相对待测液体积一定比例的纯水，具体的可以将体积比例控制在加入后体积与原待测液体积比值为10：9；10：8等，即可实现9/10，8/10倍数的浓度控制，在接近0和待测液浓度c的附近可以将比例控制的更为精细，使得最终拟合的结果更加准确。
(5)将待测液体的浓度c代入式(III)，计算得到矫正后的吸光度A*＝Kc+B。
由于待测液体的盐度会影响待测液体的吸光度值，根据朗伯比尔定律，AU＝Kbc,K为摩尔吸收系数，b为吸收层厚度，c为吸光物质浓度。在这里海水的浓度主要考虑盐度，待测液体的盐度与待测液体的吸光度成正比。待测液体的温度对吸光度值影响较小，温度通过影响待测液体的浓度进而影响待测液体吸光度值。但是为了去除温度对吸光度值的影响，我们需要校正温度和盐度对待测液体吸光度值的影响，通过确定盐度和吸光度值正比例关系中的常数项，来校正温度和盐度对吸光度值叠加的总影响。步骤(1)中，默认为纯水中吸光度为0，但因为实际测试中电路信号波动等各因素综合作用影响，实际测得的吸光度值可能会有偏差。通过步骤(2)-步骤(4)来校正吸光度值。
通过此方法得到数据因为受温度、盐度变化和电路本身信号波动的影响，吸光度值和吸光物质浓度关系并不是严格的线性关系，而是在一条直线一定范围上下波动，我们再通过将大量数据导入origin等画图软件，通过线性拟合确定该组数据的斜率k，线性关系表达式等信息。
本发明提供的校正方法均可以通过单片机25对大量数据进行存储和处理，可以通过软件手段实现直接在上位机显示最终校正后的吸光度值。本设计为拖曳式高光谱吸光度传感器，可通过拖曳和校正方法相互配合实现对待测液体吸光度的初步大体测量和校正精确测量。
Claims (7)
1.一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，其特征在于，该系统包括光源模块、吸收池、光谱接收模块、单片机和电脑；
所述吸收池的一端设置有光源模块，所述吸收池的另一端设置有光谱接收模块，光源模块和光谱接收模块均与单片机相连接，单片机与电脑相连接；
所述光源模块用于发射多通道信号，在每个光路通道中，依次设置有LED光源、第一准直透镜、光纤耦合器和输入光纤，LED光源的发射光经过第一准直透镜准直后，再经过光纤耦合器将光耦合到输入光纤中；
所有光路通道中的输入光纤均与光纤集束器的同一端相连接，光纤集束器的另一端与输出光纤相连接；通过光纤集束器将输入光纤的光束汇聚到一起，再由输出光纤输出，然后经过第二准直透镜的准直，入射到吸收池中；
所述光谱接收模块用于接收多通道信号，光谱接收模块包括沿光路依次设置的第三准直透镜、聚焦透镜、衍射光栅、反射镜、凹面全息光栅和线阵探测器；
吸收池的透射光经过第三准直透镜的准直和聚焦透镜的聚焦，先通过衍射光栅色散分成不同波长的光线，通过反射镜把不同波长的光线反射到凹面全息光栅上，通过凹面全息光栅的分光作用，将各个波段的光线分开入射到线阵探测器上，然后再把线阵探测器上的光谱数据传输到单片机进行处理中，单片机将处理好的光谱数据传输到电脑中进行显示；
光源模块还设置有总支撑体、光源支撑体和光路通道支撑体；光源支撑体用于固定LED光源；光路通道支撑体用于为每个光源提供独立的光路通道；
光源支撑体设置在总支撑体上，光路通道支撑体固定在总支撑体上，且光路通道支撑体与光源支撑体配合安装；
所述光路通道支撑体为圆柱形，并且以圆柱的圆心为中心呈环形阵列开设若干个圆柱形光路通道；每个圆柱形光路通道中依次设置有第一准直透镜和光纤耦合器；
LED光源呈圆周均匀分布在光源支撑体上，且LED光源在光源支撑体的位置与光路通道支撑体上光路通道的位置一一对应；
所述系统的吸光度校正方法，具体步骤包括：
（1）将高光谱吸光度传感器放置在纯水中，将光源打开，线阵探测器测得强度信号为I，将光源关闭，线阵探测器测得强度信号为ID，ID表示由环境光引起的光强；则最终的光强测量值I入如式（Ⅰ）所示：
I入=I-ID（Ⅰ）；
（2）将高光谱吸光度传感器放置在浓度为c的待测液体中，将光源打开，线阵探测器测得强度信号为I*，将光源关闭，线阵探测器测得强度信号为 ，/>表示由环境光引起的光强；则最终的光强测量值I出如式（Ⅱ）所示：
；
则待测液体的吸光度值 ；
（3）测量不同稀释比例待测液体的吸光度值，然后进行线性拟合，得到吸光度A与待测液体稀释后的浓度C之间的校正关系式，如式（III）所示：
A=KC+B（III），
式（III）中，K为通过线性拟合得到的校正系数，B为线性拟合得到的常数；
（4）将待测液体的浓度c代入式（III），计算得到矫正后的吸光度A*= Kc+B。
2.根据权利要求1所述的一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，其特征在于，光源模块包括八个光路通道；光路通过装置开设八个圆柱形光路通道。
3.根据权利要求1所述的一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，其特征在于，光源支撑体的材质为氮化铝陶瓷。
4.根据权利要求1所述的一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，其特征在于，LED光源的波长范围为340-980nm。
5.根据权利要求1所述的一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，其特征在于，光源模块还设置有温度传感器，用于检测LED光源的温度，温度传感器固定在光源支撑体的中心，温度传感器与单片机相连接，将LED光源的温度传回单片机。
6.根据权利要求1所述的一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，其特征在于，单片机与电脑之间采用RS232通信方式。
7.根据权利要求1所述的一种拖曳式高光谱吸光度传感器系统，其特征在于，在测量时，光源模块、吸收池、光谱接收模块均放置在水下，单片机和电源放置在船上，并且光源模块、吸收池和光谱接收模块均通过线缆依靠海洋拖曳系统与船上的单片机和电源相连接。
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