CN117405615A - 单通道双波段测量水质cod参数的传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种单通道双波段测量水质COD参数的传感器，包括间隔设置的第一、二密封箱，两密封箱通过连接件固定连接，使用时二者浸入待测液体中，第一密封箱内设有深紫外LED灯珠，第一密封箱上设有第一密封玻璃片，深紫外LED灯珠射出的深紫外光及可见光能从第一密封玻璃片处射出，第二密封箱上设有第二密封玻璃片，经过待测液体的深紫外光及可见光从第二密封玻璃片处进入第二密封箱，第二密封箱内设有紫外滤光片、紫外光电探测器、可见光滤光片及可见光光电探测器，紫外光电探测器和可见光光电探测器与放大器相连，放大器与信号处理器相连。上述传感器通过一路通道实现信号光与补偿光的两路探测，避免清洗刷对两通道玻璃片清洗效果不一致问题。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种单通道双波段测量水质COD参数的传感器。
背景技术
水是人类生命的源泉，水质的好坏对人类的生活有重要影响。化学需氧量(COD)是水质污染监控和治理中必须监测的重要项目之一，也是水质评价的重要指标。COD是指在一定条件下用强氧化剂处理废水，水中还原性物质所消耗的强氧化剂的量，它的值越小，说明水质受污染的情况越轻。我国环境监测标准中规定的COD测量方法主要为重铬酸钾氧化法和高锰酸盐指数法，两者测量结果相对可靠，重现性好，但存在着药剂耗费高、测量周期长、连续监测困难、废液产生二次污染、使用维护成本高等不足。
首次提出利用紫外吸光度(UV)直接测定COD的是日本学者，其最大的优点是不需要经过任何化学预处理，缩短了测量周期，同时对环境也不会造成二次污染。但在实际应用中检测仪器普遍存在的问题就是水体中的悬浮物的散射效应会对水中的有机物的吸光度产生不少的影响，为了减少其的散射影响，通常采用双波长测量法。该方法可有效的消除水体化学需氧量测量过程中水体悬浮物带来的散射干扰，但是在实际应用中也存在难以克服的问题，具体表现在，双波长测量法需要采用双光路浸入水中，这需要双光路都要用透明光学玻璃密封，造成传感器结构比较复杂，另外为增加浸入到水中的传感器寿命，需要自动清洁刷定时清洗双路玻璃窗片，但是长期工作过程中双光路窗片很难保证清洁程度一致，造成COD测量误差变大以致无法使用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本申请提出了一种单通道双波段测量水质COD参数的传感器。
为了实现上述目的，本申请提出了一种单通道双波段测量水质COD参数的传感器，包括间隔设置的第一密封箱和第二密封箱，所述第一密封箱和第二密封箱通过连接件固定连接在一起，在使用时，所述第一密封箱和第二密封箱浸入待测液体中，在所述第一密封箱内设有深紫外LED灯珠，在所述第一密封箱上还设有第一密封玻璃片，从所述深紫外LED灯珠射出的深紫外光以及可见光能够从所述第一密封玻璃片处射出，在所述第二密封箱上设有第二密封玻璃片，经过待测液体的深紫外光以及可见光的混合光能够从所述第二密封玻璃片处进入所述第二密封箱，在所述第二密封箱内设有紫外滤光片、紫外光电探测器、可见光滤光片以及可见光光电探测器，其中紫外滤光片设置在所述紫外光电探测器的前方，可见光滤光片设置在所述可见光光电探测器的前方；所述紫外光电探测器和可见光光电探测器均与放大器相连接，所述放大器与信号处理器相连接。
在一些实施例中，所述深紫外LED灯珠由发光二极管、石英透镜和基板组成，其中所述基板设置在所述第一密封箱内，所述发光二极管、石英透镜均设置在所述基板上，所述石英透镜罩住所述发光二极管。
在一些实施例中，所述紫外滤光片为短波通或者带通滤光片，所述可见光滤光片为带通滤光片。
在一些实施例中，所述深紫外LED灯珠发射的深紫外光中心波长为250nm～260nm。
本申请的该方案的有益效果在于上述单通道双波段测量水质COD参数的传感器，利用深紫外LED灯珠可以发射深紫外与可见两个波段光束的特点，通过一路通道实现了信号光与补偿光的两路探测，与传统双光路与双波长探测COD参数方式比较，本申请所涉及的传感器的结构简单，减少了一路玻璃密封通道，并且避免了清洗刷对两通道玻璃片清洗的效果不一致问题，延长了传感器的使用寿命。
附图说明
图1示出了实施例中单通道双波段测量水质COD参数的传感器的结构示意图。
图2(a)示出了实施例中深紫外LED灯珠结构图，(b)示出了典型的深紫外LED灯珠发射光谱图。
附图标记：1-深紫外LED灯珠，101-基板，102-发光二极管，103-石英透镜，2-第一密封箱，3-第一密封玻璃片，4-第二密封箱，5-第二密封玻璃片，6-紫外滤光片，7-可见光滤光片，8-紫外光电探测器，9-可见光光电探测器，10-放大器，11-信号处理器。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步的说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
如图1～2所示，本申请所涉及的单通道双波段测量水质COD参数的传感器包括间隔设置的第一密封箱2和第二密封箱4，所述第一密封箱2和第二密封箱4通过连接件固定连接在一起，在使用时，所述第一密封箱2和第二密封箱4浸入待测液体中，在所述第一密封箱2内设有深紫外LED灯珠1，所述深紫外LED灯珠1的供电线通过所述连接件走线，在所述第一密封箱2上还设有第一密封玻璃片3，从所述深紫外LED灯珠1射出的深紫外光以及可见光能够从所述第一密封玻璃片3处射出，在所述第二密封箱4上设有第二密封玻璃片5，经过待测液体的深紫外光以及可见光的混合光能够从所述第二密封玻璃片5处进入所述第二密封箱4，在所述第二密封箱4内设有紫外滤光片6、紫外光电探测器8、可见光滤光片7以及可见光光电探测器9，其中紫外滤光片6设置在所述紫外光电探测器8的前方，可见光滤光片7设置在所述可见光光电探测器9的前方；所述紫外光电探测器8和可见光光电探测器9均与放大器10相连接，所述放大器10与信号处理器11相连接，所述放大器10以及信号处理器11均设置在所述第二密封箱4以外。
相较于传统测量水质COD参数的光源采用的为汞灯或单波段输出的紫外LED，本申请的光源采用发射双波段的深紫外LED灯珠1，如图2所示，所述深紫外LED灯珠1由发光二极管102、石英透镜103和基板101组成，其中所述基板101设置在所述第一密封箱2内，所述发光二极管102、石英透镜103均设置在所述基板101上，所述石英透镜103罩住所述发光二极管102。本申请选用的深紫外LED灯珠1在中心波长250nm～260nm范围内发射较强的深紫外光，同时还发射强度较弱的可见光，这样我们就可以通过检测深紫外光经过第一密封箱2和第二密封箱4之间的待测液体后的衰减来测量COD参数，可见光通过带通滤光片后作为参考光用于补偿水质悬浮粒子散射对COD参数测量的影响。
在本实施例中，所述紫外滤光片6为短波通或者带通滤光片，过滤去除可见光，所述可见光滤光片7为带通滤光片，可根据实际情况选取带通波长范围。
在具体的使用过程中，所述深紫外LED灯珠1发射的深紫外光与可见光通过第一密封玻璃片3、待测液体、第二密封玻璃片5进入到第二密封箱4中，深紫外光与可见光的混合光分别通过紫外滤光片6与可见光滤光片7，透过所述紫外滤光片6的深紫外光由紫外光电探测器8接收并转换为电信号；透过所述可见光滤光片7的可见光作为补偿光，由可见光光电探测器9接收并转换为电信号。紫外光电探测器8与可见光光电探测器9输出的电信号经过放大后，传输到信号处理器11中，通过计算得到待测液体的COD参数值，具体的COD参数的测量方法可以采用现有技术中的已知方法。
本申请所涉及的单通道双波段测量水质COD参数的传感器，利用深紫外LED灯珠可以发射深紫外与可见两个波段光束的特点，通过一路通道实现了信号光与补偿光的两路探测，与传统双光路与双波长探测COD参数方式比较，本申请所涉及的传感器的结构简单，减少了一路玻璃密封通道，并且避免了清洗刷对两通道玻璃片清洗的效果不一致问题，延长了传感器的使用寿命。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种单通道双波段测量水质COD参数的传感器，其特征在于：包括间隔设置的第一密封箱和第二密封箱，所述第一密封箱和第二密封箱通过连接件固定连接在一起，在使用时，所述第一密封箱和第二密封箱浸入待测液体中，在所述第一密封箱内设有深紫外LED灯珠，在所述第一密封箱上还设有第一密封玻璃片，从所述深紫外LED灯珠射出的深紫外光以及可见光能够从所述第一密封玻璃片处射出，在所述第二密封箱上设有第二密封玻璃片，经过待测液体的深紫外光以及可见光的混合光能够从所述第二密封玻璃片处进入所述第二密封箱，在所述第二密封箱内设有紫外滤光片、紫外光电探测器、可见光滤光片以及可见光光电探测器，其中紫外滤光片设置在所述紫外光电探测器的前方，可见光滤光片设置在所述可见光光电探测器的前方；所述紫外光电探测器和可见光光电探测器均与放大器相连接，所述放大器与信号处理器相连接。
2.根据权利要求1所述的单通道双波段测量水质COD参数的传感器，其特征在于：所述深紫外LED灯珠由发光二极管、石英透镜和基板组成，其中所述基板设置在所述第一密封箱内，所述发光二极管、石英透镜均设置在所述基板上，所述石英透镜罩住所述发光二极管。
3.根据权利要求1所述的单通道双波段测量水质COD参数的传感器，其特征在于：所述紫外滤光片为短波通或者带通滤光片，所述可见光滤光片为带通滤光片。
4.根据权利要求1所述的单通道双波段测量水质COD参数的传感器，其特征在于：所述深紫外LED灯珠发射的深紫外光中心波长为250nm～260nm。
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