CN117451681B - 应用于烷基苯监测的荧光传感器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了应用于烷基苯监测的荧光传感器，属于荧光传感器技术领域。包含：本申请提供了应用于烷基苯监测的荧光传感器，包含：传感器主体；两组检测通道两个所述检测通道的顶部分别设置有LED光源和荧光采样探头，两组所述检测通道内均依次设有透镜B、滤光片、透镜A，其中所述透镜A与被检测海水接触；电路板，与所述LED光源和荧光采样探头电信号连接，所述电路板包括：供电模块、LED驱动模块、通信模块和用于保证测量精度的信号处理模块；透镜清洁组件，与所述传感器主体连接，设于所述透镜A的外侧，对所述透镜A进行清洁。解决了微弱荧光信号极易淹没在背景噪声中的问题，以及无法及时对透镜清理，造成监测精度不高的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及荧光传感器技术领域，更具体地说，涉及应用于烷基苯监测的荧光传感器。
背景技术
目前存在的用于水下荧光监测的传感器，主要用于海洋溶解有机物或溢油监测，这些传感器也可用于水体十二烷基苯的测量；烷基苯是一种有机化合物，其分子中含有苯环和十二烷基链。通过将烷基苯添加到海底电缆的绝缘层中，可以增加电缆的耐用性和稳定性，以保证信号的传输质量。然而，如果在生产和使用过程中处理不当，海底电缆十二烷基苯可能会对环境和人类健康产生危害；例如，在使用过程中，如果泄露到环境中，会对海洋生态系统造成影响，破坏海洋生物的生存环境；因此，加强海底电缆布设区域十二烷基苯的监/检测，并对漏点进行及时的修复，对环境和人类健康具有重要意义。
相关技术中，用于水下荧光监测的传感器存在荧光激发/接受效率低和检测灵敏度不够等问题，其中海里存在杂物对传感器灵敏度具有一定影响，杂物附着在探头上会影响激发光和检测光的接收，导致灵敏度降低；为了改善杂物对探头的影响，例如现公开号为CN112881348A\的专利公开了一种水下荧光传感器，该传感器使用挡光环将发射光滤光片包围起来，挡光环分别与透镜和发射光滤光片物理接触，将激发光和荧光隔离开，并且通过大口径透镜将筒状外壳的一端密封，防止杂质积累在激发光和接收光的夹角区。
上述现有技术虽然通过大口径透镜能够防止杂质积累在夹角区对检测造成影响，但是当杂质附着在透镜外侧时无法及时清理，影响了传感器的使用效率。
鉴于此，我们提出应用于烷基苯监测的荧光传感器。
发明内容
本申请的目的在于提供应用于烷基苯监测的荧光传感器，解决了微弱荧光信号极易淹没在背景噪声中的问题，以及无法及时对透镜清理，造成监测精度不高的技术问题。
为了实现上述目的，本申请提供了应用于烷基苯监测的荧光传感器，包含：
传感器主体；
两组检测通道，呈一定角度设于所述传感器主体内，其中一组所述检测通道平行于所述传感器主体的轴向设置，两个所述检测通道的顶部分别设置有LED光源和荧光采样探头，两组所述检测通道内均依次设有透镜B、滤光片、透镜A，其中所述透镜A与被检测海水接触；
电路板，与所述LED光源和荧光采样探头电信号连接，所述电路板包括：供电模块、LED驱动模块、通信模块和用于保证测量精度的信号处理模块；
透镜清洁组件，与所述传感器主体连接，设于所述透镜A的外侧，对所述透镜A进行清洁。
通过采用上述技术方案，当传感器主体在海里检测电缆时，通过激发模块发出激发光线，当电缆中的烷基苯泄露时，烷基苯在LED光源的作用下生成对应的光信号，此时通过荧光采样探头采集海水荧光信号，通过信号处理模块保证测量精度，并可通过透镜清洁组件对透镜进行处理，防止生物附着对测量性能影响。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案所述信号处理模块包括：
信号转化模块，用于将荧光采样探头收集的荧光信号转化为数字信号；
锁相模块，产生正弦和余弦信号与信号转化模块输入的信号进行混频，产生两路正交信号，且产生模拟信号，被LED驱动模块直接驱动，使得LED光源以特定频率和波形发出光信号；
滤波模块，滤除锁相模块传输的正交信号中不需要的频率成分，仅保留所需的频率范围；
控制模块：管理和控制整个信号处理模块，协调数据采集、处理和输出。
本申请的信号处理模块采用数字正交锁相技术，基于互相关原理，建立海水痕量荧光信号测量模型，研究调制序列、干扰和噪声之间关系，通过锁相模块有效的从包含目标频率信号和噪声的复杂信号中提取出特定频率成分的幅度和相位信息，提高荧光信号测量的精确性。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述锁相模块包括：
本地振荡器：生成正交信号，通过CORDIC算法得到正交参考信号，并通过DDS产生的数字信号经数模转换器（DAC）转换为模拟信号后，被LED光源直接驱动；
相位敏感检测器：将信号转化模块转化后的数字信号与正交参考信号相乘，得到正交信号的包络信号。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述信号转化模块包括：
放大器，将所述荧光采样探头收集的弱信号放大，提高信噪比和增强信号；
滤波器，将放大器放大后的信号进行过滤，并获取特定波长范围内的荧光信号；
模数转换器（ADC）,将经过所述滤波器过滤后信号转化为数字信号。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述透镜清洁组件包括：
底盒，滑动设于所述传感器主体的底部，所述底盒内部设置有用于清理透镜A的换能器；
侧板，滑动设置于传感器主体的外侧，所述侧板位于底盒滑动的方向，所述侧板配合底盒在透镜A的外侧形成清理空间；
驱动组件，驱动所述底盒、侧板进行滑动。
本申请中的透镜清理组件在海里对透镜A清理时，通过驱动组件驱动底盒向检测通道底部滑动，且驱动侧板向下滑动，当侧板停止滑动时，底盒向侧板紧靠，以保证底盒和侧板形成清洗空间的密封性，当底盒和侧板密封配合后，形成的清洗空间位于检测通道的外侧，然后通过底盒内部的换能器产生超声波对透镜A清理，清理后再通过驱动组件带动底盒和侧板复位即可。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述驱动组件包括：
马达，与所述传感器主体连接；
第一齿轮传动组件，与所述马达一端的输出端传动连接；
齿板，设于所述底盒外侧，与所述第一齿轮传动组件传动连接；
传动组件，与所述马达另一端的输出端传动连接，用于驱动所述侧板滑动。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述传动组件包括：
第二齿轮传动组件，与所述马达另一端的输出端传动连接
齿轮F，与所述传感器主体转动连接，并与所述第二齿轮传动组件传动连接；
丝杆，一端与所述齿轮F螺纹连接，另一端与所述侧板连接。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述底盒内设置有用于支撑换能器的弹簧B，所述底盒靠近侧板的一侧固定设置有密封板，所述底盒外侧设置有气管、注入管和排水管，所述气管、注入管和排水管与底盒之间均设置有电动阀门。
通过采用上述技术方案，当底盒和侧板密封配合后，通过气管向底盒的内部加压，此时排水管对应的电动阀门打开，使底盒内部的海水排出，当底盒内部的水排出一定程度后关闭排水管对应的电动阀门，再通过注入管向底盒内部输入清洁剂，此时底盒内部的气体通过气管再排出，最后将所以电动阀门关闭，启动底盒内部的换能器降电能转化为机械能产生超声波，利用超声波和清洁剂对透镜A进行清理，使透镜A清理更加方便，并且清理效果更好。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述丝杠与侧板连接的一端设置有缓冲组件。
通过采用上述技术方案，当马达运行时带动齿轮E转动，齿轮F带动内侧的丝杆升降，通过丝杆和侧板之间的缓冲组件，使得侧板停止下降时，马达可继续驱动底盒与侧板紧靠，保证了底盒和侧板配合的紧密性。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述电路板电连接有数据线，所述传感器主体外侧设置有壳体，所述数据线穿过壳体上设置的密封件，所述数据线的端部设有用于连接水下机器人的插接头。
通过采用上述技术方案，通过数据线一端插接头与水下机器人连接后，通过水下机器人为电路板提供电能，此时通过通信模块与水下机器人形成交互，以便于控制传感器运行使用。
有益效果
本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
（1）本申请采用数字正交锁相技术，基于互相关原理，在建立海水痕量荧光信号测量模型，研究调制序列、干扰和噪声之间关系的基础上，基于CORDIC算法，优化内部参考相对相位精度，降低输入噪声和增益漂移，提高输出信号的信噪比从而将深埋在大量非相关噪声中的痕量荧光信号有效地检测出，解决了荧光信号极易淹没在背景噪声中的问题。
（2）本申请采用驱动组件同时驱动底盒和侧板移动，可及时在透镜A外侧形成清理空间，再利用底盒内部的换能器产生超声波对透镜A清理，所以有效解决了无法及时对透镜清理的问题，进而实现了在海里监测烷基苯时可及时对传感器探头进行清理的效果。
（3）本申请通过在传感器主体的外侧设置传动组件，传动组件在马达的驱动下带动侧板与底盒同步移动，使得底盒和侧板方便自动配合，并且当侧板停止滑动时，马达可继续驱动底盒向侧板紧靠，保证了底盒和侧板之间的密封性。
（4）本申请通过在传感器主体的外侧设置气管、注入管和排水管，以便于将底盒内部的海水排出，然后添加清洁剂，以保证对透镜A的清洁效果。
附图说明
图1为本申请中信号处理模块的原理图；
图2本申请一较佳实施例公开的应用于烷基苯监测的荧光传感器的整体结构示意图；
图3为本申请一较佳实施例公开的应用于烷基苯监测的荧光传感器的底部结构示意图；
图4为本申请一较佳实施例公开的应用于烷基苯监测的荧光传感器的爆炸结构示意图；
图5为本申请一较佳实施例公开的应用于烷基苯监测的荧光传感器中传感器主体的主视结构示意图；
图6为图5中A-A处的剖视结构示意图；
图7为本申请一较佳实施例公开的应用于烷基苯监测的荧光传感器中传动组件的结构示意图；
图8为本申请一较佳实施例公开的应用于烷基苯监测的荧光传感器中马达的装配结构示意图；
图9为本申请一较佳实施例公开的应用于烷基苯监测的荧光传感器中传感器主体的底部结构示意图；
图10为图7中A处的放大结构示意图。
图中标号说明：1、传感器主体；101、直线滑槽；102、环形滑槽；103、轴承板；104、滑轨；11、检测通道；111、透镜A；112、滤光片；113、透镜B；12、LED光源；13、荧光采样探头；14、槽孔；15、壳体；151、螺孔A；152、安装板；16、密封件；161、螺柱A；162、螺孔B；163、密封圈；17、数据线；171、插接头；172、螺柱B；173、连接片；174、弹簧A；18、接电片；19、密封盖；2、底盒；21、换能器；22、弹簧B；23、密封板；24、气管；25、注入管；26、排水管；27、电动阀门；3、侧板；31、滑环；4、马达；41、齿轮A；42、齿轮B；43、齿轮C；44、齿板；5、传动组件；51、双面齿环；52、齿轮D；53、齿轮E；54、齿轮F；55、丝杆；551、限位片；552、花轴；553、限位块；554、弹簧C；6、电路板；61、供电模块；62、LED驱动模块；63、通信模块；64、信号处理模块。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本申请作进一步详细说明。
参照图1、图2-图6，应用于烷基苯监测的荧光传感器，包含：传感器主体1、两组检测通道11、电路板6和透镜清洁组件。其中，两组检测通道11呈一定角度设于所述传感器主体1内，其中一组所述检测通道11平行于传感器主体1的轴向设置，两个检测通道11的顶部分别设置有LED光源12和荧光采样探头13，两组所述检测通道11内均依次设有透镜B113、滤光片112、透镜A111，其中所述透镜A111与被检测海水接触；电路板6与LED光源12和荧光采样探头13电信号连接。
电路板6包括：供电模块61、LED驱动模块62、通信模块63和用于保证测量精度的信号处理模块64；
透镜清洁组件，与所述传感器主体1连接，设于所述透镜A111的外侧，对所述透镜A111进行清洁。
本实施例中，信号处理模块64包括：信号转化模块、锁相模块、滤波模块和控制模块。其信号转化模块，用于将荧光采样探头13收集的荧光信号转化为数字信号；锁相模块，产生正弦和余弦信号与信号转化模块输入的信号进行混频，产生两路正交信号，且产生模拟信号，被LED驱动模块62直接驱动，使得LED光源12以特定频率和波形发出光信号；滤波模块，滤除锁相模块传输的正交信号中不需要的频率成分，仅保留所需的频率范围；控制模块：管理和控制整个信号处理模块，协调数据采集、处理和输出。
具体的，信号转化模块包括：放大器、滤波器和模数转换器（ADC）。其中，放大器，将荧光采样探头13收集的弱信号放大，提高信噪比和增强信号；滤波器，将放大器放大后的信号进行过滤，并获取特定波长范围内的荧光信号；模数转换器（ADC）,将经过滤波器过滤后信号转化为数字信号。
锁相模块包括：本地振荡器和相位敏感检测器，本地振荡器用于生成正交信号，通过CORDIC算法得到正交参考信号，并通过DDS产生的数字信号经数模转换器（DAC）转换为模拟信号后，被LED光源直接驱动；相位敏感检测器将信号转化模块转化后的数字信号与正交参考信号相乘，得到正交信号的包络信号。
在本实施例中，如图1所示，时钟单元和相位累加器组成本地振荡器，时钟单元提供精确的时间基准，而相位累加器能够利用这个基准对信号的相位进行精确控制，以合成新的信号或实现所需的频率、相位调制，生成使用相位差为90度的两个信号，即正弦和余弦信号，通过DDS调制信号，将产生的数字信号经数模转换器（DAC）转换为模拟信号后，被LED光源直接驱动，使得LED光源12以特定频率和波形发出光信号，通过荧光采样探头13收集LED光源12照射海水后反射回的光信号，并输入信号Y至可变增益放大器，将弱信号放大，再依次通过电流转电压、可变增益放大器，进一步提高信噪比和增强信号，然后经过50/100HZ工频陷波、抗混叠滤波对放大后的信号进行过滤，并获取特定波长范围内的荧光信号，通过采样率为2MSPS模数转换器（ADC）将经过所述滤波器过滤后信号转化为数字信号。
同时，时钟单元和相位累加器组成本地振荡器生成的正交信号通过nF cos ROM只读存储器存储余弦值，用于产生正交参考信号之一，通过nF sin ROM只读存储器存储正弦值，用于产生正交参考信号之二，再分别通过CORDIC算法得到正交参考信号F1和正交参考信号F2，再通过第一路相位敏感检测器（PSD1），将数字信号与正交参考信号F1相乘，得到正交信号之一的包络信号，第二路相位敏感检测器（PSD2），将数字信号与正交参考信号F2相乘，得到正交信号之二的包络信号。
正交信号之一的包络信号和正交信号之二的包络信号通过IIR数字滤波，将滤除锁相模块传输的正交信号中不需要的频率成分，将保留的所需的频率传输至主控系统进行信号处理，协调数据采集、处理和输出。本实施例中，主控系统还连接有温度传感器，用于修正环境温度对测量结果的影响。
本申请的应用于烷基苯监测的荧光传感器针对荧光信号极易淹没在背景噪声中的问题，采用图1所示数字正交锁相技术，基于互相关原理，在建立海水痕量荧光信号测量模型，研究调制序列、干扰和噪声之间关系的基础上，基于CORDIC算法与FIR/IIR混合迭代滤波算法的数字调制解调放大算法，优化滤波器时间常数和内部参考相对相位精度，降低输入噪声和增益漂移，提高输出信号的信噪比从而将深埋在大量非相关噪声中的痕量荧光信号有效地检测出来。
参照图2、图3、图6、图7和图9，本申请实施例公开应用于烷基苯监测的荧光传感器，包括传感器主体1，传感器主体1内部开设有两个检测通道11，两个检测通道11呈一定角度设置，其中一个检测通道11平行于传感器主体1的轴向设置，两个检测通道11的内部分别设置有激发模块和检测模块，两个检测通道11的底部平行于孔轴固定设置有透镜A111；
本实施例中，透镜清洁组件包括：底盒2，设于底盒2内部设置有用于清理透镜A111的换能器21，位于底盒2滑动的方向的侧板；驱动组件，驱动所述底盒2、侧板3进行滑动。
具体的，驱动组件包括：与所述传感器主体1连接的马达4，与马达4一端的输出端传动连接的第一齿轮传动组件；与所述第一齿轮传动组件传动连接的齿板44；与马达4另一端的输出端传动连接的传动组件5，用于驱动侧板3滑动。
本实施例中，传感器主体1底部滑动设置有底盒2，传感器主体1底部开设有槽孔14，槽孔14内部固定设置有用于驱动底盒2滑动的马达4，传感器主体1外侧平行于轴向滑动设置有侧板3，传感器主体1外侧设置有用于驱动侧板3滑动的传动组件5，传动组件5在马达4的驱动下带动侧板3滑动，底盒2和侧板3位于两个检测通道11的外侧；底盒2内部设置有换能器21，通过换能器21产生超声波对检测通道11底部的透镜A111清理。
当传感器主体1在海里检测电缆时，通过激发模块发出激发光线，当电缆中的烷基苯泄露时，烷基苯在激发光线的作用下生成对应的光信号，此时通过检测模块对光信号检测，以测量烷基苯的泄露情况，当在海里对透镜A111清理时，通过槽孔14内部的马达4驱动底盒2向检测通道11底部滑动，此时马达4通过传动组件5同步驱动侧板3向下滑动，当侧板3停止滑动时，马达4继续驱动底盒2向侧板3紧靠，以保证底盒2和侧板3形成清洗空间的密封性，当底盒2和侧板3密封配合后，形成的清洗空间位于检测通道11的外侧，然后通过底盒2内部的换能器21产生超声波对透镜A111清理，清理后再通过马达4带动底盒2和侧板3复位即可。
参照图3、图7、图8和图9，马达4的输出端固定设置有齿轮A41，齿轮A41外侧啮合设置有齿轮B42，齿轮B42转动设置于密封盖19的内部，密封盖19固定设置于传感器主体1的底部，用于对槽孔14密封，齿轮B42底部同轴固定设置有齿轮C43，齿轮C43外侧啮合设置有齿板44，齿板44固定设置于底盒2的外侧，底盒2通过滑轨104滑动设置于传感器主体1的底部，马达4另一端输出端通过传动组件5驱动侧板3滑动。
当马达4运行时通过齿轮A41驱动齿轮B42和齿轮C43转动，齿轮C43通过齿板44带动底盒2沿着滑轨104在传感器主体1的底部滑动，当马达4反向运行时可带动底盒2自动复位，同时马达4的另一输出端通过传动组件5带动侧板3滑动，使底盒2和侧板3密封配合更加方便。
参照图3、图6和图8，底盒2内部固定设置有用于支撑换能器21的弹簧B22，底盒2靠近侧板3的一侧固定设置有密封板23，底盒2外侧固定设置有气管24、注入管25和排水管26，气管24、注入管25和排水管26与底盒2之间均设置有电动阀门27。
当底盒2和侧板3密封配合后，通过气管24向底盒2的内部加压，此时排水管26对应的电动阀门27打开，使底盒2内部的海水排出，当底盒2内部的水排出一定程度后关闭排水管26对应的电动阀门27，再通过注入管25向底盒2内部输入清洁剂，此时底盒2内部的气体通过气管24再排出，最后将所以电动阀门27关闭，启动底盒2内部的换能器21降电能转化为机械能产生超声波，利用超声波和清洁剂对透镜A111进行清理，使透镜A111清理更加方便，并且清理效果更好。
参照图3、图5、图7、图8和图9，传动组件5包括双面齿环51，双面齿环51通过环形滑槽102转动设置于传感器主体1的外侧，双面齿环51内侧啮合设置有齿轮D52，齿轮D52转动设置于槽孔14的内部，齿轮D52外侧啮合设置有齿轮E53，齿轮E53固定设置于马达4的输出端，双面齿环51外侧啮合设置有齿轮F54，齿轮F54通过轴承板103转动设置于传感器主体1的外侧，齿轮F54内部螺纹设置有丝杆55，丝杆55底部通过缓冲组件设置于侧板3的外侧。
当马达4运行时带动齿轮E53转动，齿轮E53通过齿轮D52带动双面齿环51在传感器主体1的外侧转动，双面齿环51驱动外侧的齿轮F54转动，齿轮F54带动内侧的丝杆55升降，并且通过丝杆55和侧板3之间的缓冲组件，使得侧板3停止下降时，马达4可继续驱动底盒2与侧板3紧靠，保证了底盒2和侧板3配合的紧密性。
参照图7、图9和图10，缓冲组件包括限位片551，限位片551固定设置于丝杆55的底部，限位片551底部固定设置有花轴552，花轴552通过滑环31滑动设置于侧板3的外侧，侧板3通过直线滑槽101滑动设置于传感器主体1的外侧，花轴552底部固定设置有限位块553，花轴552外侧位于滑环31和限位片551之间设置有弹簧C554。
当丝杆55在齿轮F54的驱动下推动侧板3向下滑动时，丝杆55通过限位片551推动弹簧C554带动侧板3向下滑动，当侧板3停止滑动时，丝杆55继续推动限位片551对弹簧C554压缩，使得侧板3停止滑动时丝杆55可在马达4的驱动下继续下移，而此时马达4可继续驱动底盒2与侧板3密封配合。
参照图6，激发模块和检测模块分别包括LED光源12和荧光采样探头13，LED光源12和荧光采样探头13分别固定设置于两个检测通道11的顶部，LED光源12和荧光采样探头13靠近透镜A111的一侧均设置有透镜B113，透镜B113和透镜A111之间均设置有滤光片112。
当LED光源12亮起时，通过透镜B113、滤光片112和透镜A111的整合保证了光照的稳定性，当光线激发烷基苯时，通过烷基苯产生的光信号通过LED光源12前方的透镜A111、滤光片112和透镜B113整合后被检测，以保证对烷基苯正常监测。
参照图4，传感器主体1顶部固定设置有电路板6，电路板6外侧固定设置有供电模块61、LED驱动模块62、通信模块63和用于保证测量精度的信号处理模块64。
参照图2和图4，传感器主体1外侧螺纹设置有壳体15，壳体15顶部通过密封件16固定设置有数据线17，数据线17一端与电路板6电线连接，数据线17另一端固定设置有用于连接水下机器人的插接头171。
通过数据线17一端插接头171与水下机器人连接后，通过水下机器人为电路板6提供电能，此时通过通信模块63与水下机器人形成交互，以便于控制传感器运行使用。
参照图3，壳体15顶部开设有螺孔A151，壳体15外侧固定设置有安装板152；
密封件16包括螺柱A161，螺柱A161螺纹设置于螺孔A151的内侧，螺柱A161内侧开设有螺孔B162，螺孔B162螺纹设置于螺柱B172的外侧，螺柱B172固定设置于数据线17的一端，螺柱A161外侧套设有密封圈163。
通过转动螺柱A161使密封件16螺纹固定在螺孔A151的内侧，此时螺柱A161在螺柱B172的外侧沿着螺纹的方向转动，进而使密封件16无法带动数据线17转动，防止对数据线17扭伤，并且通过密封圈163保证了密封件16与壳体15之间的密封性。
参照图4，螺柱B172另一端固定设置有连接片173，连接片173顶部位于螺柱B172的外侧设置有弹簧A174，弹簧A174位于壳体15的内部，连接片173压紧配合在接电片18的顶部，接电片18固定设置于传感器主体1的顶部，接电片18与电路板6电性连接。
当壳体15在与传感器主体1螺纹连接时，壳体15通过弹簧A174压紧连接片173位于接电片18的顶部，当连接片173与接电片18配合后无法转动，此时转动密封件16对螺柱B172和壳体15进行密封，在防止数据线17扭转的同时可保证了连接片173与接电片18配合的稳定性。
综合以上，本申请实施例公开的应用于烷基苯监测的荧光传感器在使用时，通过水下机器人带动传感器主体1移动对烷基苯进行监测，检测时，开启激发模块和检测模块中的LED光源12和荧光采样探头13，LED光源12亮起时，通过透镜B113、滤光片112和透镜A111的整合保证了光照的稳定性，当光线激发烷基苯时，通过烷基苯产生的光信号通过LED光源12前方的透镜A111、滤光片112和透镜B113整合后被检测。
当在海里对透镜A111清理时，通过马达4带动齿轮A41转动，使齿轮A41驱动齿轮B42和齿轮C43转动，齿轮C43通过齿板44带动底盒2沿着滑轨104在传感器主体1的底部滑动，同时马达4带动齿轮E53转动，齿轮E53通过齿轮D52带动双面齿环51在传感器主体1的外侧转动，双面齿环51驱动外侧的齿轮F54转动，齿轮F54带动内侧的丝杆55下降，使丝杆55带动侧板3向下滑动，当丝杆55在齿轮F54的驱动下推动侧板3向下滑动时，丝杆55通过限位片551推动弹簧C554带动侧板3向下滑动，当侧板3停止滑动时，丝杆55继续推动限位片551对弹簧C554压缩，使得侧板3停止滑动时丝杆55可在马达4的驱动下继续下移，而此时马达4可继续驱动底盒2与侧板3密封配合；当底盒2和侧板3密封配合后，通过气管24向底盒2的内部加压，此时排水管26对应的电动阀门27打开，使底盒2内部的海水排出，当底盒2内部的水排出一定程度后关闭排水管26对应的电动阀门27，再通过注入管25向底盒2内部输入清洁剂，此时底盒2内部的气体通过气管24再排出，最后将所以电动阀门27关闭，启动底盒2内部的换能器21降电能转化为机械能产生超声波，利用超声波和清洁剂对透镜A111进行清理，使透镜A111清理更加方便，最后再通过马达4反向运行带动底盒2和侧板3复位即可。
Claims (6)
1.应用于烷基苯监测的荧光传感器，其特征在于，包括：
传感器主体（1）；
两组检测通道（11），呈一定角度设于所述传感器主体（1）内，其中一组所述检测通道（11）平行于所述传感器主体（1）的轴向设置，两个所述检测通道（11）的顶部分别设置有LED光源（12）和荧光采样探头（13），两组所述检测通道（11）内均依次设有透镜B（113）、滤光片（112）、透镜A（111），其中所述透镜A（111）与被检测海水接触；
电路板（6），与所述LED光源（12）和荧光采样探头（13）电信号连接，所述电路板（6）包括：供电模块（61）、LED驱动模块（62）、通信模块（63）和用于保证测量精度的信号处理模块（64）；
透镜清洁组件，与所述传感器主体（1）连接，设于所述透镜A（111）的外侧，对所述透镜A（111）进行清洁；
其中，所述透镜清洁组件包括：
底盒（2），滑动设于所述传感器主体（1）的底部，所述底盒（2）内部设置有用于清理透镜A（111）的换能器（21）；
侧板（3），滑动设置于传感器主体（1）的外侧，所述侧板（3）位于底盒（2）滑动的方向，所述侧板（3）配合底盒（2）在透镜A（111）的外侧形成清理空间；
驱动组件，驱动所述底盒（2）、侧板（3）进行滑动；
其中，所述驱动组件包括：
马达（4），与所述传感器主体（1）连接；
第一齿轮传动组件，与所述马达（4）一端的输出端传动连接；
齿板（44），设于所述底盒（2）外侧，与所述第一齿轮传动组件传动连接；
传动组件（5），与所述马达（4）另一端的输出端传动连接，用于驱动所述侧板（3）滑动；
其中，所述传动组件（5）包括：
第二齿轮传动组件，与所述马达（4）另一端的输出端传动连接；
齿轮F（54），与所述传感器主体（1）转动连接，并与所述第二齿轮传动组件传动连接；
丝杆（55），一端与所述齿轮F（54）螺纹连接，另一端与所述侧板（3）连接，并且所述丝杆（55）与侧板（3）连接的一端设置有缓冲组件；
所述缓冲组件包括：
限位片（551），固定设置于丝杆（55）的底部；
花轴（552），固定设置于限位片（551）的底端，且花轴（552）通过滑环（31）滑动设置于侧板（3）的外侧；
限位块（553），固定设置于花轴（552）的底部；
弹簧C（554），设置于花轴（552）外侧，且弹簧C（554）设置于滑环（31）与限位片（551）之间。
2.根据权利要求1所述的应用于烷基苯监测的荧光传感器，其特征在于，所述信号处理模块（64）包括：
信号转化模块，用于将荧光采样探头（13）收集的荧光信号转化为数字信号；
锁相模块，产生正弦和余弦信号与信号转化模块输入的信号进行混频，产生两路正交信号，且产生模拟信号，被LED驱动模块（62）直接驱动，使得LED光源（12）以特定频率和波形发出光信号；
滤波模块，滤除锁相模块传输的正交信号中不需要的频率成分，仅保留所需的频率范围；
控制模块：管理和控制整个信号处理模块，协调数据采集、处理和输出。
3.根据权利要求2所述的应用于烷基苯监测的荧光传感器，其特征在于，所述锁相模块包括：
本地振荡器：生成正交信号，通过CORDIC算法得到正交参考信号，并通过DDS产生的数字信号经数模转换器转换为模拟信号后，被LED光源直接驱动；
相位敏感检测器：将信号转化模块转化后的数字信号与正交参考信号相乘，得到正交信号的包络信号。
4.根据权利要求3所述的应用于烷基苯监测的荧光传感器，其特征在于，所述信号转化模块包括：
放大器，将所述荧光采样探头（13）收集的弱信号放大，提高信噪比和增强信号；
滤波器，将放大器放大后的信号进行过滤，并获取特定波长范围内的荧光信号；
模数转换器，将经过所述滤波器过滤后信号转化为数字信号。
5.根据权利要求1所述的应用于烷基苯监测的荧光传感器，其特征在于，所述底盒（2）内设置有用于支撑换能器（21）的弹簧B（22），所述底盒（2）靠近侧板（3）的一侧固定设置有密封板（23），所述底盒（2）外侧设置有气管（24）、注入管（25）和排水管（26），所述气管（24）、注入管（25）和排水管（26）与底盒（2）之间均设置有电动阀门（27）。
6.根据权利要求1所述的应用于烷基苯监测的荧光传感器，其特征在于，所述电路板（6）电连接有数据线（17），所述传感器主体（1）外侧设置有壳体（15），所述数据线（17）穿过壳体（15）上设置的密封件（16），所述数据线（17）的端部设有用于连接水下机器人的插接头（171）。
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