CN206546324U - 一种基于光纤传感器评价光催化剂性能的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于光纤传感器评价光催化剂性能的系统。包含光源功率恒定模块、光纤传感光路监测模块、温度检测模块、单片机、计算机、光催化反应模块；光源功率恒定模块、光纤传感光路监测模块、温度检测模块与单片机相连接，并受其控制；光催化反应模块由光源功率恒定模块提供光源，由光纤传感光路监测模块测出光强的数据，由温度检测模块测定反应系统温度数据变化；单片机将收到的数据处理后发送给计算机，显示出线性的图形，实现对光催化剂性能快速方便智能地评价，可用于实验室或工业上挑选高性能的光催化剂。

Description

一种基于光纤传感器评价光催化剂性能的系统

技术领域：

本实用新型涉及光催化剂性能智能评价系统，特别涉及一种基于光纤传感评价光催化剂性能的系统。

背景技术：

光催化由于在环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个方面具有重大应用背景，因此光催化已经成为近年来国内外最活跃的研究领域之一。光催化剂作为光催化最重要的部分，对其更是投入了大量研究，光催化剂的性能直接决定了光催化的效率，如何选择光催化剂就成了一个值得研究的方向，于是光催化剂性能的评价系统便应运而生。传统的对催化剂性能评价的方法往往设备和流程过于复杂加大了实验难度和投入的时间，且在用到气相色谱仪等设备的时候成本较高。

发明内容：

针对以上现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种基于光纤传感器评价光催化剂性能的系统，用光催化剂在特定光源和特定时间内发生光催化反应降解甲基橙溶液的浓度将光催化剂性能量化，在一次性通过实验系统中对不同的光催化剂进行性能测试得出性能的优劣，为以后的光催化剂的制备和负载技术提供可靠地测试平台，具有结构简单操作方便的特点，大大节省时间和费用成本。

为了达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于光纤传感器评价光催化剂性能的系统包括光源功率恒定模块(1)、光纤传感光路监测模块(2)、温度检测模块(3)、单片机(4)、计算机(5)和光催化反应模块(6)；光催化化反应模块(6)由光源功率恒定模块(1)提供光源，由光纤传感光路监测模块(2)测出光强差数据，温度检测模块(3)测定发生的温度数据变化；上述光源功率恒定模块(1) 与单片机(4)连接并受单片机(4)控制；上述光纤传感光路监测模块(2)，温度检测模块 (3)与单片机(4)连接将数据传送给单片机(4)；单片机(4)收到的数据处理后发送给计算机(5)，显示出线性的图形。

所述的光源功率恒定模块(1)包含电流互感器(101)、电压互感器(102)、LED灯(103)，为光催化反应模块(6)提供稳定的光源；

所述的光纤传感光路监测模块(2)由激光光源(201)、光纤(206)、光开关(202)、敏感棱镜(203)、第一光电探测器(204)和第二光电探测器(205)组成，利用不同浓度的甲基橙溶液对光吸收的强度不同的原理测出光催化使得甲基橙溶液浓度的变化；

光催化化反应模块(6)是可装卸不同光催化剂和装有特定甲基橙浓度溶液的反应池。

温度检测模块(3)包括温度传感器(301)和测温电路，可测光催化反应进行的环境温度，传送给单片机后可修正不同温度对光催化反应的影响。

所述单片机(4)将处理后的数据发送给计算机主机(5)。

本实用新型适用各种光催化剂的性能评价，如TiO₂，Bi₂S₃，FeVO₄等。

有益效果：

1.将光催化剂对光催化的效果测量转换为折射率对光强的影响的测量，利用折射率与甲基橙溶液的浓度关系进行信号解调，实现在一次性通过实验系统中对不同的光催化剂进行性能实时测量，具有操作简单快捷，数据精确，评价可靠的特点

2.输入程序的单片机实时测定和控制催化光源功率恒定，排除催化实验不相干因素，数据更加可靠。

3.通过温度传感器检测环境温度，对实验数据进行修正，排除了温度这一对实验数据造成影响的因素。

4.通过将所测数据处理后在计算机上用线性图表示，将光催化剂的性能直观地表达出来。

附图说明：

以下结合说明书附图及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的系统示意图。

图中1-光源功率恒定模块，101-电流互感器，102-电压互感器，103-LED催化光源，2-光纤传感光路监测模块，206-光纤，201-激光光源，202-光开关、204-第一光电探测器，205-第二光电探测器，203-敏感棱镜，3-温度检测模块，301-温度传感器，4-单片机，5-计算机，6-催化反应模块

具体实施方式：

如图所示，一种基于光纤传感器评价光催化剂性能的系统，他是由电流互感器101、电压互感器102、LED催化光源103、光纤206、激光光源201、光开关202、第一光电探测器204、第二光电探测器205、敏感棱镜203、温度传感器301、单片机(4)、计算机(5)构成的。

其中激光光源201是一种半导体激光光源，光纤206是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具；光开关202是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路光信号进行物理切换或逻辑操作；敏感棱镜203是一种光学石英玻璃；光电探测器是一个光电二极管和一个放大器，封装在一个低剖面的外壳中。

电流互感器、电压互感器检测光催化光源的驱动电路电流和电压，检测所得的信号输入单片机，单片机经过计算并且控制LED光源功率恒定照射光催化反应系统。激光光源经过一段光纤后到达光开关分成两条光强相同的光路，一条光通过灵敏棱镜后到达溶液表面反射后被第一光电探测器接收，另一条光路直接通过光纤到达第二光电探测器，第一光探测器和第二光探测器测得两条光路的光强差，这个信号通过写好程序的单片机处理后得到相应的溶液浓度，同时温度传感器将所测反应系统中的温度传给单片机进行修正计算，每隔一段时间处理一次输出溶液浓度，这里降低的溶液浓度量化为光催化剂性能，再将这些数据传给计算机主机，显示出时间与溶液浓度的关系曲线。

以上对本实用新型一种基于光纤传感器的光催化剂性能评价系统，进行了详细的介绍，对本实用新型的原理及具体实施方案进行了描述，以上说明用于帮助理解本实用新型的核心思想。

Claims (4)

1.一种基于光纤传感器评价光催化剂性能的系统，其特征在于：包含光源功率恒定模块(1)、光纤传感光路监测模块(2)、温度检测模块(3)、单片机(4)、计算机(5)、光催化反应模块(6)；所述的光源功率恒定模块(1)、光纤传感光路监测模块(2)、温度检测模块(3)与单片机相连接，并受其控制；光催化反应模块(6)由光源功率恒定模块(1)提供光源，由光纤传感光路监测模块(2)测量出光强差数据，由温度检测模块(3)测定反应系统温度数据变化；单片机(4)将收到的数据处理后发送给计算机(5)，显示出线性的图形。

2.如权利要求1所述的一种基于光纤传感器评价光催化剂性能的系统，其特征在于，所述的光源功率恒定模块(1)包含电流互感器(101)、电压互感器(102)、LED灯(103)，为光催化反应模块(6)提供稳定的光源。

3.如权利要求1所述的一种基于光纤传感器评价光催化剂性能的系统，其特征在于，所述的光纤传感光路监测模块(2)由激光光源(201)、光纤(206)、光开关(202)、敏感棱镜(203)、第一光电探测器(204)和第二光电探测器(205)组成，利用不同浓度的甲基橙溶液对光吸收的强度不同的原理测出光催化使得甲基橙溶液浓度的变化。

4.如权利要求1所述的一种基于光纤传感器评价光催化剂性能的系统，其特征在于，温度检测模块(3)包括温度传感器(301)和测温电路，可测光催化反应进行的环境温度，传送给单片机后可修正不同温度对光催化反应的影响使评价更加可靠。