CN207215688U - 一种内外光路切换补偿的cod监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种内外光路切换补偿的COD监测装置，包括安装底板、容纳室、LED光源、PD探测器、第一透镜、第二透镜以及挡板，容纳室的前侧壁和后侧壁分设有前透光窗和后透光窗，容纳室位于安装底板上方，且与安装底板之间预留过光用的让位通道；LED光源和PD探测器均设于安装底板，且分别位于容纳室的前方和后方；第一透镜设于前透光窗与LED光源之间，第二透镜设于后透光窗与PD探测器之间；挡板可上下调节地设于安装板上，且位于容纳室和第二透镜之间，并具有遮挡LED光源经前后透光窗射出的光线的第一位置、以及遮挡LED光源经让位通道射出的光线的第二位置。本实用新型提供的技术方案使每次测量无需人工零点校准，降低了产品的使用和维护成本。

Description

一种内外光路切换补偿的COD监测装置

技术领域

本实用新型涉及环境水质在线监测技术领域，特别涉及一种内外光路切换补偿的COD监测装置。

背景技术

传统的紫外COD监测装置，使用的光源为氙灯，成本高，寿命低，且在使用过程中会由于光源和光纤光谱仪探测器的温度差异，导致化学需氧量 COD的测量出现漂移误差，故而经常需要人工标定进行零点校准，使用和维护成本高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种内外光路切换补偿的COD监测装置，旨在解决现有的紫外COD监测装置使用过程中经常需要人工标定校准的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种内外光路切换补偿的COD监测装置，包括：

安装底板；

容纳室，用以容置待测液体，所述容纳室的前侧壁和后侧壁对应设有过光用的前透光窗和后透光窗，所述容纳室位于所述安装底板上方，且与所述安装底板之间预留过光用的让位通道；

LED光源，设于所述安装底板且位于所述容纳室的前方，用以向所述前透光窗和所述让位通道投射光线；

PD探测器，设于所述安装底板且位于所述容纳室的后方，用以接收来自所述后透光窗和所述让位通道射出的光线；

第一透镜和第二透镜，所述第一透镜设于所述前透光窗与所述LED光源之间，所述第二透镜设于所述后透光窗与所述PD探测器之间；以及，

挡板，可上下调节地设于所述安装板上，且位于所述容纳室和所述第二透镜之间，具有遮挡所述LED光源经所述前后透光窗射出的光线的第一位置、以及遮挡所述LED光源经所述让位通道射出的光线的第二位置。

优选地，所述LED光源包括用于测量低浓度的化学需氧量COD的第一紫外LED光源、用于测量高浓度的化学需氧量COD的第二紫外LED光源、以及用于测量待测液体的浊度的第三红外LED光源；

所述第一透镜、所述第二透镜和所述PD探测器与所述LED光源一一对应设置为三个。

优选地，所述第一紫外LED光源和所述第二紫外LED光源采用200nm～ 300nm的紫外LED光源。

优选地，所述第一紫外LED光源采用254nm的紫外LED光源。

优选地，所述第二紫外LED光源采用300nm的紫外LED光源。

优选地，所述第三红外LED光源采用800nm～1000nm的红外LED光源。

优选地，所述第三红外LED光源采用860nm的红外LED光源。

本实用新型提供的技术方案中，通过在所述容纳室和位于所述容纳室后侧的所述第二透镜之间设置可上下移动的光路挡板，使PD探测器测量记录内外光路的光强，并取两次测量结果的差值计算出待测液体的吸光度，从而可以互相抵消由于LED光衰或探测器PD的温度差异产生的测量误差，进而使得每次测量都相当于进行了零点校准，而无需人工进行零点校准，进而降低了产品的使用和维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的内外光路切换补偿的COD监测装置的一实施例的俯视示意图；

图2为图1的剖视示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	安装底板	43	第三红外LED光源
2	容纳室	5	PD探测器
				21	前透光窗	6	第一透镜
22	后透光窗	7	第二透镜
				3	让位通道	8	挡板
4	LED光源	9	电机
				41	第一紫外LED光源	10	控制器
42	第二紫外LED光源

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种内外光路切换补偿的COD监测装置，图1至图2为本实用新型提供的内外光路切换补偿的COD监测装置的一实施例。

请参阅图1至图2，所述内外光路切换补偿的COD监测装置包括安装底板1、容纳室2、LED光源4、PD探测器5、第一透镜6、第二透镜7以及挡板8，所述容纳室2用以容置待测液体，所述容纳室2的前侧壁和后侧壁对应设有过光用的前透光窗21和后透光窗22，所述容纳室2位于所述安装底板1 上方，且与所述安装底板1之间预留过光用的让位通道3；所述LED光源4 设于所述安装底板1且位于所述容纳室2的前方，用以向所述前透光窗21和所述让位通道3投射光线；所述PD探测器5，设于所述安装底板1且位于所述容纳室2的后方，用以接收来自所述后透光窗22和所述让位通道3射出的光线；所述第一透镜6和第二透镜7，所述第一透镜6设于所述容纳室2与所述LED光源4之间，用以接收来自所述LED光源4射出的光线，并向所述前透光窗21投射光线，所述第二透镜7设于所述容纳室2与所述PD探测器5 之间，用以接收来自所述后透光窗22射出的光线，并向所述PD探测器5投射光线；所述挡板8可上下调节地设于所述安装板上，且位于所述容纳室2 和所述第二透镜7之间，具有遮挡所述LED光源4经所述第一透镜6和所述前后透光窗22射出的光线(即外光路A)的第一位置、以及遮挡所述LED 光源4经所述第一透镜6和所述让位通道3射出的光线(即内光路B)的第二位置。

本实用新型提供的技术方案中，通过在所述容纳室2和位于所述容纳室2 后侧的所述第二透镜7之间设置可上下移动的光路挡板8，使PD探测器5测量记录内外光路的光强，并取两次测量结果的差值计算出待测液体的吸光度，从而可以互相抵消由于LED光源4的光衰或PD探测器5的温度差异产生的测量误差，进而使得每次测量都相当于进行了零点校准，而无需人工进行零点校准，进而降低了产品的使用和维护成本。

水体中的有机污染物浓度对特定波长紫外光的吸收遵循朗伯-比尔定律，这表明特定波长光的吸光度可以作为水中有机物浓度的替代参数，通过特定的标定，可以通过该方法对水中的COD指标进行检测。又由于水中有机物对特定波长的红外光不吸收，无法用于测量化学需氧量COD，但是特定波长的红外光可以测量出水中浊度以及悬浮物对光源的阻挡，可以用于补偿浊度与悬浮物对紫外吸光度的影响。具体地，在本实施例中，所述LED光源4设置为多个，所述LED光源4包括用于测量低浓度的化学需氧量COD的第一紫外LED光源41、用于测量高浓度的化学需氧量COD的第二紫外LED光源 42、以及用于测量待测液体的浊度的第三红外LED光源43，相应的，所述第一透镜6、所述第二透镜7和所述PD探测器5与所述LED光源4一一对应设置为三个。不同波长的光源的吸光度不同，为了更准确地测量水体中的化学需氧量COD和浊度，因此用于测量化学需氧量COD的光源采用不同波长的第一紫外LED光源41和第二紫外LED光源42，用于测量待测液体的浊度的光源采用特定波长的第三红外LED光源43。

用于测量待测液体的化学需氧量COD的紫外LED光源具有特定的波长范围，具体地，在本实施例中，所述第一紫外LED光源41和所述紫外第二 LED光源42采用200nm～300nm的紫外LED光源。波长为200nm～300nm 的紫外LED光源与化学需氧量COD的范围相适应，既可以用于测量低浓度的化学需氧量COD，也可以用于测量低浓度的化学需氧量COD。

用于测量低浓度的化学需氧量COD的LED光源4的波长较短，具体地，在本实施例中，所述第一紫外LED光源41采用254nm的紫外LED光源4。由于254nm光谱的吸光度较大，测量量程较窄，适宜用于测量低浓度的化学需氧量COD。

用于测量高浓度的化学需氧量COD的LED光源4的波长较长，具体地，在本实施例中，所述第二紫外LED光源42采用300nm的紫外LED光源。由于300nm光谱的吸光度较小，测量量程较宽，适宜用于测量高浓度的化学需氧量COD。

用于测量待测液体的浊度的红外LED光源4具有特定的波长范围，具体地，在本实施例中，所述第三红外LED光源43采用800nm～1000nm的红外 LED光源4。800nm～1000nm的红外LED光源的波长较紫外光的波长长，几乎不被水中有机物吸收，可以用于测量水体的浊度。

进一步地，在本实施例中，所述第三红外LED光源43采用860nm的红外LED光源。860nm的红外LED光源具有成本低、寿命长的特点，适宜于推广应用。

本内外光路切换补偿的COD监测装置的测量程序步骤如下：

(1)将该装置本体浸入被测液体，液面没过整个容纳室2；

(2)启动电机9，电机9带动挡板8向上移动至位于PD探测器5和后透光窗22之间，停止电机9；

(3)启动三个LED光源4，挡板8阻挡LED光源4投射的光线经前透光窗21穿过待测液体后由后透光窗22射出的光线(即外光路A)，而LED 光源4投射的光线经所述第一透镜6和所述让位通道3射出的光线(即内光路B)，投射至PD探测器5，PD探测器5采集内光路B的信号，关闭三个 LED光源4；

(4)再次启动电机9，电机9带动挡板8向下移动至位于PD探测器5 和让位通道3之间，停止电机9；

(5)再次启动三个LED光源4，所述挡板8阻挡LED光源4投射的光线先后经所述第一透镜6后和所述让位通道3射出的光线(即内光路B)，而LED光源4投射的光线经前透光窗21穿过待测液体后由后透光窗22射出的光线(即外光路A)，经第二透镜7投射至PD探测器5，PD探测器5采集外光路A的信号，关闭三个LED光源4；

(6)三个PD探测器5采集信号完成后，控制器10通过通信接口将采集的信号数据输出至处理器，处理器分别计算入射光为254nm的紫外LED光源、 300nm的紫外LED光源及860nm的红外LED光源的待测液体的吸光度值，最终计算待测液体的化学需氧量COD和浊度的检测值。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种内外光路切换补偿的COD监测装置，其特征在于，包括：

安装底板；

容纳室，用以容置待测液体，所述容纳室的前侧壁和后侧壁对应设有过光用的前透光窗和后透光窗，所述容纳室位于所述安装底板上方，且与所述安装底板之间预留过光用的让位通道；

LED光源，设于所述安装底板且位于所述容纳室的前方，用以向所述前透光窗和所述让位通道投射光线；

PD探测器，设于所述安装底板且位于所述容纳室的后方，用以接收来自所述后透光窗和所述让位通道射出的光线；

第一透镜和第二透镜，所述第一透镜设于所述前透光窗与所述LED光源之间，所述第二透镜设于所述后透光窗与所述PD探测器之间；以及，

挡板，可上下调节地设于所述安装底板上，且位于所述后透光窗和所述第二透镜之间，具有遮挡所述LED光源经所述前后透光窗射出的光线的第一位置、以及遮挡所述LED光源经所述让位通道射出的光线的第二位置。

2.如权利要求1所述的内外光路切换补偿的COD监测装置，其特征在于，所述LED光源包括用于测量低浓度的化学需氧量COD的第一紫外LED光源、用于测量高浓度的化学需氧量COD的第二紫外LED光源、以及用于测量待测液体的浊度的第三红外LED光源；

所述第一透镜、所述第二透镜和所述PD探测器与所述LED光源一一对应设置为三个。

3.如权利要求2所述的内外光路切换补偿的COD监测装置，其特征在于，所述第一紫外LED光源和所述第二紫外LED光源采用200nm～300nm的紫外LED光源。

4.如权利要求3所述的内外光路切换补偿的COD监测装置，其特征在于，所述第一紫外LED光源采用254nm的紫外LED光源。

5.如权利要求3所述的内外光路切换补偿的COD监测装置，其特征在于，所述第二紫外LED光源采用300nm的紫外LED光源。

6.如权利要求2所述的内外光路切换补偿的COD监测装置，其特征在于，所述第三红外LED光源采用800nm～1000nm的红外LED光源。

7.如权利要求6所述的内外光路切换补偿的COD监测装置，其特征在于，所述第三红外LED光源采用860nm的红外LED光源。