CN213580647U - 一种可调节量程双光源水质cod检测传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，包括壳体、光源部分，吸光室部分、光电检测部分，光源部分采用双光源，包括照射光和参比光；壳体上对应吸光室位置设有进样孔和进样孔盖，光源部分和吸光室部分通过透明滑动隔板隔开，光源固定在透明滑动隔板上，透明滑动隔板由滑动隔板控制器控制；吸光室部分和光电检测部分之间通过透明固定隔板隔开。本实用新型提出改变光源到光电检测器的光程，从而改变量程和测量精度，同时通过添加参比光减少浊度、水色、温度等因素对测量结果的干扰，并实时检测水温，并进行温度补偿提高准确度。

Description

一种可调节量程双光源水质COD检测传感器

技术领域

本实用新型涉及一种光学检测传感器，尤其涉及检测水中COD参数的智能传感器，属于水质检测技术领域。

背景技术

近年来随着水资源污染日益加剧，人们也开始逐渐重视水质检测方面的工作，根据我国的水质检测技术要求，COD是衡量水质的一个最重要参数之一， COD反映了水质的受氧化还原物质污染的程度。现在常用的COD的检测方法主要包括化学法、电化学法，光学法和生物法。但化学法、电化学法、生物法普遍均有消耗试剂，容易造成二次污染，检测仪器昂贵，检测成本比较高等问题。由于基于光学法设备具有无需消耗试剂，不易造成二次污染的优点，目前基于光学的水质分析方法和检测设备的研究和应用在近年得到广泛的关注，且趋于小型化和便携式。

根据郎伯-比尔定律，是指当一束平行单色光通过均匀、非散射的稀溶液，溶液对光的吸收程度与溶液浓度和液层的乘积成正比，在溶液浓度不变的情况下，通过改变液层的厚度，从而改变光学传感器的测量量程和精度，液层越薄，测量量程越大，测量精度越低，液层越厚越长，测量量程越小，测量精度越高。水中大部分有机物在UV区均有吸收特质，通过采用特定波长UV照射水层，部分UV被水中的有机物吸收，在液层厚度不变的情况下，通过检测吸收后的UV 和吸收前的UV差值，从而测的水中有机物的浓度。本实用新型基于上述原理，通过改变液层的厚度来调节光学传感器的测量量程和测量精度，液层厚度即传感器吸光室长度。本实用新型一种可调节量程双光源水质COD检测参数的智能传感器相对单光源传感器则通过添加参比光源，排除水中浊度、水色等因素对测量结果的干扰；相对目前市售的COD检测试剂或是仪器具有无化学试剂的二次污染，设备体积小，可调节量程、操作难度小等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，为检测水质参数COD浓度提供一种便捷、轻巧的传感器，该传感器可应用水质 COD浓度检测，其优势在于利用双光源作为光源能减少浊度、水色、温度等因素对测量结果的干扰，并实时检测水温，并进行温度补偿，通过预估水样中COD 的浓度，通过调节液室的轴距来调整一种双光源COD传感器的测量量程和测量精度，稳定性高，测量精度高，结构简单，体积小质量轻，使用方便，减少了水质参数各种繁琐的步骤，减少化学试剂造成二次污染等。

本实用新型技术方案如下：

一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，包括壳体、光源部分、吸光室部分、光电检测部分，光源部分采用双光源，包括照射光和参比光；壳体上对应吸光室位置设有进样孔和进样孔盖，进样孔用于待测水样的进入充满整个吸光室，进样孔上有个进样孔盖，用于防止待测样品泄露。光源部分和吸光室部分通过透明滑动隔板隔开，光源固定在透明滑动隔板上，透明滑动隔板由滑动隔板控制器控制；吸光室部分和光电检测部分之间通过透明固定隔板隔开。

光源通过速干胶固定在透明滑动隔板上，光源可随着隔板滑动而移动，从而光程也随之改变，调节测量量程和测量精度。吸光室是检测时液体水样中有机物吸收部分紫外光的位置。通过改变透明滑动隔板来改变光程，改变透明滑动隔板的方法可以是通过手动移动透明滑动隔板控制器控制。

更优的，所述的参比光为蓝光，照射光为紫外光。吸光室内设有温度计，能实时检测水温，并进行温度补偿提高准确度。

更优的，所述的透明滑动隔板和透明固定隔板均为透明石英玻璃板。

更优的，光电检测包括两个滤波片、两个检测器和电路部分；每一光源、滤波片和光电检测器位于同一水平线上，每一光源到检测器的光程一致。

更优的，所述检测器包括两个光电二极管，用于检测经吸光室中有机物吸收的蓝光光源和紫外光光源，并将光信号转化成电信号。

更优的，所述电路部分包括焊接于电路板上的模拟放大模块、CPU处理模块、GPRS通讯模块、电压调节电流的激光驱动芯片，同时电路板外接电线、连接数据线和电路各部分之间的电线。CPU处理器主要作用处理模拟放大模块放大的电信号，将其转化成可显示的数据，并存储和传输处理过的数据。

更优的，所述的电压调节电流的激光驱动芯片，通过单片机进行脉冲调制，调整PWM占空比，将输出的脉冲信号传到驱动芯片上，改变电路电压，从而改变电路电流，使光源能达到所需的亮度。

更优的，所述的壳体的外部是圆柱形壳体，壳体内设有一平面台，所述透明滑动隔板和所述透明固定隔板均设于平台上，并将所述平台和壳体组成的空间分隔为光源部分、吸光室部分、光电检测部分。在壳体的直径上，光源、光电检测器和电路板均在平面台上，且光源和光电检测器处在同一个平面。

更优的，壳体上设有贯通电源部分、吸光室部分、光电检测部分的电线槽，用于放置电路，电线槽上面密封有透明盖，以防止电路进水。

更优的，所述模拟放大模块主要由三极管构成的放大电路，其主要作用是在不失真的情况下放大所需的电信号。

有益效果：本实用新型提出改变光源到光电检测器的光程，从而改变量程和测量精度，同时通过添加参比光减少浊度、水色、温度等因素对测量结果的干扰，并实时检测水温，并进行温度补偿提高准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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优选实施例，并不对本实用新型的范围进行限制。附图不按比例(除规定外)，并且旨在结合下面详细描述中的说明来使用。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图中附图标记为：1-平面台、2-壳体、3-蓝光光源、4-紫外光光源、5-滑动隔板控制器、6-透明滑动隔板、7-进样口、8-透明固定隔板、9-光电检测器、10- 电路板、11-CPU处理器、12-电压调节电流的激光驱动芯片、13-模拟放大模块、 14-GPRS通讯模块、15-电线槽。

具体实施方式

为了更好理解本实用新型技术内容，下面将结合本实用新型中的附图，提供具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，主要包括三个部分：光源部分、吸光室部分、光电检测部分。光源部分和吸光室部分通过透明滑动隔板6隔开，光源部分主要包括蓝光光源3和紫外光光源4，蓝光光源3 和紫外光光源4通过速干胶固定在透明滑动隔板6上，透明滑动隔板6上固定一个透明滑动隔板控制器5，通过滑动控制器5来滑动透明滑动隔板6和光源，从而控制液层的厚度。壳体2上有个液体进样口7，检测时，样液充满整个液体室。光电检测部分和吸光室部分之间通过透明固定隔板8隔开，光电检测部分主要由滤波片、光电二极管、放大电路构成。滤波片、光电二极管、蓝光光源3、紫外光光源4均设置于平面台1上，光源、滤波片和光电检测器9位于同一水平线上。壳体2位于整个装置的外部，用于保护整个装置，壳体2上有一个进样口7，用于待测水样的进入充满整个液体室，同时壳体2上有个贯通电源部分、吸光室部分、光电检测部分的电线槽15，用于放置电路，上面密封有透明盖子。

整个装置检测过程如下：将整个装置置于待测水样中，使水样从壳体2上的进样口7进入吸光室，充满整个吸光室，大概估算水样中COD的浓度，手动拉动滑动隔板控制器5，使透明滑动隔板6移动，带动与透明滑动隔板6固定在一起的蓝光光源3和紫外光光源4来回移动，而光电检测器9的位置是固定不动的，通过调节光源来控制光程的长短，进而选择适合量程和精度，选择好量程后，接通电源，通过单片机进行脉冲调制，调整PWM占空比，将输出的脉冲信号传到激光驱动芯片12上，改变电路电压，从而改变电路电流，使光源能达到所需的亮度。此时，蓝光和紫外光同时照射待测水样，水样中有机物吸收部分的紫外光，水中有机物的浓度越高，吸收的紫外光越多。参比光蓝光没有被水样中有机物吸收，但由于水样的浊度会影响光电检测器9对光的检测。与蓝光光源3和紫外光光源4分别对应的光电检测器9检测经过水样的参比光蓝光和紫外光，并将检测的光信号转化成电信号，电信号经过模拟放大模块13，放大电信号，并将放大的电信号，传输到CPU处理器11中，CPU处理器11将模拟放大模块13传输过来的电信号，处理成可显示a/d信号，并将处理后可显示的信号通过GPRS通讯模块14传输到显示器上。

最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详尽的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施例进行修改或者对部分技术特征进行同等替换；从不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围等中。

Claims (10)

1.一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，其特征在于，包括壳体、光源部分、吸光室部分、光电检测部分，光源部分采用双光源，包括照射光和参比光；壳体上对应吸光室位置设有进样孔和进样孔盖，光源部分和吸光室部分通过透明滑动隔板隔开，光源固定在透明滑动隔板上，透明滑动隔板由滑动隔板控制器控制；吸光室部分和光电检测部分之间通过透明固定隔板隔开。

2.根据权利要求1所述一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，其特征在于，所述的参比光为蓝光，照射光为紫外光，吸光室内设有温度计。

3.根据权利要求1所述一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，其特征在于，所述的透明滑动隔板和透明固定隔板均为透明石英玻璃板。

4.根据权利要求1所述的一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，其特征在于，光电检测包括两个滤波片、两个检测器和电路部分；每一光源、滤波片和光电检测器位于同一水平线上，每一光源到检测器的光程一致。

5.根据权利要求4所述一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，其特征在于，所述检测器包括两个光电二极管。

6.根据权利要求4或5所述的一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，其特征在于，所述电路部分包括焊接于电路板上的模拟放大模块、CPU处理模块、GPRS通讯模块、电压调节电流的激光驱动芯片，同时电路板外接电线、连接数据线和电路各部分之间的电线。

7.根据权利要求6所述一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，其特征在于，所述的电压调节电流的激光驱动芯片，通过单片机进行脉冲调制，调整PWM占空比，将输出的脉冲信号传到驱动芯片上，改变电路电压，从而改变电路电流。

8.根据权利要求1所述的一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，其特征在于，所述的壳体的外部是圆柱形壳体，壳体内设有一平面台，所述透明滑动隔板和所述透明固定隔板均设于平台上，并将所述平台和壳体组成的空间分隔为光源部分、吸光室部分、光电检测部分。

9.根据权利要求1所述的一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，其特征在于，壳体上设有贯通电源部分、吸光室部分、光电检测部分的电线槽，用于放置电路，电线槽上面密封有透明盖。

10.根据权利要求6所述的一种可调节量程双光源水质COD检测传感器，其特征在于，所述模拟放大模块主要由三极管构成的放大电路。

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