CN219284999U - 深海差分光谱型水质传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供深海差分光谱型水质传感器，包括测试光纤、参比光纤、深海立管、光源和光谱仪，所述深海立管的一侧设有待测样区，所述待测样区内设有与所述深海立管连接的透光性窗口，所述测试光纤的输入端与所述光源连接，所述测试光纤的输出端通过所述透光性窗口与所述光谱仪连接，所述深海立管内设有用于装参比样的参比样舱，所述参比样舱通过对应的所述参比光纤分别连接所述光源和所述光谱仪，所述光谱仪的输出端连接终端。本实用新型通过在深海立管处设置待测样区，海水可自由进入待测样区内，实现深海海水水质实时监测，无需用取样器对海水进行采集，并与参比水样获取的光谱进行差分分析，获取深海海水水质。
Description
技术领域
本实用新型涉及水质检测技术领域，特别涉及深海差分光谱型水质传感器。
背景技术
光谱水质分析仪通过实时快速测定水体的紫外-可见全波长吸收光谱，结合水质模型算法及模型定标参数，可同步快速测量水中COD、DOC、TOC、BOD、硝酸盐氮、色度、浊度、TSS、温度以及UV254等多个参数，适合于地表水、地下水，生活污水和工业废水的快速分析，例如专利号为CN214427265U的一种全光谱水质在线监测仪光路系统，公开了包括检测光路和参比光路，检测光路包括探测池、包括脉冲氙灯的第一检测光路、包括光谱仪第二检测光路以及反射镜，反射镜设置于探测池的一侧，能够将第一检测光路中的光反射至第二检测光路中，参比光路包括与检测光路共用脉冲氙灯和光谱仪，在参比光路中，光谱仪能够接收到所述脉冲氙灯发出的光。该技术手段虽然能达到水质监测的目的，但仅适用于对表面水样的监测，无法实现深海环境下的水质检测。
实用新型内容
本实用新型提出深海差分光谱型水质传感器，可通过监测自由进入待测样区内的海水，实时检测深海海水水质。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
深海差分光谱型水质传感器，包括测试光纤、参比光纤、深海立管、光源和光谱仪，所述深海立管的一侧设有待测样区，所述待测样区内设有与所述深海立管连接的透光性窗口，所述测试光纤的输入端与所述光源连接，所述测试光纤的输出端通过所述透光性窗口与所述光谱仪连接，所述深海立管内设有用于装参比样的参比样舱，所述参比样舱通过对应的所述参比光纤分别连接所述光源和所述光谱仪，所述光谱仪的输出端连接终端。
优选的，所述深海立管为U型管。
优选的，所述待测样区的底部设有固定于所述透光性窗口的第一聚焦镜。
优选的，所述测试光纤包括第一测试光纤和第二测试光纤，所述第一测试光纤的一端与所述光源连接，所述第一测试光纤的自由端设于所述透光性窗口的上方，所述第二测试光纤的一端设于所述第一聚焦镜的下方，所述第二测试光纤的自由端与所述光谱仪连接。
优选的，所述参比样舱包括筒体和密封盖，所述密封盖盖于所述筒体的开口端，所述密封盖上设有视窗，所述筒体上设有第二聚焦镜，所述视窗与所述第二聚焦镜相对应。
优选的，所述参比光纤包括第一参比光纤和第二参比光纤，所述第一参比光纤的一端与所述光源连接，所述第一参比光纤的自由端设于所述视窗的上方，所述第二参比光纤的一端设于所述第二聚焦镜的下方，所述第二参比光纤的自由端与所述光谱仪连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的深海差分光谱型水质传感器，通过测试光纤将光引入深海内，并通过深海立管对测试光纤进行保护，且在深海立管处设置待测样区，并利用透光性窗口对该待测样区进行封装，使得海水可自由进入待测样区内，无需用取样器对海水进行采集，且可实现光路导通，实现深海海水水质实时监测，并与参比水样获取的光谱进行差分分析，获取深海海水水质。
附图说明
图1为本实用新型深海差分光谱型水质传感器的结构示意图；
图2为图1中局部A的放大结构示意图；
图3为本实用新型参比样舱的剖面结构示意图；
图中，1测试光纤、1.1第一测试光纤、1.2第二测试光纤、2参比光纤、2.1第一参比光纤、2.2第二参比光纤、3深海立管、4光源、5光谱仪、6待测样区、7透光性窗口、8第一聚焦镜、9参比样舱、9.1筒体、9.2密封盖、9.3视窗、9.4第二聚焦镜。
具体实施方式
为了更好理解本实用新型技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步的说明。
实施例1
参见图1至图2，本实用新型提供的深海差分光谱型水质传感器，包括测试光纤1、参比光纤2、深海立管3、光源4和光谱仪5，所述深海立管3的一侧设有待测样区6，海水可自由进入待测样区6，实现深海海水采集，且待测样区6面积一定，其中，所述深海立管3为U型管，所述待测样区6内设有与所述深海立管3连接的透光性窗口7，透光性窗口7为高强度高透过性窗口，实现光路导通，可对测试光纤1、参比光纤2以及深海立管3进行封装，不需要采用取样器取样测试水样，水质监测简单方便，且实时检测深海水质的变化，所述待测样区6的底部设有固定于所述透光性窗口7的第一聚焦镜8，所述测试光纤1的输入端与所述光源4连接，所述测试光纤1的输出端通过所述透光性窗口7与所述光谱仪5连接，所述深海立管3内设有用于装参比样的参比样舱9，参比样舱9内装有纯净淡水，可用于与深海海水进行光谱差分分析，获取深海海水水质，所述参比样舱9通过对应的所述参比光纤2分别连接所述光源4和所述光谱仪5，所述光谱仪5的输出端连接终端，光源4为全光谱激光光源4，测试光纤1、参比光纤2以及深海立管3的长度可根据待测水样的深度选择，其中光源4和光谱仪5均至于海平面以上，防止光源4及光谱仪5等电子设备被海水腐蚀，同时在海平面上方便操作，信号稳定。
具体的，所述测试光纤1包括第一测试光纤1.1和第二测试光纤1.2，所述第一测试光纤1.1的一端与所述光源4连接，所述第一测试光纤1.1的自由端设于所述透光性窗口7的上方，所述第二测试光纤1.2的一端设于所述第一聚焦镜8的下方，所述第二测试光纤1.2的自由端与所述光谱仪5连接，可将光引入深海，并将透射过深海海水后的光通过第一聚焦镜8聚焦后通过第二测试光纤1.2引入光谱仪5。
使用时，将一定长度和精度的测试光纤1，通过深海立管3的保护，使光引入深海，海水可自由进入待测样区6，当第一测试光纤1.1引入的光经过待测样区6内的深海水时，由于深海水中无机盐，有机污染物，海洋微生物以及深海沉积物等的存在，改变了光的特性，第一聚焦镜8将变化后的光路再次引入第二测试光纤1.2，通过第二测试光纤1.2将经过海水的光引出海面；参比光纤2检测参比样舱9内封装的参比样，将经过深海水样和纯净淡水的光同时引入光谱仪5，进行光谱差分分析，获得深海水质参数，从而实现深海水质监测。
实施例2
参见图1至图3，本实施例与实施例1的区别在于：所述参比样舱9包括筒体9.1和密封盖9.2，所述密封盖9.2盖于所述筒体9.1的开口端，通过筒体9.1与密封盖9.2的配合，可将纯净淡水封装于参比样舱9内，所述密封盖9.2上设有视窗9.3，参比光纤2引用的光可依次通过视窗9.3以及参比水样，所述筒体9.1上设有第二聚焦镜9.4，第二聚焦镜9.4可聚焦经过参比水样后的光，所述视窗9.3与所述第二聚焦镜9.4相对应。
具体的，所述参比光纤2包括第一参比光纤2.1和第二参比光纤2.2，所述第一参比光纤2.1的一端与所述光源4连接，所述第一参比光纤2.1的自由端设于所述视窗9.3的上方，所述第二参比光纤2.2的一端设于所述第二聚焦镜9.4的下方，所述第二参比光纤2.2的自由端与所述光谱仪5连接，可将光引入参比样舱9内的参比水样中，并将透射过参比水样后的光通过第二聚焦镜9.4聚焦后通过第二参比光纤2.2引入光谱仪5。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.深海差分光谱型水质传感器，其特征在于：包括测试光纤、参比光纤、深海立管、光源和光谱仪，所述深海立管的一侧设有待测样区，所述待测样区内设有与所述深海立管连接的透光性窗口，所述测试光纤的输入端与所述光源连接，所述测试光纤的输出端通过所述透光性窗口与所述光谱仪连接，所述深海立管内设有用于装参比样的参比样舱，所述参比样舱通过对应的所述参比光纤分别连接所述光源和所述光谱仪，所述光谱仪的输出端连接终端。
2.如权利要求1所述的深海差分光谱型水质传感器，其特征在于：所述深海立管为U型管。
3.如权利要求1所述的深海差分光谱型水质传感器，其特征在于：所述待测样区的底部设有固定于所述透光性窗口的第一聚焦镜。
4.如权利要求3所述的深海差分光谱型水质传感器，其特征在于：所述测试光纤包括第一测试光纤和第二测试光纤，所述第一测试光纤的一端与所述光源连接，所述第一测试光纤的自由端设于所述透光性窗口的上方，所述第二测试光纤的一端设于所述第一聚焦镜的下方，所述第二测试光纤的自由端与所述光谱仪连接。
5.如权利要求1所述的深海差分光谱型水质传感器，其特征在于：所述参比样舱包括筒体和密封盖，所述密封盖盖于所述筒体的开口端，所述密封盖上设有视窗，所述筒体上设有第二聚焦镜，所述视窗与所述第二聚焦镜相对应。
6.如权利要求5所述的深海差分光谱型水质传感器，其特征在于：所述参比光纤包括第一参比光纤和第二参比光纤，所述第一参比光纤的一端与所述光源连接，所述第一参比光纤的自由端设于所述视窗的上方，所述第二参比光纤的一端设于所述第二聚焦镜的下方，所述第二参比光纤的自由端与所述光谱仪连接。
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2022
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