CN219935678U - 氯离子的浓度监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氯离子的浓度监测装置，包括壳体组件、检测组件以及光纤组件；壳体组件内设有用于容纳检测组件的容纳腔，壳体组件的一端设有与容纳腔连通的连接部，光纤组件的连接端连接在连接部上，从而使得光纤组件作用于检测组件，壳体组件的另一端设有功能孔，从而使得氯离子穿过功能孔进入容纳腔中；检测组件包括离子检测层，离子检测层用于与氯离子结合后产生荧光淬灭效应，从而使得离子检测层发生荧光峰值强度变化；光纤组件用于测量离子检测层的荧光峰值强度，从而根据荧光峰值强度获得氯离子的浓度。这样的氯离子的浓度监测装置能够通过光纤组件测量离子检测层的荧光峰值强度，从而对混凝土中氯离子的浓度进行实时监测。

Description

氯离子的浓度监测装置

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，尤其是涉及一种氯离子的浓度监测装置。

背景技术

在处于严酷环境下的混凝土如处于高盐、高温差、浪溅冲刷下的混泥土建筑建成后，会承受着高浓度的氯离子侵蚀，那么就需要对混凝土进行长期的监测，以便在氯离子侵蚀早期就能发现混凝土中氯离子的浓度，从而对混泥土结构及时修补，达到维护混凝土结构的效果，大大增强结构的安全性。

传统的检测混凝土中氯离子的浓度的方法通常是破坏取粉法，通过钻取混凝土取得混凝土的粉末，对提取到的粉末溶解和滴定分析，从而得到混凝土的浓度，但是这样的方法对混凝土结构的破坏较大，操作比较复杂，并且不能对混凝土中氯离子的浓度进行实时监测。因此，就需要一种能够对混凝土中氯离子的浓度进行实时监测的氯离子的浓度监测装置。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种能够对混凝土中氯离子的浓度进行实时监测的氯离子的浓度监测装置。

为解决上述问题，本实用新型提供一种氯离子的浓度监测装置，包括壳体组件、检测组件以及光纤组件，所述检测组件设置在所述壳体组件内，所述光纤组件与所述壳体组件的一端连接；

所述壳体组件内设有用于容纳所述检测组件的容纳腔，所述壳体组件的一端设有与所述容纳腔连通的连接部，所述光纤组件的连接端连接在所述连接部上，从而使得所述光纤组件作用于所述检测组件，所述壳体组件的另一端设有功能孔，从而使得氯离子穿过所述功能孔进入所述容纳腔中；

所述检测组件包括离子检测层，所述离子检测层用于与氯离子结合后产生荧光淬灭效应，从而使得所述离子检测层发生荧光峰值强度变化；

所述光纤组件用于测量所述离子检测层的荧光峰值强度，从而根据所述荧光峰值强度获得所述氯离子的浓度。

在一个实施例中，所述离子检测层的外周与所述容纳腔的侧壁抵接。

在一个实施例中，所述检测组件还包括滤膜层，所述滤膜层层叠设置在所述离子检测层靠近所述功能孔的一侧，从而使得所述氯离子单向渗透进入到所述容纳腔中。

在一个实施例中，所述检测组件还包括透镜层，所述透镜层层叠设置在所述离子检测层远离所述功能孔的一侧，从而将所述离子检测层夹设在所述滤膜层和所述透镜层之间。

在一个实施例中，所述透镜层为石英玻璃层。

在一个实施例中，所述连接部为螺纹孔，所述光纤组件的连接端与所述连接部匹配，从而使得所述光纤组件的连接端螺纹连接在所述连接部上。

在一个实施例中，所述壳体组件包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体连接形成所述容纳腔；

所述连接部设置在所述第一壳体远离所述第二壳体的一端，所述功能孔设置在所述第二壳体远离所述第一壳体的一端。

在一个实施例中，所述容纳腔内设有抵接件，所述抵接件为圆筒状，并且所述抵接件的外周与所述容纳腔的内壁接触，所述抵接件抵接在所述检测组件与所述第一壳体之间，从而将所述检测组件抵接在所述容纳腔内靠近所述功能孔的一端。

在一个实施例中，所述离子检测层为硫酸奎宁层。

在一个实施例中，所述光纤组件包括光纤接头、光纤、光源单元以及数据处理单元，所述光纤接头为光纤组件的连接端，所述光源单元用于发出光源并作用于所述检测组件，所述数据处理单元用于测量所述荧光峰值强度，并根据所述荧光峰值强度得到所述氯离子的浓度，所述光纤接头、所述光源单元、以及所述数据处理单元通过所述光纤连接。

实施本实用新型实施例，氯离子的浓度监测装置通过壳体组件的设置便于光纤组件的连接，通过设置容纳腔能够方便检测组件的安装；

通过功能孔的设置能够方便氯离子通过功能孔进入容纳腔中与离子检测层结合，基于荧光淬灭效应，氯离子会使得离子检测层的荧光峰值强度降低，通过与容纳腔连通的光纤组件能够测量荧光峰值强度，并根据测量到的荧光峰值强度获得氯离子的浓度，从而实现对混凝土中氯离子的浓度的实时监测；

因此，这样的氯离子的浓度监测装置能够通过光纤组件测量离子检测层的荧光峰值强度，从而对混凝土中氯离子的浓度进行实时监测。

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获得其他的附图。

其中：

图1为一实施方式的氯离子的浓度监测装置的结构示意图。

图2为如图1所示氯离子的浓度监测装置的内部示意图。

图3为如图1所示氯离子的浓度监测装置中抵接件的结构示意图。

图4为如图1所示氯离子的浓度监测装置中光纤组件的示意图。

附图标记：

10-壳体组件，12-第一壳体，122-连接部，14-第二壳体，144-功能孔，15-容纳腔，16-抵接件；

20-检测组件，22-透镜件，24-离子检测层，26-滤膜层；

30-光纤组件，32-光纤接头，33-光纤，34-光源单元，342-发光件，344-控制器，36-数据处理单元，362-数据接收件，364-数据处理件。

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，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“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所述特征。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。

结合图1-图4，本实用新型公开了一实施方式的氯离子的浓度监测装置，包括壳体组件10、检测组件20以及光纤组件30，检测组件20设置在壳体组件10内，光纤组件30与壳体组件10的一端连接。

壳体组件10内设有用于容纳检测组件20的容纳腔15，壳体组件10的一端设有与容纳腔15连通的连接部122，光纤组件30的连接端连接在连接部122上，从而使得光纤组件30作用于检测组件20，壳体组件10的另一端设有功能孔144，从而使得氯离子穿过功能孔144进入容纳腔15中。

检测组件20包括离子检测层24，离子检测层24用于与氯离子结合后产生荧光淬灭效应，从而使得离子检测层24发生荧光峰值强度变化。

光纤组件30用于测量离子检测层24的荧光峰值强度，从而根据荧光峰值强度获得氯离子的浓度。

具体来说，壳体组件10设置容纳腔15，检测组件20安装在容纳腔15内，壳体组件10的下端设置功能孔144，便于氯离子通过功能孔144进入容纳腔15中与检测组件20结合，壳体组件10的设置还能方便将检测组件20安装到混凝土结构中。

壳体组件10的上端设置连接部122，光纤组件30的连接端通过与连接部122连接从而实现光纤组件30与容纳腔15连通。

检测组件20包括离子检测层24，氯离子与离子检测层24结合会产生荧光淬灭效应，使得离子检测层24的荧光峰值强度降低。

光纤组件30能够测量离子检测层24荧光峰值强度，那么，就能通过光纤组件30测量到的荧光峰值强度得到氯离子的浓度。

实施本实用新型实施例，氯离子的浓度监测装置通过壳体组件10的设置便于光纤组件30的连接，通过设置容纳腔15能够方便检测组件20的安装。

通过功能孔144的设置能够方便氯离子通过功能孔144进入容纳腔15中与离子检测层24结合，基于荧光淬灭效应，氯离子会使得离子检测层24的荧光峰值强度降低，通过与容纳腔15连通的光纤组件30能够测量荧光峰值强度，并根据测量到的荧光峰值强度获得氯离子的浓度，从而实现对混凝土中氯离子的浓度的实时监测。

因此，这样的氯离子的浓度监测装置能够通过光纤组件30测量离子检测层24的荧光峰值强度，从而对混凝土中氯离子的浓度进行实时监测。

优选的，离子检测层24为硫酸奎宁层。

具体来说，硫酸奎宁层由硫酸奎宁粉末制成，硫酸奎宁层会与氯离子产生荧光淬灭效应，即：氯离子会使硫酸奎宁层的荧光峰值强度降低。

优选的，离子检测层24的外周与容纳腔15的侧壁抵接。

具体来说，容纳腔15的侧壁为圆柱状，离子检测层24的外周与容纳腔15的侧壁抵接使得从功能孔144中进入的氯离子全部都会经过离子检测层24，防止氯离子遗漏，从而提高了检测准确度。

优选的，检测组件20还包括滤膜层26，滤膜层26层叠设置在离子检测层24靠近功能孔144的一侧，从而使得氯离子单向渗透进入到容纳腔15中。

进一步的，检测组件20还包括透镜层，透镜层层叠设置在离子检测层24远离功能孔144的一侧，从而将离子检测层24夹设在滤膜层26和透镜层之间。

具体来说，将离子检测层24夹设滤膜层26和透镜层之间，滤膜层26设置在离子检测层24的下方，能够便于氯离子通过滤膜层26单向进入容纳腔15并离子检测层24反应，透镜层位于离子检测层24的上方，能够方便离子检测层24的固定。

优选的，透镜层为石英玻璃层。

石英玻璃既能固定离子检测层24，还能透光，便于光纤组件30对离子检测层24机进行检测。

结合图2，连接部122为螺纹孔，光纤组件30的连接端与连接部122匹配，从而使得光纤组件30的连接端螺纹连接在连接部122上。

具体来说，光纤组件30的连接端与连接部122螺纹连接，方便光纤组件30的安装和拆卸。

结合图1，壳体组件10包括第一壳体12和第二壳体14，第一壳体12与第二壳体14连接形成容纳腔15。

连接部122设置在第一壳体12远离第二壳体14的一端，功能孔144设置在第二壳体14远离第一壳体12的一端。

具体来说，第一壳体12设置在上端，第二壳体14设置在下端，功能孔144设置在第二壳体14的下端，连接部122设置在第一壳体12的上端。

结合图2，容纳腔15内设有抵接件16，抵接件16为圆筒状，并且抵接件16的外周与容纳腔15的内壁接触，抵接件16抵接在检测组件20与第一壳体12之间，从而将检测组件20抵接在容纳腔15内靠近功能孔144的一端。

具体来说，抵接件16方便将检测组件20地接在容纳腔15内的下端，功能孔144也设置在第二壳体14的下端，因此，能够方便氯离子与离子检测层24结合。

结合图3，在一个实施例中，功能孔144为圆柱状、容纳腔15为圆柱状、连接部122为圆柱状，抵接部为圆筒状，抵接部的外径与容纳腔15的直径相同，离子检测层24的直径容纳腔15的直径相同，并且功能孔144的直径小于容纳腔15的直径，功能孔144的直径小于抵接部内径。

这样的设置使得从功能孔144进入的所有氯离子都会作用于离子检测层24，不会出现有进入容纳腔15却不作用于离子检测层24的氯离子的情况。

抵接件16具有一定的高度，能够扩大光纤组件30的覆盖范围，使得从较小孔径连接的光纤组件30能够覆盖大范围的离子检测层24，从而检测大范围的离子检测层24的荧光峰值强度，使得监测结果更加准确。

在另一个实施例中，功能孔144的直径与抵接部的内径相同。从光纤组件30覆盖的范围刚好是与功能孔144直径相同区域内的离子检测层24，而从功能孔144内进入的氯离子会作用于与功能孔144对应区域的离子检测层24，因此，这样的设置能够使得光纤组件30检测到的离子检测层24的荧光峰值强度更加准确，氯离子的浓度的监测更加精准。

结合图4，光纤组件30包括光纤接头32、光纤33、光源单元34以及数据处理单元36，光纤接头32为光纤组件30的连接端，光源单元34用于发出光源并作用于检测组件20，数据处理单元36用于测量并处理荧光峰值强度，并根据荧光峰值强度得到氯离子的浓度，光纤接头32、光源单元34、以及数据处理单元36通过光纤33连接。

具体来说，光源作用于检测组件20后，经过反射后，进入数据处理单元36，从而得到荧光峰值强度，并根据荧光峰值强度计算出氯离子的浓度。

优选的，光源单元34包括发光件342和控制器344，控制器344控制发光件342发出光源。

数据处理单元36包括数据接收件362和数据处理件364，数据接收件362用于接收离子检测层24的荧光峰值强度，数据处理件364用于将数据接收件362接收的离子检测层24的荧光峰值强度进行处理并传输到外部。

具体来说，当控制器344控制发光件342发出光源后，数据接收件362接收到反射的荧光峰值强度，数据处理件364根据荧光峰值强度计算出氯离子浓度，并传输到外部的接收组件中。

优选的，光纤33为Y型微结构光纤33，其中一个分支连接发光件342和控制器344，另一分支连接单元包括数据接收件362和数据处理件364，两个分支连接后连接到连接部122上从而作用于检测组件20。

数据接收件362为光谱仪，数据处理件364为采集计算机。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种氯离子的浓度监测装置，其特征在于，包括壳体组件、检测组件以及光纤组件，所述检测组件设置在所述壳体组件内，所述光纤组件与所述壳体组件的一端连接；

所述壳体组件内设有用于容纳所述检测组件的容纳腔，所述壳体组件的一端设有与所述容纳腔连通的连接部，所述光纤组件的连接端连接在所述连接部上，从而使得所述光纤组件作用于所述检测组件，所述壳体组件的另一端设有功能孔，从而使得氯离子穿过所述功能孔进入所述容纳腔中；

所述检测组件包括离子检测层，所述离子检测层用于与氯离子结合后产生荧光淬灭效应，从而使得所述离子检测层发生荧光峰值强度变化；

所述光纤组件用于测量所述离子检测层的荧光峰值强度，从而根据所述荧光峰值强度获得所述氯离子的浓度。

2.根据权利要求1所述的氯离子的浓度监测装置，其特征在于，所述离子检测层的外周与所述容纳腔的侧壁抵接。

3.根据权利要求2所述的氯离子的浓度监测装置，其特征在于，所述检测组件还包括滤膜层，所述滤膜层层叠设置在所述离子检测层靠近所述功能孔的一侧，从而使得所述氯离子单向渗透进入到所述容纳腔中。

4.根据权利要求3所述的氯离子的浓度监测装置，其特征在于，所述检测组件还包括透镜层，所述透镜层层叠设置在所述离子检测层远离所述功能孔的一侧，从而将所述离子检测层夹设在所述滤膜层和所述透镜层之间。

5.根据权利要求4中所述的氯离子的浓度监测装置，其特征在于，所述透镜层为石英玻璃层。

6.根据权利要求1中所述的氯离子的浓度监测装置，其特征在于，所述连接部为螺纹孔，所述光纤组件的连接端与所述连接部匹配，从而使得所述光纤组件的连接端螺纹连接在所述连接部上。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的氯离子的浓度监测装置，其特征在于，所述壳体组件包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体连接形成所述容纳腔；

所述连接部设置在所述第一壳体远离所述第二壳体的一端，所述功能孔设置在所述第二壳体远离所述第一壳体的一端。

8.根据权利要求7所述的氯离子的浓度监测装置，其特征在于，所述容纳腔内设有抵接件，所述抵接件为圆筒状，并且所述抵接件的外周与所述容纳腔的内壁接触，所述抵接件抵接在所述检测组件与所述第一壳体之间，从而将所述检测组件抵接在所述容纳腔内靠近所述功能孔的一端。

9.根据权利要求8所述的氯离子的浓度监测装置，其特征在于，所述离子检测层为硫酸奎宁层。

10.根据权利要求7所述的氯离子的浓度监测装置，其特征在于，所述光纤组件包括光纤接头、光纤、光源单元以及数据处理单元，所述光纤接头为光纤组件的连接端，所述光源单元用于发出光源并作用于所述检测组件，所述数据处理单元用于测量所述荧光峰值强度，并根据所述荧光峰值强度得到所述氯离子的浓度，所述光纤接头、所述光源单元、以及所述数据处理单元通过所述光纤连接。