CN2760546Y - 使用新型激发光源的水体叶绿素浓度测量装置 - Google Patents

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杨世植
张玉平
张彪
洪津
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Abstract

本实用新型涉及一种光学电子测量装置，提供一种使用新型激发光源的水体叶绿素浓度测量装置，所述新型激发光源是以超高亮蓝紫发光二极管代替传统激发光源和半导体激光器作为水体叶绿素浓度测量装置的新型激发光源。由于蓝光发光二极管体积小，成本低，其功率仅为mW量级，电源只需一块蓄电池，可设计出精巧的水下探头，易于小型化，携带方便，特别适用于野外现场测量。具有较高的性价比。

Description

使用新型激发光源的水体叶绿素浓度测量装置
技术领域
本实用新型涉及一种光学电子测量装置，尤其是测量水体叶绿素浓度的测量装置。
现有技术
叶绿素在吸收特定波长(440nm)的激发光后会发射出比激发光波长更长(685nm)的荧光，其辐射量与叶绿素浓度之间存在着一定的关系，水体叶绿素浓度测量装置就是基于这个原理，通过探测荧光的绝对辐射量来获得水体中叶绿素的浓度。
水体叶绿素浓度测量装置经历了定点取样实验室测量到现场连续走航测量和大面积遥感测量的发展阶段。定点取样实验室测量存在取样困难、随机性大、数据少、周期长以及耗费大量人力和财力等缺点；大面积遥感测量存在难以深入水底，准确性差等缺点；现场连续走航测量通过船只拖曳探头在航线上连续测量，以获得较大水域的叶绿素分布，同时可将探头沉入水下不同深度，作出叶绿素的垂直廓线，因此具有不可比拟的优势。
目前水体叶绿素浓度测量装置使用的激发光源大致分为传统激发光源(包括激光器、氙灯、汞灯等)和半导体激光器两类，前者需要大功率电源，一般仅能应用于大型机动船只平台上，后者解决了大功率电源问题但价格昂贵。
发明内容
本实用新型提供一种使用新型激发光源的水体叶绿素浓度测量装置，解决现用激发光源的功耗和成本问题，同时实现测量装置的小型化，便于野外现场测量。
本实用新型的主要技术内容：以超高亮蓝紫发光二极管(国内在2000年研制成功了蓝光发光二极管)代替传统激发光源和半导体激光器作为水体叶绿素浓度测量装置的新型激发光源。
本实用新型的结构如下：
使用新型激发光源的水体叶绿素浓度测量装置，包括有水下探头，接收光纤，光电倍增管，电源电缆，和荧光信号处理系统，其特征在于探头为园桶形结构，采用蓝光发光二极管作为激发光源，所述的蓝光发光二极管为1～10个，以和探头底面呈45°的放置角等间隔的安装在探头内，并在同一园周上分布，探头中央安装有接收光纤，接收光纤的接收角为45°，其前安装有680nm前截止的接收滤光片。
发光二极管前放置440nm后截止的激发滤光片，蓝光发光二极管的电源通过电源电缆引接入探头。
本实用新型的实现方法：发光二极管的体积小，将它放入圆桶形的水下探头中，考虑到尽量集中激发光的能量，将八个发光二极管以45°的放置角等间隔得放置在一个圆周上，在每个发光二极管前放置440nm后截止的激发滤光片，接收光纤的接收角为45°，其前放置680nm前截止的接收滤光片。发光二极管的电源由电缆引入水下探头中，荧光信号由接收光纤从水下探头中引出传至光电倍增管，经模拟信号处理以及数据采集系统后输出结果。
与现用的激发光源相比，本实用新型使用的新型激发光源价格低廉、体积小；与氙灯的150W功率相比其功率为mW级，电源只需一块蓄电池，特别适用于野外测量；同时在选择的激发光波段上其输出光功率与现用激发光源的输出光功率在同一个数量级上；另外本实用新型将激发光源放置在水下探头中，既省去了激发光纤又设计出精巧的水下探头(为直径61mm高80mm的圆桶型)。使用新型激发光源的水体叶绿素浓度测量装置的测量精度达到0.1ug/l。
本实用新型电源的功耗小，体积小，实现了装置的便携式、小型化，便于野外现场测量；同时降低了装置的成本，具有较高性价比。
附图说明
图1是本实用新型工作原理图。
图2是本实用新型探头剖视结构示意图。
图3是蓝光发光二极管排列示意图。
图中标号：1、水下探头，2、电缆，3、荧光信号处理系统，4、440nm后截止滤光片，5、蓝光发光二极管，6、680nm前截止滤光片，7、接收光纤，8、光电倍增管。
具体实施方式
参见图1~图3。水下探头1中放置了八个蓝光发光二极管5，其和探头1底面成45°放置角为，等间隔得排成一个圆周(如图3所示)，每个发光二极管5前放置一个440nm后截止的激发滤光片4，接收光纤7安装在探头1的中央，其接收角为45°，接收光纤7前放置一个680nm前截止的接收滤光片6，接收光纤7连接光电倍增管8，荧光信号处理系统3通过电缆2为发光二极管5提供电源，荧光信号由接收光纤7传至荧光信号处理系统3，经处理后输出结果。探头1内的各光电部件均密封安装，防止受潮。
仪器小型化，便于野外现场测量。

Claims (3)

1、使用新型激发光源的水体叶绿素浓度测量装置，包括有水下探头，接收光纤，光电倍增管，电源电缆，和荧光信号处理系统，其特征在于探头为园桶形结构，采用蓝光发光二极管作为激发光源，所述的蓝光发光二极管为1～10个，以和探头底面呈45°的放置角等间隔的安装在探头内，并在同一园周上分布，探头中央安装有接收光纤，接收光纤的接收角为45°，其前安装有680nm前截止的接收滤光片。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于发光二极管前放置440nm后截止的激发滤光片，蓝光发光二极管的电源通过电源电缆引接入探头。
3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的蓝光发光二极管为8个。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100510714C (zh) * 2006-12-05 2009-07-08 中国科学院安徽光学精密机械研究所 水体金属污染物激光击穿光谱探测方法与系统
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CN101715551B (zh) * 2007-06-01 2013-01-30 弗斯-A公司 现场植物分析设备、用于跟踪种植的状态或进展的方法以及用于管理植物性处理的方法
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CN109238993A (zh) * 2018-11-28 2019-01-18 南昌航空大学 海水中叶绿素含量对于水下光传播特性影响的探测方法

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