RU94335U1 - SUBMERSIBLE PROBE FOR DETERMINING HYDROPHYSICAL AND HYDROCHEMICAL PARAMETERS OF WATER IN WATER BODIES - Google Patents

SUBMERSIBLE PROBE FOR DETERMINING HYDROPHYSICAL AND HYDROCHEMICAL PARAMETERS OF WATER IN WATER BODIES Download PDF

Info

Publication number
RU94335U1
RU94335U1 RU2010100211/22U RU2010100211U RU94335U1 RU 94335 U1 RU94335 U1 RU 94335U1 RU 2010100211/22 U RU2010100211/22 U RU 2010100211/22U RU 2010100211 U RU2010100211 U RU 2010100211U RU 94335 U1 RU94335 U1 RU 94335U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
leds
photodiode
led
water
spectral range
Prior art date
Application number
RU2010100211/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Юрьевич Савельев
Александр Валентинович Востоков
Владимир Владимирович Логинов
Николай Георгиевич Баянов
Original Assignee
Федеральное государственное научное учреждение "Научно-исследовательский радиофизический институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное научное учреждение "Научно-исследовательский радиофизический институт" filed Critical Федеральное государственное научное учреждение "Научно-исследовательский радиофизический институт"
Priority to RU2010100211/22U priority Critical patent/RU94335U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU94335U1 publication Critical patent/RU94335U1/en

Links

Abstract

Погружной зонд для определения гидрофизических и гидрохимических параметров воды в водоемах, включающий излучатель и приемник излучения, отличающийся тем, что в качестве излучателя использован светодиод, а в качестве приемника излучения использован фотодиод, кроме этого в устройство дополнительно включены еще два светодиода, причем все три светодиода подключены через стабилизатор тока к источнику питания и установлены на той стороне диска Секки, которая при помещении диска Секки в водоем с помощью приспособления, которое может быть выполнено в виде штанги или веревки с нанесенной линейной шкалой с делениями, обращена ко дну водоема, кроме этого, на некотором расстоянии от каждого светодиода расположен соответствующий ему фотодиод соосно по оптическим осям этих светодиода и фотодиода, которые с подключенным к фотодиоду через соответствующий переменный резистор регистрирующим устройством образуют фотометрический канал, и соответствующие трем светодиодам фотометрические каналы предназначены для определения взвешенных частиц, индикации содержания фитопланктона, растворимых органических веществ, а на другой стороне диска Секки установлен четвертый фотодиод, который с подключенным к нему через переменный резистор регистрирующим устройством образует фотометрический канал, предназначенный для регистрации освещенности в толще воды, при этом в качестве одного из трех светодиодов выполнен светодиод со спектральным диапазоном излучения 640-670 нм и с максимумом 660 нм (красный), в качестве другого из них выполнен светодиод со спектральным диапазоном излучения 510-550 нм и с максимумом 535 нм (зеленый), в качест� An immersion probe for determining the hydrophysical and hydrochemical parameters of water in water bodies, including an emitter and a radiation receiver, characterized in that an LED is used as an emitter, and a photodiode is used as a radiation receiver, in addition, two more LEDs are additionally included in the device, all three LEDs connected through a current stabilizer to a power source and installed on the side of the Secchi disk, which when placing the Secchi disk in a pond using a device that can be in filled in the form of a rod or rope with a linear scale with divisions, facing the bottom of the reservoir, in addition, at a certain distance from each LED there is a corresponding photodiode coaxially along the optical axes of these LEDs and photodiode, which are registered to the photodiode through a corresponding variable resistor the device forms a photometric channel, and the photometric channels corresponding to three LEDs are used to determine suspended particles, indicate the content of phytoplankton, p soluble organic substances, and on the other side of Secchi's disk there is a fourth photodiode, which, with a recording device connected to it through a variable resistor, forms a photometric channel designed to detect illumination in the water column, and an LED with a spectral range of radiation is made as one of the three LEDs 640-670 nm and with a maximum of 660 nm (red), another LED is made with a spectral range of 510-550 nm and a maximum of 535 nm (green), as

Description

Полезная модель предназначена для совместного одновременного определения прозрачности, мутности, цветности воды, индикации содержания фитопланктона и освещенности на глубине до 2,5 м в естественных водоемах.The utility model is intended for joint simultaneous determination of transparency, turbidity, color of water, indication of phytoplankton content and illumination at a depth of up to 2.5 m in natural reservoirs.

Известен «Морской турбидиметр» по патенту RU2112232, который содержит корпус, ряд турбидиметрических каналов, каждый из которых выполнен в виде источника эталонного напряжения и последовательно соединенных модулятора и источника красного светового излучения, оптически связанного с фотоприемником, который последовательно соединен с усилителем фототока и демодулятором, управляющий вход которого соединен с выходом синхронизации модулятора, ряд тензометрических каналов, блок обработки и блок индикации.Known "Marine turbidimeter" according to patent RU2112232, which contains a housing, a series of turbidimetric channels, each of which is made in the form of a reference voltage source and connected in series with a modulator and a red light source, optically coupled to a photodetector, which is connected in series with a photo current amplifier and a demodulator, the control input of which is connected to the synchronization output of the modulator, a number of strain gauge channels, a processing unit and an indication unit.

Основным недостатком этого устройства является то, что он измеряет только содержание в воде взвешенных частиц.The main disadvantage of this device is that it measures only the content of suspended particles in water.

Известно изобретение «Двулучевой фотометр» по патенту RU2169360, выбранное в качестве прототипа, которое содержит герметичный контейнер, в котором размещены излучатель и последовательно по ходу излучения коллиматор, светоделительное устройство, прерыватель пучков излучения, иллюминатор, узел оптических трактов эталонного и измерительного пучков излучения, расположенный в исследуемой среде и выполненный в виде двух световозвращающих призм, светосводящее устройство, объектив и приемник излучения.The invention is known "Two-beam photometer" according to patent RU2169360, selected as a prototype, which contains a sealed container in which the emitter is placed and the collimator, beam splitter, chopper of radiation beams, porthole, optical path unit of the reference and measuring radiation beams located in series in the studied environment and made in the form of two retroreflective prisms, a light-reducing device, a lens and a radiation receiver.

Этот двулучевой фотометр не позволяет измерять прозрачность воды и освещенность в ее толще. Кроме того, он содержит ряд оптических узлов, дорогостоящих, сложных в исполнении и эксплуатации (светоделительное устройство, узел оптических трактов и прерыватель).This two-beam photometer does not allow measuring the transparency of water and the illumination in its thickness. In addition, it contains a number of optical units that are expensive, complex to perform and operate (a beam splitter, an optical path unit, and a chopper).

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение возможностей устройства при его упрощении, снижении стоимости и уменьшении веса устройства.The task to which the utility model is directed is to expand the capabilities of the device while simplifying it, reducing the cost and reducing the weight of the device.

Поставленная задача решается за счет технического результата, заключающегося в одновременном измерении прозрачности, мутности, цветности воды, индикации содержания фитопланктона и освещенности на глубине до 2,5 м в естественных водоемах при условии повышения надежности предлагаемого устройства при проведении измерений в полевых условиях.The problem is solved due to the technical result, which consists in the simultaneous measurement of transparency, turbidity, color of water, an indication of the content of phytoplankton and illumination at a depth of up to 2.5 m in natural reservoirs, provided that the reliability of the proposed device when conducting measurements in the field is increased.

Указанный результат достигается тем, что в погружном зонде, включающем излучатель и приемник излучения света, в качестве излучателя использован светодиод, а в качестве приемника излучения использован фотодиод, кроме этого в устройство дополнительно включены еще два светодиода, причем все три светодиода подключены через стабилизатор тока к источнику питания и установлены на той стороне диска Секки, которая при помещении диска Секки в водоем с помощью приспособления, которое может быть выполнено в виде штанги или веревки с нанесенной линейной шкалой, обращена ко дну водоема, кроме этого на некотором расстоянии от каждого светодиода расположен соответствующий ему фотодиод соосно по оптическим осям этих светодиода и фотодиода, которые с подключенным к фотодиоду через переменный резистор регистрирующим устройством, образуют фотометрический канал; соответствующие трем светодиодам фотометрические каналы предназначены для определения взвешенных частиц, индикации содержания фитопланктона, растворимых органических веществ, а на другой стороне диска Секки установлен четвертый фотодиод, который с подключенным к нему через переменный резистор регистрирующим устройством образует фотометрический канал, предназначенный для регистрации освещенности в толще воды, при этом в качестве одного из трех светодиодов использован светодиод со спектральным диапазоном излучения 640-670 нм и с максимумом 660 нм (красный), в качестве другого из них использован светодиод со спектральным диапазоном излучения 510-550 нм и с максимумом 535 нм (зеленый), в качестве третьего использован светодиод со спектральным диапазоном излучения 430-460 нм и с максимумом 450 нм (синий), а в качестве фотодиодов использованы фотодиоды со спектральным диапазоном чувствительности 400-1000 нм.This result is achieved by the fact that in the immersion probe, which includes the emitter and the light emitting receiver, an LED is used as an emitter, and a photodiode is used as a radiation receiver, in addition, two more LEDs are additionally included in the device, all three LEDs being connected through a current regulator to the power source and are installed on the side of the Secchi disk, which when placing the Secchi disk in a pond with the help of a device that can be made in the form of a rod or rope with applied lin with its own scale, it faces the bottom of the reservoir, in addition, at a certain distance from each LED, there is a corresponding photodiode coaxially along the optical axes of these LEDs and the photodiode, which, with a recording device connected to the photodiode through a variable resistor, form a photometric channel; The photometric channels corresponding to the three LEDs are used to determine suspended particles, indicate the content of phytoplankton, soluble organic substances, and on the other side of the Secchi disk there is a fourth photodiode, which, with a recording device connected to it through a variable resistor, forms a photometric channel designed to register illumination in the water column In this case, an LED with a spectral range of radiation of 640-670 nm and with max. with a minimum of 660 nm (red), as another of them, an LED with a spectral range of 510-550 nm and a maximum of 535 nm (green) was used, as a third, an LED with a spectral range of 430-460 nm and a maximum of 450 nm ( blue), and photodiodes with a spectral sensitivity range of 400-1000 nm were used as photodiodes.

На фиг.1 изображен общий вид погружного зонда для определения гидрофизических и гидрохимических параметров воды в водоемах, на фиг.2 изображена функциональная схема погружного зонда, на фиг.3 изображен вид погружаемой в водоем части зонда, обращенной к дну водоема. На этих фигурах обозначено: 1 - штанга со шкалой, 2 - диск из водонепроницаемого материала белого цвета (диск Секки); 3 - датчик освещенности (четвертый фотодиод); 4 - блок излучателей (обведен штриховой линией) со светодиодами 5, 6, 7; 8 - блок приемников излучения (обведен штрихпунктирной линией) с фотодиодами 9, 10, 11; 12 - блок регистрации (обведен двойной штрихпунктирной линией), в который входят: 13 - автономный источник питания для светодиодов; 14 - стабилизатор тока для светодиодов; 15 - регулятор яркости излучателей (светодиодов); 16, 18, 20 - переменные резисторы для регулирования выходных сигналов от приемников излучения (фотодиодов) 9, 10, 11; 17, 19, 21 - регистрирующие устройства, например стрелочные микроамперметры.Figure 1 shows a General view of an immersion probe for determining the hydrophysical and hydrochemical parameters of water in reservoirs, Figure 2 shows a functional diagram of an immersion probe, Figure 3 shows a view of the part of the probe immersed in a reservoir facing the bottom of the reservoir. On these figures are indicated: 1 - a bar with a scale, 2 - a disk of a waterproof material of white color (Secchi disk); 3 - light sensor (fourth photodiode); 4 - a block of emitters (circled by a dashed line) with LEDs 5, 6, 7; 8 - a block of radiation receivers (circled by a dot-dash line) with photodiodes 9, 10, 11; 12 - registration unit (circled by a double dash-dot line), which includes: 13 - an autonomous power source for LEDs; 14 - current stabilizer for LEDs; 15 - brightness control of emitters (LEDs); 16, 18, 20 - variable resistors for regulating the output signals from radiation receivers (photodiodes) 9, 10, 11; 17, 19, 21 - recording devices, for example, pointer microammeters.

Для измерения освещенности в толще воды устройство содержит измерительный канал, состоящий из датчика освещенности (четвертого фотодиода 3), подстроечного резистора 22 и регистрирующего устройства 23.To measure the illumination in the water column, the device comprises a measuring channel, consisting of a light sensor (fourth photodiode 3), a tuning resistor 22, and a recording device 23.

В устройстве диск Секки 2 из водонепроницаемого материала белого цвета удерживается в воде с помощью приспособления, которое может быть выполнено в виде штанги 1 или веревки с нанесенной линейной шкалой. Прозрачность определяется визуально по делениям на штанге устройства.In the device, a Secchi disk of white waterproof material is held in water by means of a device that can be made in the form of a rod 1 or a rope with a linear scale. Transparency is determined visually by the divisions on the device bar.

Предварительно перед измерениями погружной зонд калибруется. Для этого его с помощью штанги со шкалой 1 опускают в воду. При присоединении разъема блока регистрации 12 к разъему погружаемого блока от источника питания (аккумулятора) 13 через стабилизатор тока 14 и регулятор яркости излучателей 15 электропитание подается на светодиоды 5, 6, 7. Стабилизатор тока 14 обеспечивает постоянство тока питания светодиодов 5, 6, 7, которые формируют световые потоки, направленные на фотодиоды 9, 10, 11. Переменными резисторами 16, 18, 20 выставляют максимальные значения фототока, регистрируемого микроамперметрами 17, 19, 21 при подключении светодиодов 5, 6, 7 к автономному источнику питания 13 через стабилизатор тока 15. Фотогальванические токи фотодиодов 9, 10, 11 через подстроечные резисторы для регулирования выходных сигналов 16, 18, 20 регистрируются стрелочными микроамперметрами 17, 19, 21. Светодиод 5, фотодиод 9, подстроечный резистор 16 и регистрирующее устройство 17 образует первый измерительный канал, светодиод 6, фотодиод 10, подстроечный резистор 18 и регистрирующее устройство 19 образует второй измерительный канал, светодиод 7, фотодиод 11, подстроечный резистор 20 и регистрирующее устройство 21 образуют третий измерительный канал. Для калибровки значений регистрирующих устройств 17, 19, 21 погружной зонд помещают в калибровочные растворы, содержащие определенное известное количество каждого определенного компонента. Меняя концентрацию растворенных органических веществ (РОВ), водорослей, взвешенных частиц производят калибровку. Погружной зонд помещают в исследуемую воду. По значениям фототока, соответствующим определенным калибровочным значения, определяют содержание компонент в исследуемой воде.Prior to measurements, the immersion probe is calibrated. To do this, with the help of a bar with a scale of 1, it is immersed in water. When connecting the connector of the registration unit 12 to the connector of the immersion unit from the power source (battery) 13 through the current stabilizer 14 and the brightness control of the emitters 15, power is supplied to the LEDs 5, 6, 7. The current stabilizer 14 ensures a constant current supply of the LEDs 5, 6, 7, which form light fluxes directed to photodiodes 9, 10, 11. Variable resistors 16, 18, 20 set the maximum values of the photocurrent recorded by microammeters 17, 19, 21 when the LEDs 5, 6, 7 are connected to an autonomous power source I 13 through the current stabilizer 15. The photovoltaic currents of the photodiodes 9, 10, 11 through the tuning resistors for regulating the output signals 16, 18, 20 are recorded with microammeters 17, 19, 21. LED 5, the photodiode 9, the tuning resistor 16 and the recording device 17 forms the first measuring channel, LED 6, photodiode 10, trimming resistor 18 and the recording device 19 forms a second measuring channel, LED 7, photodiode 11, trimming resistor 20 and the recording device 21 form a third measuring channel . To calibrate the values of the recording devices 17, 19, 21, the immersion probe is placed in calibration solutions containing a certain known amount of each specific component. Changing the concentration of dissolved organic substances (DOM), algae, suspended particles produce calibration. An immersion probe is placed in the test water. The values of the photocurrent corresponding to certain calibration values determine the content of the components in the test water.

Калибровку датчика освещенности (четвертого фотодиода) 3 осуществляют на дневном свету с помощью регистрации значение фототока с помощью датчика люксметра.The calibration of the light sensor (fourth photodiode) 3 is carried out in daylight by recording the value of the photocurrent using a light meter sensor.

Освещенность определяется с помощью калибровочных данных по значению фототока канала определения освещенности, состоящее из фотодиода 3, подстроечного резистора 22 и регистрирующего устройства 23.Illumination is determined using calibration data on the value of the photocurrent of the illumination determination channel, consisting of a photodiode 3, a tuning resistor 22, and a recording device 23.

Определение прозрачности:Definition of transparency:

Прозрачность определяется визуально по делениям на штанге устройства с помощью диска Секки.Transparency is determined visually by the divisions on the device bar using the Secchi disk.

Для совместного определения взвешенных частиц, растворенного органического вещества (РОВ) и индикации фитопланктона светодиоды и фотодиоды объединены в блоки излучателей и приемников излучения.For the joint determination of suspended particles, dissolved organic matter (DOM) and indication of phytoplankton, LEDs and photodiodes are combined into blocks of emitters and radiation detectors.

Определение содержания взвешенных частиц.Determination of suspended particles.

Светодиод 5 первого измерительного канала излучает зеленый свет 510-550 нм с максимумом 535 нм. В этом спектральном интервале наблюдается минимум поглощения как хлорофиллом, так и растворенным органическим веществом (РОВ), поэтому поглощение света будет обусловлено только неселективным рассеянием на взвешенных частицах. Таким образом, первый измерительный канал регистрирует содержание взвешенных частиц в воде.LED 5 of the first measuring channel emits 510-550 nm green light with a maximum of 535 nm. In this spectral range, there is a minimum absorption by both chlorophyll and dissolved organic matter (DOM), therefore, the absorption of light will be due only to non-selective scattering by suspended particles. Thus, the first measuring channel registers the content of suspended particles in the water.

Для определения содержания взвешенных частиц используют значения фототока первого измерительного канала и по формуле:To determine the content of suspended particles, the photocurrent values of the first measuring channel are used and according to the formula:

sв=I0-I3 s in = I 0 -I 3

определяют значение аналитического сигнала Sв для определения содержания взвешенных частиц в мкА, где:determine the value of the analytical signal S in to determine the content of suspended particles in μA, where:

I0 - значение фототока измерительных каналов для чистой воды;I 0 is the value of the photocurrent of the measuring channels for pure water;

Iз - значение фототока канала зеленого излучения в регистрирующем устройстве 17.I C - the value of the photocurrent of the green radiation channel in the recording device 17.

По значениям аналитического сигнала Sв, соответствующим определенным калибровочным данным, определяют содержание взвешенных частиц в исследуемой воде.The values of the analytical signal S in , corresponding to certain calibration data, determine the content of suspended particles in the test water.

Определение содержания фитопланктона.Determination of phytoplankton content.

Светодиод 6 второго измерительного канала излучает красный свет 640-670 нм с максимумом 660 нм. В этом спектральном интервале наблюдается минимум поглощения растворенным органическим веществом (РОВ), но максимум поглощения хлорофиллом фитопланктона, поэтому поглощение света будет обусловлено суммой неселективного рассеяния на взвешенных частицах и поглощения излучения хлорофиллом. Таким образом, второй измерительный канал регистрирует сумму содержания взвешенных частиц в воде и фитопланктона.LED 6 of the second measuring channel emits red light of 640-670 nm with a maximum of 660 nm. In this spectral range, a minimum of absorption by dissolved organic matter (DOM) is observed, but a maximum of phytoplankton absorption by chlorophyll; therefore, the absorption of light will be due to the sum of non-selective scattering by suspended particles and absorption of radiation by chlorophyll. Thus, the second measuring channel registers the sum of suspended particles in water and phytoplankton.

Для определения содержания фитопланктона используют значения фототока второго измерительного канала и по формулеTo determine the content of phytoplankton use the values of the photocurrent of the second measuring channel and according to the formula

Sf=I0-Sв-Iк S f = I 0 -S to -I to

определяют значение аналитического сигнала Sf для определения фитопланктона в мкА, где:determine the value of the analytical signal S f to determine phytoplankton in μA, where:

I0 - значение фототока измерительных каналов для чистой воды;I 0 is the value of the photocurrent of the measuring channels for pure water;

Iк - значение фототока канала красного излучения в регистрирующем устройстве 19;I to - the value of the photocurrent of the red radiation channel in the recording device 19;

sв - аналитический сигнал для определения содержания взвешенных частиц, мкА.s in - analytical signal for determining the content of suspended particles, μA.

По значениям аналитического сигнала Sf, соответствующим определенным калибровочным данным, которые определяются по тем видам водорослей, которые являются характерными для контролируемого водного объекта, определяют содержание фитопланктона в исследуемой воде.The values of the analytical signal S f corresponding to certain calibration data, which are determined by the types of algae that are characteristic of the controlled water body, determine the content of phytoplankton in the studied water.

Определение содержания растворенного органического вещества (РОВ).Determination of dissolved organic matter (DOM).

Светодиод 7 третьего измерительного канала излучает сине-фиолетовый цвет 430-460 нм с максимумом 450 нм. В этом спектральном интервале наблюдается максимум поглощения растворенным органическим веществом (РОВ), максимум поглощения хлорофиллом фитопланктона и сохраняется неселективное рассеяние на взвешенных частицах, поэтому поглощение света будет обусловлено суммой неселективного рассеяния на взвешенных частицах, поглощения излучения хлорофиллом и поглощения излучения РОВ. Таким образом, третий измерительный канал регистрирует сумму содержания взвешенных частиц в воде, фитопланктона и РОВ.LED 7 of the third measuring channel emits a blue-violet color of 430-460 nm with a maximum of 450 nm. In this spectral range, there is a maximum absorption by dissolved organic matter (DOM), a maximum absorption of phytoplankton by chlorophyll and non-selective scattering by suspended particles is maintained, therefore, the absorption of light will be due to the sum of non-selective scattering by suspended particles, absorption of radiation by chlorophyll and absorption of radiation of DOM. Thus, the third measuring channel registers the sum of suspended particles in water, phytoplankton and DOM.

Содержание РОВ определяется с помощью калибровочных данных по значению аналитического сигнала Sp в мкА, вычисляемого по формуле:The content of DOM is determined using calibration data from the value of the analytical signal S p in μA, calculated by the formula:

Sр=I0-Sв-2,7Sf-Ic,S p = I 0 -S to -2.7S f -I c ,

где:Where:

I0 - значение фототока измерительных каналов для чистой воды;I 0 is the value of the photocurrent of the measuring channels for pure water;

Sв - аналитический сигнал для определения содержания взвешенных частиц, мкА;S in - analytical signal for determining the content of suspended particles, µA;

Sf - аналитический сигнал для определения фитопланктона, мкА;S f - analytical signal for determining phytoplankton, μA;

Ic - значение фототока канала синего излучения;I c is the photocurrent value of the blue radiation channel;

Для проведения исследований был изготовлен погружной зонд для определения гидрофизических и гидрохимических параметров воды в водоемах, в котором в качестве светодиодов использовались низкоапертурные светодиоды Luxeon. В качестве фотодиодов использовались фотодиоды ВРХ90, имеющие спектральный диапазон чувствительности 400-1100 нм, помещенные в корпус ФД-263-01 с линзой. Корпусы герметизированы герметиком «Момент» ТУ 2257-018-0483 1040-2001. Блоки излучателей и приемников излучения закреплены снизу круга из дюралюминия диаметром 300 мм толщиной 5 мм и расположены соосно по оптическим осям светодиодов и фотодиодов (Фиг.3.). Фотодиод был расположен сверху диска из дюралюминия и использовался в фотогальваническом режиме.For research, an immersion probe was made to determine the hydrophysical and hydrochemical parameters of water in water bodies, in which Luxeon low-aperture LEDs were used as LEDs. BPX90 photodiodes were used as photodiodes, having a spectral sensitivity range of 400-1100 nm, placed in an FD-263-01 package with a lens. The cases are sealed with Moment sealant TU 2257-018-0483 1040-2001. Blocks of emitters and radiation receivers are fixed at the bottom of a circle of duralumin with a diameter of 300 mm and a thickness of 5 mm and are located coaxially along the optical axes of the LEDs and photodiodes (Figure 3.). The photodiode was located on top of a duralumin disk and was used in photovoltaic mode.

Для определения взвешенных частиц было использовано излучение низкоапертурного светодиода Luxeon со спектральным диапазоном излучения 510-550 нм с максимумом 535 нм (зеленого свечения). Эти характеристики соответствуют минимуму поглощения других компонентов. За счет рассеяния излучения взвешенные частицы вызывали снижение сигнала, установленного в дистиллированной воде, во всем спектральном интервале (так называемое неселективное поглощение)To determine the suspended particles, we used the radiation of a low-aperture Luxeon LED with a spectral range of 510-550 nm with a maximum of 535 nm (green glow). These characteristics correspond to the minimum absorption of other components. Due to the scattering of radiation, suspended particles caused a decrease in the signal installed in distilled water in the entire spectral range (the so-called non-selective absorption)

Для определения хлорофилла было использовано излучение низкоапертурного светодиода Luxeon со спектральным диапазоном излучения 640-670 нм с максимумом 660 нм. Важнейшая особенность спектра поглощения хлорофилла «а» и «b» - наличие у них двух ярко выраженных максимумов: в красной - соответственно, при 660-640 нм и в сине-фиолетовой областях спектра при 420-450 нм. Наибольший интерес для нас представлял хлорофилл «а», имеющий два максимума поглощения - при 660 нм в красной области и при 420 нм - в фиолетовой. Ширина полосы поглощения в красной области составляла ~ 30 нм, а в фиолетовой - около 50 нм. Таким образом, для целей фотометрии хлорофилла подходили области спектра 645-675 нм и 405-445 нм.To determine chlorophyll, we used the radiation of a low-aperture Luxeon LED with a spectral range of radiation of 640-670 nm with a maximum of 660 nm. The most important feature of the absorption spectrum of chlorophyll "a" and "b" is the presence of two pronounced maxima in them: in the red, respectively, at 660-640 nm and in the blue-violet regions of the spectrum at 420-450 nm. Of greatest interest to us was chlorophyll "a", which has two absorption maxima - at 660 nm in the red region and at 420 nm in the violet region. The absorption band width in the red region was ~ 30 nm, and in the violet region, about 50 nm. Thus, spectrophotographs of 645–675 nm and 405–445 nm were suitable for chlorophyll photometry.

Для определения РОВ было использовано излучение низкоапертурного светодиода Luxeon Royal Blue со спектральным диапазоном излучения 430-460 нм с максимумом 450 нм. Растворенное органическое вещество (РОВ) представляет собой смесь окрашенных органических соединений. Спектр поглощения представляло собой гладкую ниспадающую гиперболу в интервале 400-700 нм, максимальные значения коэффициентов поглощения были расположены в интервале 400-450 нм.To determine the DOM, we used the radiation of the low-aperture Luxeon Royal Blue LED with a spectral range of 430-460 nm with a maximum of 450 nm. Dissolved Organic Matter (DOM) is a mixture of colored organic compounds. The absorption spectrum was a smooth descending hyperbola in the range of 400–700 nm; the maximum absorption coefficients were located in the range of 400–450 nm.

Claims (1)

Погружной зонд для определения гидрофизических и гидрохимических параметров воды в водоемах, включающий излучатель и приемник излучения, отличающийся тем, что в качестве излучателя использован светодиод, а в качестве приемника излучения использован фотодиод, кроме этого в устройство дополнительно включены еще два светодиода, причем все три светодиода подключены через стабилизатор тока к источнику питания и установлены на той стороне диска Секки, которая при помещении диска Секки в водоем с помощью приспособления, которое может быть выполнено в виде штанги или веревки с нанесенной линейной шкалой с делениями, обращена ко дну водоема, кроме этого, на некотором расстоянии от каждого светодиода расположен соответствующий ему фотодиод соосно по оптическим осям этих светодиода и фотодиода, которые с подключенным к фотодиоду через соответствующий переменный резистор регистрирующим устройством образуют фотометрический канал, и соответствующие трем светодиодам фотометрические каналы предназначены для определения взвешенных частиц, индикации содержания фитопланктона, растворимых органических веществ, а на другой стороне диска Секки установлен четвертый фотодиод, который с подключенным к нему через переменный резистор регистрирующим устройством образует фотометрический канал, предназначенный для регистрации освещенности в толще воды, при этом в качестве одного из трех светодиодов выполнен светодиод со спектральным диапазоном излучения 640-670 нм и с максимумом 660 нм (красный), в качестве другого из них выполнен светодиод со спектральным диапазоном излучения 510-550 нм и с максимумом 535 нм (зеленый), в качестве третьего выполнен светодиод со спектральным диапазоном излучения 430-460 нм и с максимумом 450 нм (синий), а в качестве фотодиодов выполнены фотодиоды со спектральным диапазоном чувствительности 400-1000 нм.
Figure 00000001
An immersion probe for determining the hydrophysical and hydrochemical parameters of water in water bodies, including an emitter and a radiation receiver, characterized in that an LED is used as an emitter, and a photodiode is used as a radiation receiver, in addition, two more LEDs are additionally included in the device, all three LEDs connected through a current stabilizer to a power source and installed on the side of the Secchi disk, which when placing the Secchi disk in a pond using a device that can be in made in the form of a rod or rope with a linear scale with divisions, facing the bottom of the reservoir, in addition, at a certain distance from each LED there is a corresponding photodiode aligned with the optical axes of these LEDs and photodiode, which register the device forms a photometric channel, and the photometric channels corresponding to three LEDs are used to determine suspended particles, indicate the content of phytoplankton, p soluble organic substances, and on the other side of Secchi's disk there is a fourth photodiode, which, with a recording device connected to it through a variable resistor, forms a photometric channel designed to detect illumination in the water column, and an LED with a spectral range of radiation is made as one of the three LEDs 640-670 nm and with a maximum of 660 nm (red), another LED is made with a spectral range of 510-550 nm and a maximum of 535 nm (green), as The third LED is made with a spectral range of 430-460 nm and a maximum of 450 nm (blue), and photodiodes are made with photodiodes with a spectral range of sensitivity of 400-1000 nm.
Figure 00000001
RU2010100211/22U 2010-01-11 2010-01-11 SUBMERSIBLE PROBE FOR DETERMINING HYDROPHYSICAL AND HYDROCHEMICAL PARAMETERS OF WATER IN WATER BODIES RU94335U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010100211/22U RU94335U1 (en) 2010-01-11 2010-01-11 SUBMERSIBLE PROBE FOR DETERMINING HYDROPHYSICAL AND HYDROCHEMICAL PARAMETERS OF WATER IN WATER BODIES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010100211/22U RU94335U1 (en) 2010-01-11 2010-01-11 SUBMERSIBLE PROBE FOR DETERMINING HYDROPHYSICAL AND HYDROCHEMICAL PARAMETERS OF WATER IN WATER BODIES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU94335U1 true RU94335U1 (en) 2010-05-20

Family

ID=42676501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010100211/22U RU94335U1 (en) 2010-01-11 2010-01-11 SUBMERSIBLE PROBE FOR DETERMINING HYDROPHYSICAL AND HYDROCHEMICAL PARAMETERS OF WATER IN WATER BODIES

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU94335U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521218C1 (en) * 2012-12-04 2014-06-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Modular bottom station
RU2572672C1 (en) * 2014-08-26 2016-01-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт водных проблем Севера Карельского научного центра Российской академии наук (ИВПС КарНЦ РАН) Method for water colour determination
CN110208222A (en) * 2019-06-25 2019-09-06 中交上海航道勘察设计研究院有限公司 A kind of simple double mode water transparency Portable Photometer and measuring method
CN112051242A (en) * 2020-09-28 2020-12-08 天津大学 Water transparency automatic measuring device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521218C1 (en) * 2012-12-04 2014-06-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Modular bottom station
RU2572672C1 (en) * 2014-08-26 2016-01-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт водных проблем Севера Карельского научного центра Российской академии наук (ИВПС КарНЦ РАН) Method for water colour determination
CN110208222A (en) * 2019-06-25 2019-09-06 中交上海航道勘察设计研究院有限公司 A kind of simple double mode water transparency Portable Photometer and measuring method
CN110208222B (en) * 2019-06-25 2024-02-02 中交上海航道勘察设计研究院有限公司 Simple dual-mode water transparency on-site tester and testing method
CN112051242A (en) * 2020-09-28 2020-12-08 天津大学 Water transparency automatic measuring device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2763403C (en) Bulbless spectrometer
AU2007305640B2 (en) Ultraviolet radiation detector and apparatus for evaluating ultraviolet radiation protection effect
ES2802649T3 (en) Detector arrangement for blood culture bottles with colorimetric sensors
JP2017134089A5 (en) Sensing system
ES2605845T3 (en) Procedure and system for determining the concentration of substances in body fluids
US20080174768A1 (en) Self referencing LED detection system for spectroscopy applications
TW200533908A (en) A handheld device with a disposable element for chemical analysis of multiple analytes
RU94335U1 (en) SUBMERSIBLE PROBE FOR DETERMINING HYDROPHYSICAL AND HYDROCHEMICAL PARAMETERS OF WATER IN WATER BODIES
CN109632753B (en) Portable absorbance measuring device and method thereof
ES2698056T3 (en) Detector arrangement for blood culture bottles with colorimetric sensors
CN210037588U (en) Absorption spectrum test system
CN203310744U (en) Liquid core waveguide food detector
JP2012255806A (en) Absorptiometer using liquid immersion type absorbance sensor element
JP5324346B2 (en) Measuring apparatus and measuring method
CN104568799A (en) Monochromatic light composited light scanning type luminosity absorption detection system
Lee et al. Novel optical absorbance-based multi-analytes detection module using a tri-chromatic LED, PDs and plastic optical fibers and its application to a palm-sized urine test strip reader
US20130070230A1 (en) Apparatus and method for estimating bilirubin concentration using refractometry
Santos et al. A low-cost portable microcontrolled nephelometer for potassium determination
CN102901705B (en) System and method for detecting hemoglobin concentration based on single chip
CN103398946B (en) A kind of color of liquid with reference transmission method pick-up unit
RU2356028C1 (en) Device for proximate analysis of fluid industrial-class purity
RU2014103423A (en) METHOD FOR MEASURING REFRACTION INDICATOR AND DISPERSION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU150398U1 (en) BAIKAL-D OPTICAL PARAMETERS MONITORING MONITORING SYSTEM
Lee et al. DEVELOPMENT OF A METHOD AND AN INSTRUMENT FOR THE ASSESING OF SUSPENDED AND DISSOLVED ORGANIC MATTER IN SEAWATER BY MEASURING THE BEAM ATTENUATION COEFFICIENT FROM THE NEAR UV TO THE RED
Blonquist Jr et al. Underwater accuracy of Apogee quantum sensors

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner
PC12 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models

Effective date: 20171005