專利名稱：一種比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水質(zhì)在線監(jiān)測儀，尤其是一種采用比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀。
背景技術(shù)：
水質(zhì)在線監(jiān)測儀主要用于對流域重點斷面水體的水質(zhì)和各種監(jiān)督排污口進行在線、自動監(jiān)測的設(shè)備。比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀以生成有色化合物的顯色反應(yīng)為基礎(chǔ)，通過比較或測量有色物質(zhì)溶液顏色深度來確定待測組分含量的方法。比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀在分析水樣時， 儀器通過泵和多通道選擇閥或電磁閥組組成的流路控制系統(tǒng)，將水樣和不同組分的測量試齊U，加入到反應(yīng)皿中進行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過后，反應(yīng)皿中試液的顏色會發(fā)生變化。測量裝置的發(fā)射端發(fā)出特定波長的光線透過反應(yīng)皿的內(nèi)部溶液到達接收端，在接收端安裝有光電轉(zhuǎn)換器件，通過測量接受端的光強來確定溶液的吸光度。比色法是目前水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備中使用的主要監(jiān)測方法。反應(yīng)皿測量裝置用于測量反應(yīng)皿試液的吸光度，是比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀的關(guān)鍵部件，它的技術(shù)性能直接影響儀器的測量精度和重復(fù)性。傳統(tǒng)的水質(zhì)在線監(jiān)測儀的反應(yīng)皿測量裝置主要將光源和光電轉(zhuǎn)換器件放在同一環(huán)境下，通過光導(dǎo)束將光信號引入到反應(yīng)皿兩側(cè)，因為光源和光電轉(zhuǎn)換器件所處的環(huán)境相同，可以降低溫度漂移和環(huán)境光線的影響，但是由于采用了光導(dǎo)束進行光信號傳輸，光路的耦合效率低，信號的利用率不高，并且過多的光路耦合也使得儀器在測量過程中對震動較為敏感；另外由于光源的發(fā)光效率和光電器件的轉(zhuǎn)換效率相對溫度都成負相關(guān)關(guān)系，在晝夜溫差比較大的地區(qū)會造成儀器的零點漂移偏高，影響儀器的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能消除環(huán)境因素對水質(zhì)在線監(jiān)測性能影響的比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀。為達到以上目的，本發(fā)明比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀包括反應(yīng)皿測量裝置，該測量裝置主要包括測量光源發(fā)射器、反應(yīng)皿和測量光源接收器，測量光源發(fā)射器和測量光源接收器分別固定在反應(yīng)皿測量固定座的兩端，測量光源發(fā)射器包括參比硅光電池和發(fā)光二極管，在測量光源發(fā)射器內(nèi)安裝一個與水平成45。角的半反半透鏡，二極管發(fā)出的光線水平照射到半反半透鏡，測量光源接收器主要是一個測量硅光電池，測量硅光電池與參比硅光電池性能參數(shù)相同。以上所述測量光源發(fā)射器和測量光源接收器對稱地固定在反應(yīng)皿測量固定座的兩端。以上所述半反半透鏡由2片成90°夾角的半反半透石英玻璃鏡片組成。由于在測量光源發(fā)射器內(nèi)安裝一個與水平成45。角的半反半透鏡，即采用初始光強參比技術(shù)，即主要通過在光路中安裝兩個硅光電池，分別檢測由測量光源發(fā)射器發(fā)出的光信號通過反應(yīng)皿前后的信號強度，由于兩個硅光電池性能參數(shù)相同且位于同一個光路中，因此檢測到的信號包含的溫度漂移和器件老化的特征信號相近，通過在軟件中對這兩種信號的幅度值進行差分處理，得到用于計算結(jié)果的信號值，可以大幅度減小溫度和器件因素對測量結(jié)果的影響。I、當環(huán)境溫度變化時，由于溫度變化引起的兩個硅光電池電流的變化一致，相減即可抵消，起到溫度補償?shù)淖饔茫?、當發(fā)光二極管產(chǎn)生光強衰減時，參比信號和接收器信號由于所接受的光信號同時減少，相減后信號不變，起到光源補償作用；3、模塊化結(jié)構(gòu)，測量光源發(fā)射器和測量光源接收器結(jié)構(gòu)部件通用，沒有調(diào)試部件，安裝、調(diào)試、維護簡單。4、去除光導(dǎo)束，光路耦合環(huán)節(jié)少，光信號利用率高，抗震動性好，成本低。盡可能消除外界環(huán)境和器件性能因素對測量結(jié)果的影響，提高了儀器的環(huán)境適應(yīng)能力和性能，提高測量準確度。


圖I是比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀的測量光源發(fā)射器的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中
I、管接頭，2、測量光源發(fā)射器，3、保護罩，4、反應(yīng)皿，5、測量光源接收器，6、反應(yīng)皿測量固定座，7、印制電路板，8、底座，9、半反半透鏡，10、鏡座，11、參比硅光電池，12、發(fā)光二極管，13、測量娃光電池。
實施例如圖I和圖2所示，比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀，它的主要部分是反應(yīng)皿測量裝置，該測量裝置主要包括測量光源發(fā)射器2、反應(yīng)皿4和測量光源接收器5，測量光源發(fā)射器2和測量光源接收器5分別固定在反應(yīng)皿測量固定座6兩端的底座8上，為消除外光干擾，測量光源發(fā)射器2和測量光源接收器5都置于保護罩3內(nèi)，為盡可能減少測量誤差，測量光源發(fā)射器2和測量光源接收器5分別對稱地固定在反應(yīng)皿4測量固定座6的兩端，測量光源發(fā)射器2包括參比硅光電池11和發(fā)光二極管12，測量光源接收器5主要包括一個測量硅光電池13，測量硅光電池13與參比硅光電池11性能參數(shù)相同，在測量光源發(fā)射器2內(nèi)安裝一個與水平成45。角的半反半透鏡9，半反半透鏡9固定在鏡座10上，半反半透鏡是由2片成90°夾角的半反半透石英玻璃鏡片組成，發(fā)光二極管12發(fā)出的光線水平照射到半反半透鏡9。測量光源接收器5內(nèi)有一塊測量硅光電池13，測量硅光電池13正對著測量光源發(fā)射器2內(nèi)的發(fā)光二極管12，發(fā)光二極管12發(fā)出特定波長的光束，光束經(jīng)過半反半透鏡9后分成兩束光，一束光經(jīng)過半反半透鏡9反射進入?yún)⒈裙鉁y量硅光電池11，另一束光透過反應(yīng)皿4進入光源接收器5內(nèi)的測量硅光電池13，測量光源發(fā)射器2內(nèi)部發(fā)光二極管12和測量硅光電池13位于同一印制電路板7上。利用測量光接收器5內(nèi)部測量硅光電池13獲到的光信號減去測量光源發(fā)射器2中參比硅光電池11獲到的光信號，參比信號和接收器信號通過數(shù)字轉(zhuǎn)換后送入到控制器中，在控制器中對兩組信號數(shù)據(jù)進行相減作為最終信號數(shù)據(jù)。進行參比計算消除外界因素如“溫度、二極管光衰，光電池信號的漂移、環(huán)境光等”對儀器測量精度的影響。
權(quán)利要求
1.一種比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀，包括反應(yīng)皿測量裝置，該測量裝置主要包括測量光源發(fā)射器、反應(yīng)皿和測量光源接收器，測量光源發(fā)射器和測量光源接收器分別固定在反應(yīng)皿測量固定座兩端的底座上，其特征是測量光源發(fā)射器包括參比硅光電池和發(fā)光二極管，在測量光源發(fā)射器內(nèi)安裝一個與水平成45。角的半反半透鏡，二極管發(fā)出的光線水平照射到半反半透鏡，測量光源接收器主要是一個測量硅光電池，測量硅光電池與參比硅光電池性能參數(shù)相同，測量光源發(fā)射器2內(nèi)部發(fā)光二極管12和測量硅光電池13位于同一印制電路板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀，其特征是測量光源發(fā)射器和測量光源接收器對稱地固定在反應(yīng)皿測量固定座兩端的底座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀，其特征是半反半透鏡由2片成90°夾角的半反半透石英玻璃鏡片組成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能消除環(huán)境因素對水質(zhì)在線監(jiān)測性能影響的比色法水質(zhì)在線監(jiān)測儀，該監(jiān)測儀包括反應(yīng)皿測量裝置，反應(yīng)皿測量裝置主要包括測量光源發(fā)射器、反應(yīng)皿和測量光源接收器，測量光源發(fā)射器包括參比硅光電池和發(fā)光二極管，在測量光源發(fā)射器內(nèi)安裝一個與水平成45°角的半反半透鏡，二極管發(fā)出的光線水平照射到半反半透鏡，測量光源接收器主要是一個測量硅光電池，測量硅光電池與參比硅光電池性能參數(shù)相同。本測量裝置采用初始光強參比技術(shù)減小溫度和器件因素對監(jiān)測結(jié)果的影響。
文檔編號G01N21/76GK102967567SQ201210474780
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者黃連云, 吳有飛, 左昌余, 吳東升, 丁盛, 鄧松 申請人:銅陵藍光電子科技有限公司