本發(fā)明涉及一種水質(zhì)傳感器，屬于水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，水質(zhì)中toc檢測(cè)大多采用化學(xué)式方法，但是化學(xué)式檢測(cè)技術(shù)都是基于化學(xué)方法氧化，其檢測(cè)過(guò)程繁瑣，復(fù)雜，耗時(shí)，體積較大，會(huì)造成化學(xué)試劑的損耗，還會(huì)造成二次化學(xué)污染，價(jià)格昂貴，無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。紫外吸收法是一種物理方式的檢測(cè)方法，不需要化學(xué)反應(yīng)，紫外吸收式監(jiān)測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)體積小、功耗低、速度快，可以對(duì)水質(zhì)進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)，適用范圍廣。但針對(duì)目前市場(chǎng)上的紫外吸收式toc檢測(cè)設(shè)備存在弱光信號(hào)提取難的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中紫外吸收式toc檢測(cè)設(shè)備存在弱光信號(hào)提取難的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種toc水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器。toc為總有機(jī)碳，且英文全稱為totalorganiccarbon。

一種toc水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器，它包括三段式艙體，三段式艙體間通過(guò)管道連通，且依次為紫外光探測(cè)艙體、綠光探測(cè)艙體和信號(hào)處理艙體，紫外光探測(cè)艙體和綠光探測(cè)艙體的艙底相對(duì)設(shè)置，且二者的艙底上均設(shè)有密封透光窗；還包括紫外光光源、綠光光源、兩個(gè)光源頻率控制電路、兩個(gè)探測(cè)信號(hào)處理電路、兩個(gè)光電探測(cè)器和兩個(gè)tec恒溫控制器；

兩個(gè)光電探測(cè)器分別定義為1號(hào)紫外光電探測(cè)器和2號(hào)綠光電探測(cè)器；

兩個(gè)tec恒溫控制器分別定義為1號(hào)tec恒溫控制器和2號(hào)tec恒溫控制器；

紫外光光源、2號(hào)綠光電探測(cè)器和1號(hào)tec恒溫控制器均設(shè)置在紫外光探測(cè)艙體內(nèi)，且紫外光光源和2號(hào)綠光電探測(cè)器均固定在1號(hào)tec恒溫控制器的熱端，1號(hào)tec恒溫控制器的冷端固定在紫外光探測(cè)艙體的艙蓋上；

綠光光源、1號(hào)紫外光電探測(cè)器和2號(hào)tec恒溫控制器均設(shè)置在綠光探測(cè)艙體內(nèi)，且綠光光源和1號(hào)紫外光電探測(cè)器均固定在2號(hào)tec恒溫控制器的熱端，2號(hào)tec恒溫控制器的冷端固定在綠光探測(cè)艙體的艙蓋上；

兩個(gè)光源頻率控制電路和兩個(gè)探測(cè)信號(hào)處理電路均固定在信號(hào)處理艙體內(nèi)，且兩個(gè)光源頻率控制電路分別用于對(duì)紫外光光源和綠光光源輸出的光信號(hào)的頻率進(jìn)行控制；

紫外光光源發(fā)出的光透過(guò)兩個(gè)密封透光窗后，經(jīng)1號(hào)紫外光電探測(cè)器對(duì)紫外光進(jìn)行光電探測(cè)，1號(hào)紫外光電探測(cè)器的電信號(hào)輸出引線通過(guò)管道與一個(gè)探測(cè)信號(hào)處理電路的電信號(hào)輸入端連接，該探測(cè)信號(hào)處理電路對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行提?。?/p>

綠光光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)兩個(gè)密封透光窗后，經(jīng)2號(hào)綠光電探測(cè)器對(duì)綠光進(jìn)行光電探測(cè)，2號(hào)綠光電探測(cè)器的電信號(hào)輸出引線通過(guò)管道與另一個(gè)探測(cè)信號(hào)處理電路的電信號(hào)輸入端連接，該探測(cè)信號(hào)處理電路對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行提取。

本發(fā)明帶來(lái)的有益效果是，本發(fā)明提出采用紫外光光源作為檢測(cè)光源，綠光光源作為補(bǔ)償光源，設(shè)計(jì)三個(gè)艙體分段式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)傳感器方便檢測(cè)，進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，減少其它光的干擾，兩個(gè)光源頻率控制電路和兩個(gè)探測(cè)信號(hào)處理電路采用鎖相放大技術(shù)，解決弱光信號(hào)提取難的問(wèn)題；且紫外光的發(fā)射與接收方向跟綠光的發(fā)射與接收方向正好相反，使得各自的光電探測(cè)器不會(huì)接收到另一種光源發(fā)出的光信號(hào)，減少其它光信號(hào)的干擾；傳感器整體密封防水，直接置于待測(cè)水體中即可進(jìn)行監(jiān)測(cè)，方便快捷，艙體之間的管道進(jìn)行走線，tec恒溫控制器冷端與光源和探測(cè)器接觸，熱端與艙體殼體接觸，通過(guò)水進(jìn)行散熱，保證恒溫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本發(fā)明能夠快速提取弱光信號(hào)來(lái)進(jìn)行水質(zhì)有機(jī)物實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，可以廣泛應(yīng)用到日常飲用水、工業(yè)用水toc含量的測(cè)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的一種toc水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：參見(jiàn)圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種toc水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器，它包括三段式艙體，三段式艙體間通過(guò)管道10連通，且依次為紫外光探測(cè)艙體1、綠光探測(cè)艙體2和信號(hào)處理艙體3，紫外光探測(cè)艙體1和綠光探測(cè)艙體2的艙底相對(duì)設(shè)置，且二者的艙底上均設(shè)有密封透光窗11；還包括紫外光光源4、綠光光源5、兩個(gè)光源頻率控制電路6、兩個(gè)探測(cè)信號(hào)處理電路7、兩個(gè)光電探測(cè)器和兩個(gè)tec恒溫控制器；

兩個(gè)光電探測(cè)器分別定義為1號(hào)紫外光電探測(cè)器8-1和2號(hào)綠光電探測(cè)器8-2；

兩個(gè)tec恒溫控制器分別定義為1號(hào)tec恒溫控制器9-1和2號(hào)tec恒溫控制器9-2；

紫外光光源4、2號(hào)綠光電探測(cè)器8-2和1號(hào)tec恒溫控制器9-1均設(shè)置在紫外光探測(cè)艙體1內(nèi)，且紫外光光源4和2號(hào)綠光電探測(cè)器8-2均固定在1號(hào)tec恒溫控制器9-1的熱端，1號(hào)tec恒溫控制器9-1的冷端固定在紫外光探測(cè)艙體1的艙蓋上；

綠光光源5、1號(hào)紫外光電探測(cè)器8-1和2號(hào)tec恒溫控制器9-2均設(shè)置在綠光探測(cè)艙體2內(nèi)，且綠光光源5和1號(hào)紫外光電探測(cè)器8-1均固定在2號(hào)tec恒溫控制器9-2的熱端，2號(hào)tec恒溫控制器9-2的冷端固定在綠光探測(cè)艙體2的艙蓋上；

兩個(gè)光源頻率控制電路6和兩個(gè)探測(cè)信號(hào)處理電路7均固定在信號(hào)處理艙體3內(nèi)，且兩個(gè)光源頻率控制電路6分別用于對(duì)紫外光光源4和綠光光源5輸出的光信號(hào)的頻率進(jìn)行控制；

紫外光光源4發(fā)出的光透過(guò)兩個(gè)密封透光窗11后，經(jīng)1號(hào)紫外光電探測(cè)器8-1對(duì)紫外光進(jìn)行光電探測(cè)，1號(hào)紫外光電探測(cè)器8-1的電信號(hào)輸出引線通過(guò)管道10與一個(gè)探測(cè)信號(hào)處理電路7的電信號(hào)輸入端連接，該探測(cè)信號(hào)處理電路7對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行提取；

綠光光源5發(fā)出的光經(jīng)過(guò)兩個(gè)密封透光窗11后，經(jīng)2號(hào)綠光電探測(cè)器8-2對(duì)綠光進(jìn)行光電探測(cè)，2號(hào)綠光電探測(cè)器8-2的電信號(hào)輸出引線通過(guò)管道10與另一個(gè)探測(cè)信號(hào)處理電路7的電信號(hào)輸入端連接，該探測(cè)信號(hào)處理電路7對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行提取。

本實(shí)施方式，中由于待測(cè)水體中toc對(duì)紫外光具有吸收作用，所以經(jīng)過(guò)待測(cè)水體后光電探測(cè)器接收到的光信號(hào)強(qiáng)弱將有所變化，通過(guò)比爾-郎伯定律就可以換算出待測(cè)水體對(duì)紫外光的吸光度，從而得到toc的濃度。

采用本發(fā)明所述的一種toc水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器，使得紫外光的發(fā)射與接收方向跟綠光的發(fā)射與接收方向正好相反，使得各自的光電探測(cè)器不會(huì)接收到另一種光源發(fā)出的光信號(hào)，減少其它光信號(hào)的干擾。

具體實(shí)施方式二：參見(jiàn)圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的一種toc水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器的區(qū)別在于，所述的紫外光光源4作為檢測(cè)光源，且該光源為led紫外光光源；綠光光源5作為補(bǔ)償光源，且該光源為led綠光光源。

本實(shí)施方式，紫外光光源4作為檢測(cè)光源，通過(guò)光信號(hào)的衰減檢測(cè)水中toc含量，綠光光源5作為補(bǔ)償光源用于檢測(cè)水質(zhì)的濁度，并對(duì)檢測(cè)光源進(jìn)行補(bǔ)償。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的一種toc水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器的區(qū)別在于，它還包括溫補(bǔ)感溫頭12，且溫補(bǔ)感溫頭12固定在三段式艙體的外殼上，用于感知待測(cè)水溫。

本實(shí)施方式，具體應(yīng)用過(guò)程中，溫補(bǔ)感溫頭12用于感知待測(cè)水溫，并根據(jù)檢測(cè)到水溫上傳至上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)水質(zhì)的實(shí)時(shí)水溫對(duì)當(dāng)前溫度下測(cè)得toc的濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。

上位機(jī)的控制芯片采用max1978實(shí)現(xiàn)，并對(duì)tec恒溫控制器進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)控制，tec恒溫控制器可采用熱敏電阻作為溫度反饋元件，通過(guò)比例積分微分pid補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，控制tec恒溫控制器。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的一種toc水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器的區(qū)別在于，所述的每個(gè)探測(cè)信號(hào)處理電路7對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行提取采用鎖相放大技術(shù)實(shí)現(xiàn)，且提取的具體過(guò)程為：對(duì)接收的電信號(hào)依次進(jìn)行放大、帶通濾波、相敏檢測(cè)和低通濾波。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的一種toc水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器的區(qū)別在于，所述的紫外光探測(cè)艙體1和綠光探測(cè)艙體2的艙底上的密封透光窗11相對(duì)設(shè)置。

具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的一種toc水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器的區(qū)別在于，所述的密封透光窗11采用石英材料或其它透光材料實(shí)現(xiàn)。