本實用新型涉及濃度檢測裝置技術領域，具體來說是一種便攜式氨氮離子濃度檢測的傳感器模組。

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背景技術：
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近些年，市場上出現(xiàn)了各種各樣的氨氮在線分析儀，但是他們大多數(shù)產品的核心技術還是依賴于國外，換句話說，國內的氨氮在線分析儀制造廠家就是代工廠，并沒有核心科技，國內掌握的技術是純化學檢測法，這些檢測手段是科研實驗室的常規(guī)方法，難以在一般的實際生產使用中普及應用，因此在一般規(guī)模的水產品養(yǎng)殖基地都是采用較為粗劣的目測估計法，檢測效果往往不怎么理想。對比國外的氨氮離子檢測技術分布情況可知，光電探測技術在氨氮離子濃度檢測行業(yè)十分盛行。因此，成本低廉，運行可靠，便于攜帶的光電探測類型的氨氮離子濃度檢測儀器在國內的發(fā)展趨勢是相當好的，具有巨大的市場潛力。

我國專利申請?zhí)枺篊N200910088043.9公開了一種廢水流量、氨氮濃度及氨氮總量水質在線聯(lián)測儀，包括氨發(fā)生器、氣-液分離器、氨吸收器、電導檢測器、數(shù)據處理器多個部件，結構較為復雜，使用的成本較高。因此，需要設計一種新型的便攜式氨氮離子濃度檢測的傳感器模組。

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技術實現(xiàn)要素：
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本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種便攜式氨氮離子濃度檢測的傳感器模組，操作簡單，結構簡潔，針對性地解決人類快捷、準確、方便的監(jiān)測江、河、湖、海中的氨氮離子濃度技術難題。。

為了實現(xiàn)上述目的，設計一種便攜式氨氮離子濃度檢測的傳感器模組，包括比色皿(16)、機械腔體(14)、光源(1)、探測器(8)和環(huán)氧樹脂填充物，其特征在于比色皿(16)設置于在機械腔體(14)中間，比色皿(16)的兩側分別設有光源(1)和探測器(8)，光源(1)和探測器(8)為同軸安裝結構，光源(1)焊接固定在光源側板(5)上，探測器(8)焊接在探測器側板(10) 上，光源(1)與光源側板(5)之間和探測器(8)與探測器側板(10)之間均充滿環(huán)氧樹脂填充物。

所述的機械安裝腔體(14)頂部設有腔體上蓋(13)，機械安裝腔體(14) 內設有電路主板(17)通過螺釘連接，機械安裝腔體(14)內設有同軸安裝孔，同軸安裝孔內設有光源和探測器。

所述的光源(1)和探測器(8)均固定在機械安裝腔體內部加工的臺階上。

所述的機械安裝腔體(14)側面開有走線槽，該走線槽中的屏蔽導線(11) 連接電路主板(17)與光源側板(5)和探測器側板(10)。

所述的比色皿(16)頂部設有比色皿上蓋(15)。

所述的走線槽設置于機械安裝腔體(14)的兩側。

所述的探測器(8)管腳焊接在探測器側板(10)上，光源(1)的管腳焊接在光源側板(5)上。

所述的屏蔽連接線(4)卡在機械安裝腔體(14)的走線槽內，外部均覆蓋絕緣的環(huán)氧樹脂。

所述的比色皿(6)透光側放置在探測器(8)和光源(1)的軸線上，并蓋上比色皿上蓋(15)和機械安裝腔體上蓋(13)以此隔絕自然光線。

本實用新型同現(xiàn)有技術相比，組合結構簡單可行，易于安裝與拆卸，其優(yōu)點在于：采用光學腔體整體化設計，有高靈敏度、高可靠性、便捷性的特點，能適應惡劣環(huán)境，適用于江、河、湖、海各個不同領域的氨氮離子濃度檢測。

[附圖說明]

圖1是本實用新型便攜式氨氮離子濃度檢測傳感器模組爆炸示意圖；

圖2是本實用新型便攜式氨氮離子濃度檢測的傳感器模組橫向剖視圖；

圖中：1-光源，2-環(huán)氧樹脂填充物，3-環(huán)氧樹脂填充物，4-屏蔽導線，5- 光源側板，6-待測樣液，7-濾光片，8-探測器，9-環(huán)氧樹脂填充物，10-探測器側板，11-屏蔽導線，12-環(huán)氧樹脂填充物，13-機械安裝腔體上蓋，14-機械安裝腔體，15-比色皿上蓋，16-比色皿，17-電路主板，18-緊固螺釘，19-塑料墊片。

[具體實施方式]

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明，這種裝置的結構和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

參見圖1和圖2，所述的一種便攜式氨氮離子濃度檢測的傳感器模組，包括比色皿(16)、機械腔體(14)、光源(1)、探測器(8)和環(huán)氧樹脂填充物，其特征在于比色皿(16)設置于在機械腔體(14)中間，比色皿(16)的兩側分別設有光源(1)和探測器(8)，光源(1)和探測器(8)為同軸安裝結構，光源(1)焊接固定在光源側板(5)上，探測器(8)焊接在探測器側板(10)上，光源(1)與光源側板(5)之間和探測器(8)與探測器側板(10)之間均充滿環(huán)氧樹脂填充物。

所述的氨氮離子濃度檢測傳感器模組能在水資源安全監(jiān)測方面廣泛應用，主要針對水資源中氨氮污染物濃度的檢測。該氨氮離子濃度檢測模塊屬于智能傳感器范疇，它融合了光電探測技術和化學領域的知識，根據被檢測氨氮離子與化學試劑反應生成膠狀絡合物的含量來判斷氨氮離子在溶劑中的濃度。利用光電轉換技術，將氨氮絡合物對可見光的吸收量轉化為電壓信號，在經過CPU 芯片對信號的模擬采集，分析和處理，最終將被測溶液中氨氮離子濃度的數(shù)值顯示在液晶屏上，供操作者記錄與分析。

實施例1

氨氮離子濃度檢測傳感器模組的電路主板上采用的CPU為STM32F051K8單片機芯片。電壓源采用12V供電。機械安裝腔體采用長50mm,寬度35mm，高53mm 的鋁合金材料加工而成。比色皿規(guī)格為：長12.5mm，寬12.5mm，高45mm的高透光率玻璃比色皿。在光源和光學探測器之間放置了一款K9材質的光學玻璃比色皿。該比色皿結構為粉燒結形成整體，與金屬腔體間隙配合，使得該傳感器模組結構十分牢靠。光源采用LED冷光源，其發(fā)光的中心波長為454nm，帶寬是從430nm至500nm。探測器采用的是LXD66MK，芯片尺寸為5.5*5.8mm，波長響應范圍是360-1100nm，峰值波長為560nm，響應時間為11μs。光源和探測器的這些參數(shù)能很好的滿足光學檢測氨氮的使用條件。數(shù)字顯示部分采用Nokia/諾基亞5110LCD液晶顯示器，檢測員的操作平臺采用四個長寬均為6mm 的輕觸微型電子開關按鈕。外設通訊接口分別為：DB9針RS232接口，4P-2.54mm 接線端子座式的IIC接口、RS485接口、UART接口、單總線以及電流輸出接口。另外配置電源供電指示燈和單片機正常運行LED指示燈。上述的這些硬件設備充分的體現(xiàn)了氨氮離子濃度檢測傳感器模組的便攜性和具有豐富的通訊接口。

實施例2

氨氮離子濃度檢測傳感器模組根據溫度傳感器測量數(shù)據對氨氮離子濃度讀數(shù)進行補償修正，用戶只需向含有樣液的比色皿中加入檢測相關試劑，并進行操作電路主板的微型按鈕，即可完成對氨氮離子濃度檢測傳感器模組進行校零、測量與讀數(shù)。

整個檢測模塊的使用過程如下：首先給氨氮離子檢測模塊供上12V直流電源，打開電源總開關，觀察電源指示燈和CPU供電指示燈是否正常點亮，按開機鍵開機，等待系統(tǒng)的初始化完成，然后打開樣池蓋，取出比色皿，將室溫水 (純凈水)適量倒入玻璃比色皿中并放入檢測池中，按照先后順序，依次蓋上比色皿上蓋和檢測池蓋，按下清零鍵，屏幕顯示閃爍的000.000，表示正在進行清零，當屏幕不在顯示閃爍的數(shù)字時，表示清零已經結束；然后取出比色皿并清洗，清洗完成之后將被檢測水樣適量倒入玻璃比色皿中，放入一號試劑8滴搖勻，再加入二號試劑8滴搖勻靜置6分鐘后放入檢測池中，按照先后順序，依次蓋上比色皿上蓋和檢測池蓋，按下讀數(shù)鍵，等待幾秒鐘顯示讀數(shù)(氨氮值)。每次讀數(shù)都需按下讀數(shù)鍵。按照這個流程即可完成樣液中氨氮離子濃度的檢測。一號試劑的作用為消除水樣中鈣鎂等金屬離子的干擾；二號試劑可以和水樣中以游離態(tài)形式存在的氨或銨離子形成淡紅棕色絡合物，該絡合物對光的吸收量與氨氮的含量成正比，從而測定水中的氨氮含量。

所述的一號試劑為酒石酸鉀鈉溶液，其質量百分比為35％，剩余65％為純凈水。其配比方法是：稱取34g酒石酸鉀鈉溶于50g純凈水中，加熱煮沸驅除氨，充分冷卻稀釋至100g，即為一號試劑成品，放在暗處、備用。所述的二號試劑為混合溶液，其中碘化鉀質量百分比為10％，碘化汞質量百分比為13％，氫氧化鈉質量百分比為17％，剩余60％為純凈水。其配比方法是：稱取氫氧化鈉，溶于純凈水中，冷卻至室溫。稱取碘化鉀和碘化汞溶于純凈水中，在不斷把攪拌的情況下，緩慢加入氫氧化鈉溶液，然后稀釋，存放到聚乙烯材質的瓶子中，即為二號試劑成品，放在暗處、避光保存。

實施例3

為了保證探測器和光源同軸安裝，機械安裝腔體在機械加工的過程中采用一次裝夾。為了保證探測器和光源的精準定位，在機械安裝腔體上留有較小尺寸誤差的安裝臺階，裝配工人只需將探測器或者光源平放在安裝孔內，使探測器或光源的邊緣抵在機械安裝腔體上，然后涂上適量的環(huán)氧樹脂填充物即可。將上述的光源側板和探測器側板分別安裝焊接在環(huán)氧樹脂膠填充物的兩側，然后用屏蔽導線分別連接電路主板、光源側板、探測器側板。電路主板是靠緊固螺釘(18)和塑料墊片(19)固定于機械安裝腔體上面，此安裝十分牢靠；加上塑料墊片的好處在于電路主板上的電子元器件與鋁合金腔體隔離開來，防止電路短路。