CN107543800A - 一种光源补偿修正*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光源补偿修正***，包括光源接收器A、光源接收器B、光源发射器、光源驱动电路单元、光源信号处理电路单元、信号采集电路单元、信号传输电路单元、分光镜片，其中光源接收器A和光源接收器B采集两路信号，一路采集补偿装置透射经过具有吸光度的反应液的光信号，利用光电比色法检测原理，用于反映当前水质的检测元素值；另一路采集光源发射源通过补偿装置反射回来的光信号，用于补偿因环境因素的变化而产生的温度漂移，减小测量误差，提高测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及水质监测领域，适用于光学法原理监测仪的水质监测领域，尤其涉及的是一种光源补偿修正***。
背景技术
水质检测中一般应用基于光学原理的传感器来快速的测量水中多个指标参数，例如溶解氧浓度、叶绿素、混浊度、COD等。目前国内水质在线自动监测仪按照分析方法的不同，主要分为电极法和分光光度法。分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到与不同波长相对应的吸收强度。如以波长 (λ)为横坐标，吸收强度(A)为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。它们与比色法一样，都以Lambert-Beer 定律为基础。上述的紫外光区与可见光区是常用的。但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区，但这些方法或操作步骤冗长繁琐，干扰因素较多，现有技术中并未对水质测量中光源发射强度随着外界环境的变化而变化的问题进行有效地处理，因此在水质测量中不能得到精确的测量数据。基于此，需要设计一种光源补偿修正***。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的光源发射强度随着外界环境的变化而影响测量数据的准确度的不足，提供了一种光源补偿修正***，通过研发设计的光源补偿修正***对原始光源进行同步补偿修正，减小误差，提高测量精度。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种光源补偿修正***，其特征在于：包括光源发射器、光源接收器A、光源接收器B和分光镜片，所述的光源接收器A设于光源发射器的下方，所述的分光镜片的一端与光源发射器相连，分光镜片的另一端与光源接收器B相连，所述的光源发射器的左侧水平延长线上还设有光源接收器B，所述的光源发射器与光源接收器B之间还设有反应池，所述的光源发射器与光源接收器A外还设有第一防护壳体，所述的光源接收器B外还设有第二防护壳体，所述的第一防护壳体、第二防护壳体均与反应池固连，所述的光源发射器与光源接收器A 通过固定件与第一防护壳体固定连接，所述的光源接收器B外通过固定件与第二防护壳体固定连接，所述的光源发射器、光源接收器A、光源接收器B通过传输线缆均与电路处理模块相连。
作为优选，所述的电路处理模块包括驱动电路单元、信号处理电路单元、信号采集电路单元和信号传输电路单元，所述的驱动电路单元的输出端与光源发射器的输入端相连，所述的光源发射器的输出端通过分光镜片与光源接收器 A、光源接收器B相连，所述的光源接收器A、光源接收器B的输出端均与信号处理电路单元相连，所述的信号处理电路单元、信号传输电路单元均与信号采集电路单元电连接。
作为优选，所述的分光镜片与光源发射器的角度为30～60°，所述的分光镜片与光源接收器A的角度为30～60°。
作为优选，所述的分光镜片与光源发射器的角度优选为45°，所述的分光镜片与光源接收器A的角度优选为45°。
作为优选，所述的第一防护壳体、第二防护壳体均是采用固定螺栓与反应池固连的。
作为优选，所述的第一防护壳体与反应池以及第二防护壳体与反应池之间均设有密封条。
作为优选，所述的反应池内盛有具有吸光度的反应液。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明的光源补偿修正***采用单色光作为光源，具有极佳的光学稳定性，不会受到各种光的干扰，并且使用超低噪声、高精度、低压差的精密恒流源供电方式，具有曲率校正和高稳定性的特点，超低的温度系数3ppm/℃(最大值)和±0.02％(最大值)出色的初始精度。保证了供电电源的精度，避免了像其它非精密恒流源供电产生的温度以及精度漂移导致的测量精度误差。其中，光源信号采集电路借助光源补偿修正***对两路信号进行采集，一路采集通过补偿装置透射经过具有吸光度的反应液的光信号，利用光电比色法检测原理，用于反应当前水质的检测元素值；另一路采集光源发射源通过补偿装置反射回来的光信号，用于补偿因环境因素的变化而产生的温度漂移，减小测量误差，提高测量精度。
附图说明
图1为本发明的一种光源补偿修正***的结构示意图；
图2、图3为本发明的一种光源补偿修正***的原理示意图；
图4为本发明的一种光源补偿修正***电路处理模块的结构框图。
其中，1-光源发射器、2-光源接收器A、3-光源接收器B、4-分光镜片、5- 反应池、6-第一防护壳体、7-第二防护壳体、8-固定件、9-传输线缆、10-电路处理模块、11-驱动电路单元、12-信号处理电路单元、13-信号采集电路单元、14- 信号传输电路单元、15-固定螺栓、16-密封条
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参照附图1-4所示，一种光源补偿修正***，包括光源发射器(1)、光源接收器A(2)、光源接收器B(3)和分光镜片(4)，所述的光源接收器A(2) 设于光源发射器(1)的下方，所述的分光镜片(4)的一端与光源发射器(1) 相连，分光镜片(4)的另一端与光源接收器B(3)相连，所述的光源发射器(1) 的左侧水平延长线上还设有光源接收器B(3)，所述的光源发射器(1)与光源接收器B(3)之间还设有反应池(5)，所述的光源发射器(1)与光源接收器A(2)外还设有第一防护壳体(6)，所述的光源接收器B(3)外还设有第二防护壳体(7)，所述的第一防护壳体(6)、第二防护壳体(7)均与反应池 (5)固连，所述的光源发射器(1)与光源接收器A(2)通过固定件(8)与第一防护壳体(6)固定连接，所述的光源接收器B(3)外通过固定件(8)与第二防护壳体(7)固定连接，所述的光源发射器(1)、光源接收器A(2)、光源接收器B(3)通过传输线缆(9)均与电路处理模块(10)相连。
作为优选，所述的电路处理模块(10)包括驱动电路单元(11)、信号处理电路单元(12)、信号采集电路单元(13)和信号传输电路单元(14)，所述的驱动电路单元(11)的输出端与光源发射器(1)的输入端相连，所述的光源发射器(1)的输出端通过分光镜片(4)与光源接收器A(2)、光源接收器 B(3)相连，所述的光源接收器A(2)、光源接收器B(3)的输出端均与信号处理电路单元(12)相连，所述的信号处理电路单元(12)、信号传输电路单元(14)均与信号采集电路单元(13)电连接。
需要说明的是，该***主要有两个部分组成，一是***结构部分，另一个是电路结构部分。结构部分包括：光源接收器A(2)、光源接收器B(3)、光源发射器(1)、外壳结构件、分光镜片(4)、传输线缆(9)、固定螺栓(15) 等；电路结构部分包括驱动电路单元(11)、信号处理电路单元(12)、信号采集电路单元(13)以及信号传输电路单元(14)；电路结构部分通过驱动电路单元(11)驱动光源发出电信号，再通过信号处理电路单元(12)以及信号采集电路单元(13)连接光源接收器A(2)以及光源接收器B(3)达到对光源信号的采集。
本发明光源补偿修正***采用的是光源接收器A(2)、光源接收器B(3) 测量相结合的方式确定光源信号。
作为优选，所述的分光镜片(4)与光源发射器(1)的角度为30～60°，所述的分光镜片(4)与光源接收器A(2)的角度为30～60°。
作为优选，所述的分光镜片(4)与光源发射器(1)的角度优选为45°，所述的分光镜片(4)与光源接收器A(2)的角度优选为45°。
作为优选，所述的第一防护壳体(6)、第二防护壳体(7)均是采用固定螺栓(15)与反应池(5)固连的。
作为优选，所述的第一防护壳体(6)与反应池(5)以及第二防护壳体(7) 与反应池(5)之间均设有密封条(16)。
作为优选，所述的反应池(5)内盛有具有吸光度的反应液。
本发明测量原理如下：
1.光源发射器(1)发射单光源透过补偿装置分光镜片(4)分割为两路光源信号，如图3所示；
2.光源接收器A(2)采集通过补偿装置分光镜片(4)透射经过具有吸光度的反应液的光信号，利用光电比色法检测原理，用于反应当前水质的检测元素值；
3.光源接收器B(3)采集通过补偿装置分光镜片(4)反射回来的光信号，用于补偿因环境因素的变化而产生的温度漂移，减小测量误差，提高测量精度。
下面通过使用方法进一步说明实施方法：光源***采用单色光作为光源，具有极佳的光学稳定性，不会受到各种光的干扰，并且使用超低噪声、高精度、低压差的精密恒流源供电方式，具有曲率校正和高稳定性的特点，超低的温度系数3ppm/℃(最大值)和±0.02％(最大值)出色的初始精度。保证了供电电源的精度，避免了像其它非精密恒流源供电产生的温度以及精度漂移导致的测量精度误差。
光源信号采集电路借助光源补偿修正***对两路信号进行采集，一路采集通过补偿装置透射经过具有吸光度的反应液的光信号，利用光电比色法检测原理，用于反应当前水质的检测元素值；另一路采集光源发射源通过补偿装置反射回来的光信号，用于补偿因环境因素的变化而产生的温度漂移，减小测量误差，提高测量精度。
可以理解，本发明的核心技术方案是通过光源补偿修正***对原始光源进行同步补偿修正，减小误差，提高测量精度。该***中采用的各装置设备的具体结构、类型，及其不同设备、装置之间的连接构件的结构、形状、材质等均无具体限制，可根据实际情况合理选择。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种光源补偿修正***，其特征在于：包括光源发射器(1)、光源接收器A(2)、光源接收器B(3)和分光镜片(4)，所述的光源接收器A(2)设于光源发射器(1)的下方，所述的分光镜片(4)的一端与光源发射器(1)相连，分光镜片(4)的另一端与光源接收器B(3)相连，所述的光源发射器(1)的左侧水平延长线上还设有光源接收器B(3)，所述的光源发射器(1)与光源接收器B(3)之间还设有反应池(5)，所述的光源发射器(1)与光源接收器A(2)外还设有第一防护壳体(6)，所述的光源接收器B(3)外还设有第二防护壳体(7)，所述的第一防护壳体(6)、第二防护壳体(7)均与反应池(5)固连，所述的光源发射器(1)与光源接收器A(2)通过固定件(8)与第一防护壳体(6)固定连接，所述的光源接收器B(3)外通过固定件(8)与第二防护壳体(7)固定连接，所述的光源发射器(1)、光源接收器A(2)、光源接收器B(3)通过传输线缆(9)均与电路处理模块(10)相连。
2.根据权利要求1所述的一种光源补偿修正***，其特征在于：所述的电路处理模块(10)包括驱动电路单元(11)、信号处理电路单元(12)、信号采集电路单元(13)和信号传输电路单元(14)，所述的驱动电路单元(11)的输出端与光源发射器(1)的输入端相连，所述的光源发射器(1)的输出端通过分光镜片(4)与光源接收器A(2)、光源接收器B(3)相连，所述的光源接收器A(2)、光源接收器B(3)的输出端均与信号处理电路单元(12)相连，所述的信号处理电路单元(12)、信号传输电路单元(14)均与信号采集电路单元(13)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种光源补偿修正***，其特征在于：所述的分光镜片(4)与光源发射器(1)的角度为30～60°，所述的分光镜片(4)与光源接收器A(2)的角度为30～60°。
4.根据权利要求3所述的一种光源补偿修正***，其特征在于：所述的分光镜片(4)与光源发射器(1)的角度优选为45°，所述的分光镜片(4)与光源接收器A(2)的角度优选为45°。
5.根据权利要求1所述的一种光源补偿修正***，其特征在于：所述的第一防护壳体(6)、第二防护壳体(7)均是采用固定螺栓(15)与反应池(5)固连的。
6.根据权利要求1所述的一种光源补偿修正***，其特征在于：所述的第一防护壳体(6)与反应池(5)以及第二防护壳体(7)与反应池(5)之间均设有密封条(16)。
7.根据权利要求1所述的一种光源补偿修正***，其特征在于：所述的反应池(5)内盛有具有吸光度的反应液。
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