【技術實現步驟摘要】
本技術屬于水質檢測，具體涉及一種基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置。
技術介紹
1、近年來，水污染已成為影響全球可持續發展的主要環境問題之一，水污染不僅危害人類健康，還會破壞生態系統的平衡，阻礙可持續發展。為了保護公共健康，有必要使用科學手段進行水體治理，對水體中污染物進行實時有效的監測是水體治理的重要手段。
2、目前利用吸收光譜法進行水質檢測的儀器無法提供足夠的污染物特異性或敏感性，利用三維熒光光譜法進行水質檢測的儀器存在掃描過程耗時長、測量結果數據量大、設備性能要求高等限制，難以滿足便攜、快速的需求
技術實現思路
1、為了克服已有基于吸收光譜法與基于三維熒光光譜法設計的水污染物檢測儀器的不足，本技術提供一種基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，融合吸收光譜法與三維熒光光譜法的優勢。
2、本技術解決其技術問題所采用的技術方案是：
3、一種基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，包括底座、遮光罩、電信號檢測器以及在底座上相對設置的吸收與熒光產生機構、濾光與透光機構，所述遮光罩蓋合在底座上；所述濾光與透光機構包括多個濾光片及通孔、濾光片安裝固定件和用于將經過相應濾光片濾光后的熒光信號與經過通孔的透射光信號轉換為電信號的光電傳感器，所述光電傳感器與電信號檢測器連接；所述吸收與熒光產生機構包括樣品倉和對樣品倉內進行不同波段光源照射的光源照射件，樣品倉上設有聚焦件，用于對經過相應波段光源照射吸收后產生的透射光與熒光進行聚焦，并照射至濾光
4、進一步，所述濾光片安裝固定件包括圓盤以及圓盤支架，所述圓盤支架固定安裝于底座上，所述圓盤與底座平行且可轉動地安裝在圓盤支架上，所述圓盤一圈上等圓弧間隔設有多個用于可拆卸式安裝濾光片的安裝槽與一個通孔。
5、再進一步，所述安裝槽內壁處設有壓圈，所述濾光片的數目與壓圈的數目一致，數目為5，允許通過的波段范圍分別為250-290nm、345-385nm、430-460nm、555-585nm以及655-685nm。
6、優選的，所述通孔內壁光滑，允許通過全波段光，圓形通孔與五個圓形安裝槽所設位置的圓心與圓盤圓心連線將圓盤六等分。
7、所述圓盤支架還包括用于帶動圓盤轉動的步進電機，所述圓盤的轉軸與步進電機的輸出軸聯動。
8、所述光電傳感器安裝在所屬圓盤支架上所設凹槽與小孔上。
9、所述樣品倉包括樣品槽以及用于封閉樣品倉的樣品倉蓋，所述樣品槽上方開設有開口，所述樣品倉蓋覆蓋所述樣品槽的開口，樣品槽內放置有用于承載待測樣本的比色皿。
10、所述光源照射件包括第一熒光led燈安裝柱體，由于需在與激發光垂直方向上檢測熒光信號，所述第一熒光led燈安裝柱體設置于樣品倉與轉盤正對面相鄰的側壁面上，所述第一熒光led燈安裝柱體內部設有兩個可見光led燈光路通道，且每個可見光led燈光路通道均與樣品倉連通?？梢姽鈒ed燈光路通道內各放置有一個led光源，包括紫色發光led以及綠色發光led，分別能夠發射波長為410-430nm、540-560nm的激發光源。
11、作為一種優選的實施方式，所述光源照射件還包括第二熒光led燈安裝柱體，由于需在與激發光垂直方向上檢測熒光信號，所述第二熒光led燈安裝柱體設置于樣品倉上與第一熒光led燈安裝柱體正對面的另一側壁面上，所述第二熒光led燈安裝柱體內部設有一個紫外led燈光路通道，紫外led燈光路通道與樣品倉連通，紫外led燈光路通道中放置有一個紫外led光源，發射波長為270-280nm。由于要保持激發光強的穩定，所以需要將led燈固定在安裝柱體上，根據不同led光源的外形設計固定結構，可見光led由固定支架固定，紫外led照射時本身功率較大，需要加散熱基板，采用機械抓手固定。
12、所述光源照射件包括第三吸收led燈安裝柱體，由于需在入射光方向上檢測透射光信號，所述第三吸收led燈安裝柱體設置于樣品倉上轉盤正對面的側壁面上，所述第三吸收led燈安裝柱體內部設有一個可見光led燈光路通道與一個紫外led燈光路通道，且每個光路通道均與樣品倉連通，可見光led燈光路通道中放置有一個可見光led光源，發射中心波長為546nm，紫外led燈光路通道中放置有一個紫外led光源，發射中心波長為254nm，可見光led由安裝柱體上的小孔固定，紫外led需要加散熱基板，采用機械抓手固定。
13、所述聚焦件包括聚焦透鏡，所述聚焦透鏡設于樣品倉在轉盤一側的壁面上，通過安裝槽與壓圈固定，樣品倉中產生的熒光與經樣品吸收的透射光，通過聚焦透鏡匯聚到濾光片與通孔處。
14、檢測時把待測樣本放入樣品倉中的比色皿內，首先蓋上樣品倉蓋，其次蓋上遮光罩，保證在檢測時，不受外界光的影響。
15、本技術的有益效果主要表現在：將熒光光路結構與吸收光路結構融合在一起,融合吸收光譜法與三維熒光光譜法的優勢；通過切換多個led光源和濾光片，完成對樣本倉內樣本的快速掃描，實現對多個激發波段-發射波段的熒光強度與吸光度的測量；可以同時檢測苯酚、色氨酸、熒光增白劑、熒光素、葉綠素、羅丹明等污染物以及cod，實現了對多種污染物的種類及其濃度的快速檢測。
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1.一種基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括底座、遮光罩、電信號檢測器以及在底座上相對設置的吸收與熒光產生機構、濾光與透光機構，所述遮光罩蓋合在底座上；所述濾光與透光機構包括多個濾光片及通孔、濾光片安裝固定件和用于將經過濾光片濾光后的熒光信號與經過通孔的透射光信號轉換為電信號的光電傳感器，所述濾光片及通孔位于濾光片安裝固定件上，所述光電傳感器與電信號檢測器連接；所述吸收與熒光產生機構包括樣品倉和對樣品倉內進行不同波段光源照射的光源照射件，所述樣品倉上設有聚焦件，用于對經過相應波段光源照射吸收后產生的透射光與熒光進行聚焦，并照射至位于濾光片安裝固定件上的通孔與濾光片處。
2.如權利要求1所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述濾光片安裝固定件包括圓盤以及圓盤支架，所述圓盤支架固定安裝于底座上，所述圓盤與底座平行且可轉動地安裝在圓盤支架上，所述圓盤一圈上等圓弧間隔設置所述多個用于可拆卸式安裝濾光片的安裝槽與一個通孔。
3.如權利要求2所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述安裝
4.如權利要求3所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述通孔內壁光滑，允許通過全波段光，圓形通孔與五個圓形安裝槽所設位置的圓心與圓盤圓心連線將圓盤六等分。
5.如權利要求2～4之一所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述圓盤支架還包括用于帶動圓盤轉動的步進電機，所述圓盤的轉軸與步進電機的輸出軸聯動。
6.如權利要求1～4之一所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述樣品倉包括樣品槽以及用于封閉樣品倉的樣品倉蓋，所述樣品槽上方開設有開口，所述樣品倉蓋覆蓋所述樣品槽的開口，樣品槽內放置有用于承載待測樣本的比色皿。
7.如權利要求1～4之一所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述光源照射件包括第一熒光LED燈安裝柱體，由于需在與激發光垂直方向上檢測熒光信號，所述第一熒光LED燈安裝柱體設置于樣品倉與轉盤正對面相鄰的側壁面上，所述第一熒光LED燈安裝柱體內部設有兩個可見光LED燈光路通道，且每個可見光LED燈光路通道均與樣品倉連通；可見光LED燈光路通道內各放置有一個LED光源，包括紫色發光LED以及綠色發光LED，分別能夠發射波長為410-430nm、540-560nm的激發光源。
8.如權利要求7所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述光源照射件還包括第二熒光LED燈安裝柱體，由于需在與激發光垂直方向上檢測熒光信號，所述第二熒光LED燈安裝柱體設置于樣品倉上與第一熒光LED燈安裝柱體正對面的另一側壁面上，所述第二熒光LED燈安裝柱體內部設有一個紫外LED燈光路通道，紫外LED燈光路通道與樣品倉連通，紫外LED燈光路通道中放置有一個紫外LED光源，發射波長為270-280nm；可見光LED通過固定支架固定在安裝柱體上，紫外LED上設有加散熱基板，紫外LED采用機械抓手固定在安裝柱體上。
9.如權利要求8所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述光源照射件還包括所述光源照射件包括第三吸收LED燈安裝柱體，由于需在入射光方向上檢測透射光信號，所述第三吸收LED燈安裝柱體設置于樣品倉上轉盤正對面的側壁面上，所述第三吸收LED燈安裝柱體內部設有一個可見光LED燈光路通道與一個紫外LED燈光路通道，且每個光路通道均與樣品倉連通，可見光LED燈光路通道中放置有一個可見光LED光源，發射中心波長為546nm，紫外LED燈光路通道中放置有一個紫外LED光源，發射中心波長為254nm，可見光LED由安裝柱體上的小孔固定，紫外LED需要加散熱基板，采用機械抓手固定。
10.如權利要求1～4之一所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述聚焦件包括聚焦透鏡，所述聚焦透鏡設于樣品倉在轉盤一側的壁面上，通過安裝槽與壓圈固定，樣品倉中產生的熒光與經樣品吸收的透射光，通過聚焦透鏡匯聚到濾光片與通孔處。
...【技術特征摘要】
1.一種基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括底座、遮光罩、電信號檢測器以及在底座上相對設置的吸收與熒光產生機構、濾光與透光機構，所述遮光罩蓋合在底座上；所述濾光與透光機構包括多個濾光片及通孔、濾光片安裝固定件和用于將經過濾光片濾光后的熒光信號與經過通孔的透射光信號轉換為電信號的光電傳感器，所述濾光片及通孔位于濾光片安裝固定件上，所述光電傳感器與電信號檢測器連接；所述吸收與熒光產生機構包括樣品倉和對樣品倉內進行不同波段光源照射的光源照射件，所述樣品倉上設有聚焦件，用于對經過相應波段光源照射吸收后產生的透射光與熒光進行聚焦，并照射至位于濾光片安裝固定件上的通孔與濾光片處。
2.如權利要求1所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述濾光片安裝固定件包括圓盤以及圓盤支架，所述圓盤支架固定安裝于底座上，所述圓盤與底座平行且可轉動地安裝在圓盤支架上，所述圓盤一圈上等圓弧間隔設置所述多個用于可拆卸式安裝濾光片的安裝槽與一個通孔。
3.如權利要求2所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述安裝槽內壁處設有壓圈，所述濾光片的數目與壓圈的數目一致，數目為5，允許通過的波段范圍分別為250-290nm、345-385nm、430-460nm、555-585nm以及655-685nm。
4.如權利要求3所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述通孔內壁光滑，允許通過全波段光，圓形通孔與五個圓形安裝槽所設位置的圓心與圓盤圓心連線將圓盤六等分。
5.如權利要求2～4之一所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述圓盤支架還包括用于帶動圓盤轉動的步進電機，所述圓盤的轉軸與步進電機的輸出軸聯動。
6.如權利要求1～4之一所述的基于多維光譜信息融合的多源水污染物檢測裝置，其特征在于：所述樣品倉包括樣品槽以及用于封閉樣品倉的樣品倉蓋，所述樣品槽上方開設有開口，所述樣品倉蓋覆蓋所述樣品槽的開口，樣品槽內放置有用于承載待測樣本的比色皿。
7.如權利要求1～4之一所述的基于多維光譜信息融合...
【專利技術屬性】
技術研發人員：繆恩揚，郭俊毅，余浪，嚴柏灝，潘耀焱，桑瑚徽，胡映天，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：新型
國別省市：
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