一种紫外荧光水质监测装置的制作方法

专利2026-02-08  0


本技术属于水质监测领域,具体涉及一种紫外荧光水质监测装置。


背景技术:

1、溶解性有机质影响混凝效率、导致膜污染、增加药剂需求量以及生成消毒副产物等,是饮用水与污水处理过程中重要的监测控制和去除对象。溶解性有机质的监测方法或指标包括化学需氧量cod、总有机碳toc、紫外吸光度、荧光信号强度等。其中紫外吸收或荧光光谱法具有快速、灵敏、简单等优点,更适合为水处理系统的自动化控制提供在线反馈信号,易于实现溶解性有机质的在线监测。与传统氙灯光源相比,半导体光电器件具有体积小、功耗低、成本低、单色性好、操作电压低、可高速频繁开关等优点。基于宽禁带gan基外延材料的深紫外发光二极管(uvc-led)在消毒和环境监测领域具有广泛应用价值。例如,中国专利文献cn105004701b和cn105181667b公开了基于紫外发光二极管uv-led光源的紫外吸收和荧光信号的水质监测装置及其应用方法。然而,在实际应用过程中监测数据的稳定性是水质传感器的重要性能要求。由于紫外led光源在使用过程中的光强衰减以及测量光窗被污染物或微生物附着可导致紫外吸光度信号漂移升高或荧光信号的降低。因此,需要设计一种能够在线校零和清洗的紫外吸收与荧光光谱法在线水质监测装置。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种紫外荧光水质监测装置。

2、实现本实用新型目的的技术解决方案为:一种紫外荧光在线水质监测装置,包括前外壳,防水隔板,后外壳和流路系统;

3、流路系统设置在后外壳内,防水隔板设置在前外壳和后外壳之间;

4、流路系统包括通过软管和接头连接的储水箱、电磁阀a、电磁阀b、三通(24)、紫外荧光测量模块和排水口,电磁阀a为常开电磁阀,一侧与进水流路连接,电磁阀b为常闭电磁阀,一侧与储水箱连接;电磁阀a和电磁阀b的另一侧通过三通与紫外荧光测量模块连接;储水箱为外置,其余部件均固定于后外壳上。

5、进一步的,紫外荧光测量模块包括设置在固定支架主体内的紫外led光源、石英分光片,紫外探测光电二极管a、紫外探测光电二极管b、荧光探测光电二极管c、带通滤光片、四面透光流通池;

6、所述的石英分光片位于紫外led光源前方且与紫外led光源轴线成45°角,将光源发出的光线分为两路,一路光线保持与原来相同的方向,作为吸光度测量光路,经过四面透光流通池后,照射到紫外探测光电二极管a上;另一路光线则垂直于原有方向照射到光电二极管b上形成光源光强监测光路;

7、荧光探测光电二极管配合带通滤光片设置在固定支架主体上与紫外探测光电二极管b一侧的位置,对四面透光流通池的蛋白类荧光进行监测。

8、进一步的,紫外探测光电二极管a和紫外探测光电二极管b均采用sic基光电二极管。

9、进一步的,紫外探测光电二极管a和紫外探测光电二极管b的型号为st-abc-xl,芯片尺寸为4mm2。

10、进一步的,紫外led光源(50)为to39金属封装,中心波长为275±5nm,以恒亮方式工作;

11、石英分光片的透射/反射比为90/10。

12、进一步的,带通滤光片中心波长为340nm、半峰宽为20nm,荧光探测光电二极管为硅基光电二极管,型号为sgpn185mq,芯片尺寸为100mm2。

13、进一步的,储水箱中储存有采用纯水配置的0.01mol/l的氢氧化钠溶液。

14、进一步的,紫外荧光测量模块还包括分光固定支架和流通池固定支架。

15、进一步的,还包括设置在前外壳和防水隔板之间的电子控制系统,电子控制系统包括电源模块、控制主板、无线通讯模块、显示屏以及电源开关,其中控制主板、显示屏和电源开关固定于前外壳上,而电源模块和无线通讯模块固定于中间的防水隔板实现水电之间的隔离。

16、进一步的,所述控制主板上含有单片机和两个rs485通讯链路,一路连接紫外荧光测量模块与单片机实现数据采集,一路连接单片机与无线通讯模块并进一步将数据上传到物联网云平台。

17、本实用新型与现有技术相比,其显著优点在于:

18、本实用新型为了增强监测数据的稳定性和准确性,一方面通过设置比例分光片实现对光源光强变化的监测,进而对紫外吸光度和荧光光强进行修正;另一方面,实现远程清洗和校零控制。



技术特征:

1.一种紫外荧光水质监测装置,其特征在于,包括前外壳(11),防水隔板(12),后外壳(13)和流路系统;

2.根据权利要求1所述的紫外荧光水质监测装置,其特征在于,紫外荧光测量模块(25)包括设置在固定支架主体(57)内的紫外led光源(50)、石英分光片(51),紫外探测光电二极管a(52)、紫外探测光电二极管b(53)、荧光探测光电二极管c(54)、带通滤光片(55)、四面透光流通池(56);

3.根据权利要求2所述的紫外荧光水质监测装置,其特征在于,紫外探测光电二极管a(52)和紫外探测光电二极管b(53)均采用sic基光电二极管。

4.根据权利要求3所述的紫外荧光水质监测装置,其特征在于,紫外探测光电二极管a(52)和紫外探测光电二极管b(53)的型号为st-abc-xl,芯片尺寸为4mm2。

5.根据权利要求4所述的紫外荧光水质监测装置,其特征在于,紫外led光源(50)为to39金属封装,中心波长为275±5nm,以恒亮方式工作;

6.根据权利要求5所述的紫外荧光水质监测装置,其特征在于,带通滤光片(55)中心波长为340nm、半峰宽为20nm,荧光探测光电二极管(55)为硅基光电二极管,型号为sgpn185mq,芯片尺寸为100mm2。

7.根据权利要求6所述的紫外荧光水质监测装置,其特征在于,储水箱(21)中储存有采用纯水配置的0.01mol/l的氢氧化钠溶液。

8.根据权利要求7所述的紫外荧光水质监测装置,其特征在于,紫外荧光测量模块(25)还包括分光固定支架(58)和流通池固定支架(59)。

9.根据权利要求8所述的紫外荧光水质监测装置,其特征在于,还包括设置在前外壳(11)和防水隔板(12)之间的电子控制系统,电子控制系统包括电源模块(31)、控制主板(32)、无线通讯模块(33)、显示屏(34)以及电源开关(35),其中控制主板(32)、显示屏(34)和电源开关(35)固定于前外壳(11)上,而电源模块(31)和无线通讯模块(33)固定于中间的防水隔板(12)实现水电之间的隔离。

10.根据权利要求9所述的紫外荧光水质监测装置,其特征在于,所述控制主板(32)上含有单片机和两个rs485通讯链路,一路连接紫外荧光测量模块(25)与单片机实现数据采集,一路连接单片机与无线通讯模块(33)并进一步将数据上传到物联网云平台。


技术总结
本技术属于水质监测领域,具体涉及一种紫外荧光水质监测装置。包括前外壳,防水隔板,后外壳和流路系统;流路系统设置在后外壳内,防水隔板设置在前外壳和后外壳之间;流路系统包括通过软管和接头连接的储水箱、电磁阀A、电磁阀B、三通、紫外荧光测量模块和排水口,电磁阀A为常开电磁阀,一侧与进水流路连接,电磁阀B为常闭电磁阀,一侧与储水箱连接;电磁阀A和电磁阀B的另一侧通过三通与紫外荧光测量模块连接;储水箱为外置,其余部件均固定于后外壳上。

技术研发人员:彭建东,费相琴,姬志勇,贺威,陈艳芬,于潘潘,李文涛,田业超,韩玉泽
受保护的技术使用者:淮安自来水有限公司
技术研发日:20231026
技术公布日:2024/6/26
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