專利名稱：一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及超聲發(fā)光、光學(xué)技術(shù)和水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，具體地說(shuō)是一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，根據(jù)超聲波作用于水體樣品可以產(chǎn)生聲致發(fā)光的原理，找出超聲波作用于不同的水體樣品時(shí)產(chǎn)生發(fā)光的規(guī)律的差異，從而檢測(cè)水體質(zhì)量的裝置。
背景技術(shù)：
聲致發(fā)光的光發(fā)射機(jī)理至今仍是物理學(xué)研發(fā)人員研究的重點(diǎn)方向，聲致發(fā)光用于分析化學(xué)是20世紀(jì)80年代才起步的。1983年日本學(xué)者首先應(yīng)用聲致發(fā)光分析有機(jī)物溶液中的有機(jī)物濃度。結(jié)果顯示聲致發(fā)光對(duì)有機(jī)物不同濃度有區(qū)分性，可以用聲致發(fā)光分析有機(jī)物的不同濃度，分析結(jié)果優(yōu)良。1987年，俄羅斯聲學(xué)家Gorskii等人研究了血漿中的聲致發(fā)光，發(fā)現(xiàn)聲致發(fā)光可以用于檢測(cè)癌癥。90年代初，我國(guó)學(xué)者嘗試將聲致發(fā)光應(yīng)用 于環(huán)境監(jiān)測(cè)分析，系統(tǒng)的研究了水溶液中的聲致發(fā)光與溶液中溶解氧(Dissolve oxygen,DO)及幾種陰離子含量之間的關(guān)系。也有人嘗試將聲致發(fā)光用于水體的化學(xué)耗氧量(COD)的測(cè)定，有關(guān)工作正在開(kāi)展中，聲致發(fā)光技術(shù)在醫(yī)學(xué)與環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用雖然剛起步，但相信隨著研究的深入，其應(yīng)用前景會(huì)更加廣闊。但是，聲致發(fā)光技術(shù)在環(huán)境的監(jiān)測(cè)方面還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，尚不完善，沒(méi)有運(yùn)用到生產(chǎn)和實(shí)際環(huán)境監(jiān)測(cè)中，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)環(huán)境中的水體質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提出了一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，它可以快速獲取水體樣品中聲致發(fā)光的大小以及隨聲功率不同發(fā)光強(qiáng)度變化的規(guī)律，進(jìn)而能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)水體質(zhì)量。為達(dá)到解決上述技術(shù)問(wèn)題的目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，包括反應(yīng)室、光電轉(zhuǎn)換裝置，所述反應(yīng)室的壁體上設(shè)有探測(cè)窗口、水體進(jìn)樣口和溢水口，還設(shè)有換能器和超聲驅(qū)動(dòng)電源，所述換能器的前端部分插裝在所述反應(yīng)室內(nèi)，所述光電轉(zhuǎn)換裝置裝在所述探測(cè)窗口的外側(cè)。本實(shí)用新型可以根據(jù)聲致發(fā)光的大小和隨驅(qū)動(dòng)功率大小而變化的規(guī)律，判斷水樣的水質(zhì)。在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，還具有以下技術(shù)特征所述光電轉(zhuǎn)換部分包括光電倍增管和電腦。所述換能器通過(guò)所述超驅(qū)動(dòng)電源使所述換能器的端部產(chǎn)生超聲發(fā)光。所述探測(cè)窗口開(kāi)設(shè)在所述反應(yīng)室內(nèi)的對(duì)應(yīng)換能器端部的位置，發(fā)光信號(hào)通過(guò)窗口由光電倍增管接受。所述水體進(jìn)樣口設(shè)在所述反應(yīng)室底部，在所述水體進(jìn)樣口處設(shè)有進(jìn)水管，在所述進(jìn)水管上裝有水泵。[0011 ] 所述水體進(jìn)樣口設(shè)在所述反應(yīng)室底部，在所述水體進(jìn)樣口處設(shè)有三通，三通的上端管體與水體進(jìn)樣口連通，三通的中間管體與進(jìn)水管連接，在所述進(jìn)水管上裝有水泵，所述三通的下端管體連接排水管，所述排水管上裝有排水閥。本實(shí)用新型提供一種利用 聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，包括抽水部分、反應(yīng)室、超聲波驅(qū)動(dòng)部分、光電轉(zhuǎn)換部分和廢液收集部分等，所述抽水部分包括由抽水管路連接的抽水泵和樣品容器，所述反應(yīng)室包括進(jìn)樣口、溢水口和探測(cè)窗口，所述超聲波驅(qū)動(dòng)部分包括驅(qū)動(dòng)電源、換能器，所述光電轉(zhuǎn)換部分包括光電倍增管和電腦，所述廢液收集部分包括廢液收集容器，且通過(guò)溢水口的水管與反應(yīng)室相連。所述的抽水部分通過(guò)管路與反應(yīng)室的進(jìn)樣口連接。所述超聲波驅(qū)動(dòng)部分有可以調(diào)節(jié)超聲波功率的結(jié)構(gòu)，其換能器與反應(yīng)室通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)連接。所述光電轉(zhuǎn)換部分中的光電倍增管通過(guò)反應(yīng)室的探測(cè)窗口探測(cè)聲致發(fā)光的光信號(hào)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)用新型是聲致發(fā)光分析的一種技術(shù)手段，適用于可以用于研究水體樣品中物質(zhì)的組分，比如水樣中有機(jī)物的含量、水樣中COD含量等，適用范圍廣。2、使用本實(shí)用新型，操作簡(jiǎn)便快速，不需要添加試劑，不產(chǎn)生二次污染，可在普通的室外環(huán)境中長(zhǎng)期可靠工作。3、便攜式適合于車載、船載、工廠及實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)合使用，由于體積小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，便于攜帶，能夠?qū)π枰M(jìn)行檢測(cè)的對(duì)象進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)的測(cè)量。

圖I是本實(shí)用新型一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置的組成部分示意圖；其中1、樣品容器；2、水泵；3、水體進(jìn)樣口 ；4、探測(cè)窗口 ；5、反應(yīng)室；6、溢水口 ；7、超聲驅(qū)動(dòng)電源；8、換能器；9、光電倍增管；10、電腦；11、廢液收集容器，12、排水閥；13、三通；14、溢水管；15、進(jìn)水管；16、排水管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地描述。參照?qǐng)DI所示，一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，包括反應(yīng)室5、光電轉(zhuǎn)換裝置，所述反應(yīng)室5的壁體上設(shè)有探測(cè)窗口 4、水體進(jìn)樣口 3和溢水口 6。為了實(shí)現(xiàn)檢測(cè)水體樣品，設(shè)有換能器8和超聲驅(qū)動(dòng)電源7，所述換能器8的前端形狀呈圓錐狀，其前端部分插裝在所述反應(yīng)室5內(nèi)，所述光電轉(zhuǎn)換裝置裝在所述探測(cè)窗口 4的外側(cè)。所述光電轉(zhuǎn)換部分包括光電倍增管9和電腦10。所述換能器8通過(guò)所述超驅(qū)動(dòng)電源7使所述換能器8的端部產(chǎn)生超聲發(fā)光。所述探測(cè)窗口 4開(kāi)設(shè)在所述反應(yīng)室5內(nèi)的對(duì)應(yīng)換能器8端部的位置，發(fā)光信號(hào)通過(guò)窗口由光電倍增管9接受。所述水體進(jìn)樣口 3設(shè)在所述反應(yīng)室5底部，在所述水體進(jìn)樣口 3處設(shè)有三通13，三通13的上端管體與水體進(jìn)樣口 3連通，三通13的中間管體與進(jìn)水管15連接，在所述進(jìn)水管15上裝有水泵2，所述三通13的下端管體連接排水管16，所述排水管16上裝有排水閥12。本實(shí)施例在檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)水樣放在樣品容器I中，用管路與抽水泵2連接。抽水通過(guò)進(jìn)樣口 3進(jìn)入反應(yīng)室5，水位超過(guò)溢水口 6時(shí)，多余部分水樣通過(guò)溢水口排入廢液收集容器11，停止抽水，啟動(dòng)超聲驅(qū)動(dòng)電源7以驅(qū)動(dòng)換能器8，與水樣作用產(chǎn)生超聲波發(fā)光。發(fā)出的光通過(guò)探測(cè)窗口 4被光電倍增管9接受，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出給電腦10處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后打開(kāi)排水閥12放出反應(yīng)室5內(nèi)的殘留水樣。本實(shí)施例一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，其工作流程圖為先把待測(cè)樣品裝入樣品容器I中，啟動(dòng)抽水泵2把水樣通過(guò)進(jìn)樣口 3送入反應(yīng)室5，水位到達(dá)溢水口 6位置時(shí)，高出溢水口 6部分通過(guò)管路排出到廢液收集容器11內(nèi)。停止抽水泵2，啟動(dòng)超聲驅(qū)動(dòng)電源7驅(qū)動(dòng)換能器8產(chǎn)生超聲波，超聲波與水樣作用發(fā)光，通過(guò)探測(cè)窗口 4進(jìn)入光電倍增管9，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出到電腦10進(jìn)行處理、顯示和存儲(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開(kāi)排水閥12把反應(yīng)室內(nèi)殘留水樣排放到廢液收集容器11中。本實(shí)施例中，抽水泵2選用流量為650mL/min的真空泵，通過(guò)管路分別連接到樣品容器I和進(jìn)樣口 3，反應(yīng)室5用不銹鋼材料制成，內(nèi)徑為50mm，高度為200mm，溢水口 6距底面高度為160mm，在距離容器底面高度40mm處設(shè)探測(cè)窗口 4，連接光電倍增管9探測(cè)發(fā)光強(qiáng)度；光電倍增管號(hào)是日本濱松(HAMAMATSU)公司生產(chǎn)的H5783-04。超聲驅(qū)動(dòng)電源I使用驅(qū)動(dòng)頻率為28kHz的，以及配套的換能器8。為了防止外界光線進(jìn)入光電倍增管9產(chǎn)生干擾，反應(yīng)室5采用光線密封措施，進(jìn)水口 3在反應(yīng)室底部，管路使用不透光的材料，溢水口 6安裝不透光管路防止光線折反射進(jìn)入反應(yīng)室，從而使反應(yīng)在黑暗的環(huán)境中進(jìn)行，達(dá)到反應(yīng)室5的光學(xué)密封，避免環(huán)境光線的影響。利用電腦10接收和分析處理光電倍增管9輸出的光電信號(hào)，用圖形的形式直觀的顯示和處理，每次試驗(yàn)進(jìn)行保存。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非是對(duì)本實(shí)用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。凡未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，包括反應(yīng)室、光電轉(zhuǎn)換裝置，所述反應(yīng)室的壁體上設(shè)有探測(cè)窗口、水體進(jìn)樣口和溢水口，其特征在于還設(shè)有換能器和超聲驅(qū)動(dòng)電源，所述換能器的前端部分插裝在所述反應(yīng)室內(nèi)，所述光電轉(zhuǎn)換裝置裝在所述探測(cè)窗口的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換部分包括光電倍增管和電腦。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，其特征在于所述換能器通過(guò)所述超驅(qū)動(dòng)電源使所述換能器的端部產(chǎn)生超聲發(fā)光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，其特征在于所述探測(cè)窗口開(kāi)設(shè)在所述反應(yīng)室內(nèi)的對(duì)應(yīng)換能器端部的位置，發(fā)光信號(hào)通過(guò)窗口由光電倍增管接受。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，其特征在于所述水體進(jìn)樣口設(shè)在所述反應(yīng)室底部，在所述水體進(jìn)樣口處設(shè)有進(jìn)水管，在所述進(jìn)水管上裝有水泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，其特征在于所述水體進(jìn)樣口設(shè)在所述反應(yīng)室底部，在所述水體進(jìn)樣口處設(shè)有三通，三通的上端管體與水體進(jìn)樣口連通，三通的中間管體與進(jìn)水管連接，在所述進(jìn)水管上裝有水泵，所述三通的下端管體連接排水管，所述排水管上裝有排水閥。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種利用聲致發(fā)光原理檢測(cè)水質(zhì)的裝置，它可以快速獲取水體樣品中聲致發(fā)光的大小以及隨聲功率不同發(fā)光強(qiáng)度變化的規(guī)律，進(jìn)而能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)水體質(zhì)量。技術(shù)方案是，包括反應(yīng)室、光電轉(zhuǎn)換裝置，反應(yīng)室的壁體上設(shè)有探測(cè)窗口、水體進(jìn)樣口和溢水口，還設(shè)有換能器和超聲驅(qū)動(dòng)電源，換能器的前端部分插裝在反應(yīng)室內(nèi)，光電轉(zhuǎn)換裝置裝在探測(cè)窗口的外側(cè)。檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)水樣放在樣品容器中，用管路與水泵連接。抽水經(jīng)進(jìn)樣口進(jìn)入反應(yīng)室，超聲驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)換能器，與水樣作用產(chǎn)生超聲波發(fā)光。發(fā)出的光通過(guò)探測(cè)窗口由光電倍增管接受，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出給電腦處理。從而得出水體樣品中物質(zhì)的組分，比如水樣中有機(jī)物的含量、COD含量等。
文檔編號(hào)G01N21/27GK202533364SQ20122016348
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者任國(guó)興, 侯廣利, 劉巖, 孫繼昌, 張穎, 張穎穎, 湯永佐, 褚東志, 趙彬 申請(qǐng)人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所