专利名称：一种紫外吸收水中有机物的监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及紫外吸收水中有机物检测的技术领域，尤其涉及一 种紫外吸收水中有机物的监测仪。
背景技术：
在水质监测中，有机物污染是非常重要的一个指标。由于有机物种 类非常多，无法一一测定，因此出现一系列的有机污染综合指标，用来 评估和监控水中的有机物污染程度。就其测定原理来分类，目前主要有
化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)、紫外吸收(UVA)、生物耗氧 量(BOD)等多种水质指标。这几种指标都反映了水中综合有机物污染 的程度，在许多情况下它们具有良好的相关性，能够在互相之间折算。
相对来说，UVA指标的测定方法不需要试剂，样品无须处理，不 会产生二次污染，是一个能很快得出测量结果的简单方法，因此目前日 益受到重视，被认为在许多场合可以作为在线COD测定方式的替代方 法(参见水中紫外吸光度与COD的相关性，环境监测管理与技术， 2005， 17(6): 11-13)。有关紫外吸收法仪器的技术要求也先后陆续颁 布(参见JIS k 0807:1997水质监视用紫外线吸光度自动计测器； HJ/T 191-2005紫外吸收7jC质自动在线监测仪技术要求，中华人民共和 国环境保护行业标准，2005)。
紫外吸收水中有机物监测仪(简称UV仪)其原理基于水中有机物 对一些紫外光能直接产生吸收(UVA)，按检测的方式可分为单波长和 多波长型。它们都根据光源产生的紫外光被有机物直接吸收的原理进行 测量，现有技术中UV仪的光源一般采用气体放电灯，如低压汞灯，氘 灯，氙灯等(参见HJ/T 191-2005紫外吸收水质自动在线监测仪技术要 求，中华人民共和国环境保护行业标准，2005)。图1为现有技术的UV仪的结构示意图。如图1所示，uv仪包括 测量单元10和数据处理与控制单元11。
其中，测量单元10包括光源100、吸收池101和光电检测器102。 光源100包括光源灯1001及其电源装置。单波长检测一般由低压汞灯
作光源灯，多波长检测一般由氖灯、氙灯作光源灯。这些灯都属于气体
放电灯，它们的电源装置由起辉高压1002、工作高压1003及稳流电路 1004组成。光源100发出的光经过吸收池101，净皮其中7K样中的有机物 吸收一部分，其余的光照射到光电检测器102上。光电检测器102由光 学镜片、滤光片及光电传感器组成，光电检测器102接受透过吸收池的 光并将其变为相应大小的电信号，然后将此信号送到数据处理与控制单 元11，分别由数据处理单元110、数据显示单元111和数据传送单元 112进行数据处理、数据显示、数据传送。低压稳压电源113 —端与数 据处理与控制单元11的其他部件相连，为它们提供电能，另一端与交 流电网114相连以获取电网的电能。同时，交流电网114的另一端与光 源灯的电源起辉高压1002、工作高压1003及稳流电路1004相连以提 供电能。
现有技术的UV仪稳定性受气体放电灯内气体特性限制，温度影响 较大，在点灯的开始阶段都有一段稳定时间(一般为30分钟至1小 时)，稳定时间长，无法做到"开机一立即稳定-立即测量-待机"的省 电工作模式。因此，灯必须24小时开着，降低了灯的寿命，大量能耗 还被白白浪费。此外，现有技术的UV仪的气体放电灯由于需要起辉高 压、工作维持高压及恒流电源电路，体积大，功耗大，点灯电路复杂， 需要几百伏到上千伏的高压，从而制约了其在很多领域中尤其在一些无 电网领域中的应用。寻找能够克服上述缺点的UV仪被提上了议事日 程。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型要解决的一个技术问题是提供一种紫外吸收 水中有机物监测仪，具有稳定时间短、功耗低的优点。为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的 本实用新型提供一种紫外吸收水中有机物监测仪，包括测量单元和 数据处理与控制单元，所述测量单元包括光源、光电检测器和位于所述
光源和所述光电检测器之间的吸收池，所述光电检测器与所迷数据处理 与控制单元相连，所述光源的光源灯为发光二极管。
其中，所述的发光二极管为紫外发光二极管(无须扣浊度时)或者 为紫外发光二极管与可见发光二极管的组合(须扣浊度时)。
进一步，所述的紫外发光二极管为单一紫外发光二极管(单波长测 定法)或多个不同波长的紫外发光二极管的组合(多波长测定法)。
进一步，所述的紫外发光二极管发出能被有机物直接吸收的光。所 述的可见发光二极管发出不能被有机物直接吸收的光。
所述发光二极管光源灯的安装位置比较灵活，原则是，其发出的光 能穿过吸收池最后到达相应的光电检测器上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是
本实用新型的UV仪由于采用发光二极管替代气体放电灯，只需几 伏、零点几瓦功率就能工作，光源灯本身功耗就比现有技术低20~300 倍。现有技术由于灯管外壳产生100~300°。的高温，会影响到周围电子 元件的稳定性，而本实用新型的光源对周围环境温度基本不产生影响。 在电磁干扰方面，现有技术光源的电源对周围放大器的干扰就比较大， 必须对电路采取良好屏蔽、滤波等措施，而本实用新型光源的电源对线 路基本不产生实质性的电磁干扰。现有技术光源的电源电路复杂，对元 件要求高，功耗大，而本实用新型的电路简单，取材及控制方便，功耗 低。本实用新型的光源的寿命为20000h以上，而现有技术中气体放电 灯仅为2000h。
再者，本实用新型由于发光二极管稳定时间短，因此可以做到"开 机-立即测定-待机"的工作模式，整个过程最多才几秒钟， 一天仅测定 几次，非常省电。以每小时测定1次，每次5s计，加上光源灯本身功耗 就比气体放电灯低许多，本实用新型就光源的功耗来说是现有技术必须 每天24h连续点灯的气体放电灯功耗的1/14400 ~ 1/216000，因此，本实用新型允许采用普通蓄电池或太阳能电池供电，配上数据远程无线发 送的功能，人们坐在办公室里就可以对远处的水体有机污染一目了然。 从而解决了仪器放在大水库或其他无电网、无人值守之处无法供电的问 题。
图1为现有技术的UV仪的结构示意图2为本实用新型的UV仪的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行更全面的描述。在附 图中的说明是示意性的，在不同的附图中，相似或者相同的元素提供相 同的标号。
图2为示出本实用新型的UV仪的一个实施例的结构示意图。如图 2所示，本实用新型实施例的UV仪包括由光源200、相应的光电检 测器102和一个位于光源200与相应光电检测器102之间的吸收池101 组成的测量单元20， 一个与光电检测器102连接的数据处理与控制单元 11。
其中，光源200由光源灯201及电源202组成。光源灯201为紫外 发光二极管(无须扣浊度时)或者为紫外发光二极管与可见发光二极管 组合(须扣浊度时)，也可以为多个不同波长的紫外发光二极管的组合 (多波长检测)，旨在替代现有技术的气体放电灯。光源200的电源202 可以是低压工作电源，例如蓄电池或者太阳能电池，所述的电源202负 责为光源灯201提供电能，同时，所述的电源202另一端与数据处理与 控制单元11相连，也为数据处理与控制单元11提供电能。
上述的紫外发光二极管发出能被有机物直接吸收的光；上述可见发 光二极管发出不能被有机物直接吸收的光。根据本实用新型的一个优选 实施例，紫外发光二极管发出的光的波长在200nm到400nm之间，并 正好与有机物的吸收光谱区间重合。例如，通常使用的254nm左右的波长的光。可见发光二极管发出的光应选择对有机物不产生吸收的波
长，例如通常使用500nm到600nm之间的可见光。
光源灯的安装位置比较灵活，原则是，光源灯发出的光能穿过吸收 池最后到达相应的光电检测器上。
根据本实用新型的一个优选实施例，由于作为光源灯的发光二极管 非常省电，光源灯的电源202可以采用太阳能电池2002、蓄电池2003 及单片集成稳压器2004组成。这样，UV仪整机电源能合并为一个电 源，釆用太阳能电池2002、蓄电池2003及单片集成稳压器2004供电。 因此，特別适合在无电网、无人值守之处较长时期稳定工作。
根据本实用新型的一个优选实施例，数据处理与控制单元11包括 数据处理模块110、数据显示模块111和数据发送模块112。所述的数 据发送模块112通过无线通讯与中央控制室的计算机相连。
本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗 漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域 的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实 用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实 用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
权利要求1、一种紫外吸收水中有机物的监测仪，包括测量单元和数据处理与控制单元，所述测量单元包括光源、光电检测器和位于所述光源和所述光电检测器之间的吸收池，所述光电检测器与所述数据处理与控制单元相连，其特征在于所述光源的光源灯为发光二极管。
2、 如权利要求1所述的监测仪，其特征在于所述的发光二极管 为紫外发光二极管或者为紫外发光二极管与可见发光二极管的组合。
3、 如权利要求2所述的监测仪，其特征在于所述的紫外发光二 极管为单一的紫外发光二极管或多个不同波长的紫外发光二极管的组 合。
4、 如权利要求2或3所述的监测仪，其特征在于所述的紫外发 光二极管发出能被有机物直接吸收的光，所述的可见发光二极管发出不 能被有机物直接吸收的光。
5、 如权利要求2或3所述的监测仪，其特征在于，所述紫外发光 二极管发出的光的波长在200nm到400nm之间。
6、 如权利要求1所述的监测仪，其特征在于所述发光二极管光 源灯的安装位置使得所述发光二极管光源灯发出的光能穿过吸收池最后 到i^目应的光电检测器上。
专利摘要本实用新型公开了一种紫外吸收水中有机物监测仪，其原理基于水中有机物对一些紫外光能直接产生吸收(UVA)，该监测仪包括测量单元(20)和数据处理与控制单元(11)，所述测量单元包括光源(200)、光电检测器(102)和位于所述光源(200)和所述光电检测器(102)之间的吸收池(101)，所述光电检测器(102)与所述数据处理与控制单元(11)相连，其中，所述光源(200)的光源灯(201)为发光二极管。由于采用发光二极管作为光源灯，光源稳定时间短，且消耗的功率比现有技术的气体放电灯低，因此，可以采用蓄电池或太阳能电池供电，仪器放置在无电网、无人值守之处也能保持较长时间稳定工作。
文档编号G01N21/33GK201152849SQ20082005563
公开日2008年11月19日 申请日期2008年2月21日 优先权日2008年2月21日
发明者宋大欢 申请人:宋大欢