专利名称：一种海水水下原位荧光检测装置的制作方法
技术领域：
一种海水水下原位荧光检测装置技术领域[0001]本实用新型属于海洋环境监测技术领域，具体地说，涉及到一种应用于海水水下有机污染物原位监测的荧光光学检测装置。
背景技术：
[0002]在现有技术中，对海水中有机污染物的测量，针对不同的测量对象有多种测量方法，例如分光光度法、实验荧光法、溴化滴定法、荧光分光法、重量法、实验室化学浓缩吸附法等等，但是这些方法都有一个共同的缺点，那就是这些测量方法都需要在实验室内完成， 其不但取样困难、定位误差大、测量周期长，而且需要耗费大量的人力、物力资源，因此只能用于少数专业检测机构，不便推广使用。为了弥补上述测量方法的缺陷，现有技术中出现了一种海水中多种有机污染物现场光学测量装置，中国专利号ZL200410035526. X，参见图 1，该测量装置可以在现场对海水中各种有机污染物进行实时、连续测量，有效节约了人力， 提高了检测效率。但是，该装置在使用过程中仍然存在如下一些缺陷，体现在I)体积较大， 搬运不便；2)在没有专门的海水采样器的情况下无法对较深层海水中的有机污染物进行分析；3)测定过程中由于管路、泵、样品池对待测油类有机污染物的吸附作用使得仪器的测定稳定性较差。发明内容[0003]本实用新型提供了一种海水水下原位荧光检测装置，它可以解决现有技术存在的体积较大，搬运不便，在没有专门的海水采样器的情况下无法对较深层海水中的有机污染物进行分析的问题。[0004]为了达到解决上述技术问题的目的，本实用新型的技术方案是，一种海水水下原位荧光检测装置，包括激发光光源、激发光光学透镜组，荧光光学透镜组、光电倍增管、激发光光学窗口和突光光学检测窗口，改进之处在于，激发光光学窗口和突光光学检测窗口的玻璃采用镀ZnO膜的光学石英玻璃。[0005]进一步地，所述激发光光源选用小型的滨松L9455脉冲氙灯。[0006]又进一步地，所述光电倍增管选用滨松H5783光电倍增管。[0007]再进一步地，在所述激发光光源前加装有两个凸透镜组成的双凸光学透镜组。[0008]并进一步地，在所述光电倍增管前加装由一个凹透镜和一个凸透镜组成的凹凸光学透镜组。[0009]本实用新型的目的在于在现有技术的检测原理基础上，克服上述缺点，提供一种用海水水下原位测定的海水有机污染物荧光检测装置，针对现有技术体积大的特点，选取体积小，精度高的光学元件代替原有元件，大幅度缩短光路，压缩检测装置的体积；针对激发光光源能量分散的特点，在激发光源前加装双凸光学透镜组实现光源能量汇聚的效果； 针对荧光检测过程中接收荧光有效面积小的特点，在光电倍增管前加装凹凸光学透镜组有效的增大荧光接收面积；针对现有技术无法实现深层海水测定的问题，本实用新型中通过调整光源和检测器的位置，并仪器各部件接口位置进行防水密封处理，实现仪器能够在水下进行测定；针对油类污染物吸附的问题，本实用新型中取消掉原有的管路系统和样品池， 通过对光学检测窗口进行镀膜处理降低有机污染物吸附的影响。[0010]本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的这种水下原位荧光检测装置激发光源选用小型的滨松L9455脉冲氙灯，荧光检测器采用滨松H5783光电倍增管，激发光经滤光片分光、双凸透镜组准直、汇聚后直接入射海水，产生的荧光经凹凸透镜组汇聚后入射光电倍增管产生检测电信号，相对于现有技术，这种方式提高了光源利用效率和荧光的接收面积，同时大大压缩了光程，实现了体积小型化。此外激发光和荧光检测窗口采用的玻璃为镀ZnO膜的K9光学玻璃，这使得光学玻璃对油类物质的粘附性大大降低，缓解了待测物质附着的问题；镀膜的另一个优点在于能够有效的提高紫外光的透过率，这对于提高激发光或荧光在紫外波段的待测物质(油类污染物、酚类等)的灵敏度起到促进作用。最后本实用新型在所有与外界接触的部件结合处都进行了水密处理，这使得该仪器可以在水下实现有机物的实时原位测定。
[0011]图I为现有技术中的现场光学测量装置图；[0012]I为脉冲_灯；2为激发光滤光片转盘；3为衍射光栅；4为样品池；5为透射光检测器；6为荧光检测器；7为荧光滤光片转盘；[0013]图2-1为本实用新型一种海水水下原位荧光检测装置结构示意图；[0014]8为激发光光源；9为激发光光学组件；10为荧光光学透镜组件；11为光电倍增管；12为遮光罩；13为电路系统腔体；14为水密接头预留孔；[0015]图2-2是激发光光学组件的局部放大图；[0016]9为激发光光学组件；9_1为双凸透镜的光学透镜组；9_2为激发光窄带滤光片； 9-3为激发光光学窗口 ；9_4为激发光光路组件密封圈；9_5为激发光光路系统固定螺丝；[0017]图2-3是荧发光光学组件的局部放大图；[0018]10为荧光光学透镜组件；10-1为荧光光学窗口；10-2为凹凸光学透镜组；10_3 为荧光滤光片。
具体实施方式
[0019]结合附图对本实用新型做进一步详细描述参见图2-1、图2-2和图2-3，为了实现体积小型化和对海水有机污染物进行有效的荧光检测，本实用新型的设计构思是，一种海水水下原位荧光检测装置，包括激发光光源8、荧光光学透镜组件10、光电倍增管11、激发光光学窗口 9-3和荧光光学窗口 10-1，激发光光学窗口 9-3和荧光光学窗口 10-1的玻璃采用镀ZnO膜的光学石英玻璃。所述激发光光源8选用小型的滨松L9455脉冲氙灯。所述光电倍增管11选用滨松H5783光电倍增管。在所述激发光光源8前加装由两个凸透镜组成的双凸光学透镜组9-1。在所述光电倍增管11前加装有一个凹透镜和一个凸透镜组成的凹凸光学透镜组10-2。[0020]本实用新型的检测装置适用于水下原位对具有荧光特性的有机污染物进行实时原位的测定分析。在实际使用过程中，激发光光源8所选用的滨松L9455脉冲氙灯发出的激发光经双凸光学透镜组9-1汇聚准直后直接入射海水中激发待测物质分子发生能级跃迁， 产生的荧光由荧光光学透镜组件10收集至光电倍增管11转为电信号，为避免外界光对测定的影响，装置在光学组件外部设置黑色尼龙材料的遮光罩。光电倍增管11产生的电信号经电路系统13放大、滤波处理后通过水密接头14传至上位机处理。在装置的光学系统中， 激发光光学组件9中有两片双凸透镜的光学透镜组9-1组成，分别起汇聚和准直的作用， 透镜间放置特定波长的激发光窄带滤光片9-2对激发光进行分光，此后激发光通过外层镀 ZnO材料的光学玻璃窗口 9-3入射至海水中，此处ZnO膜的作用在于削弱油类污染物在光学窗口表面的附着。双凸透镜的光学透镜组9-1、激发光窄滤光片9-2以及激发光光学窗口 9-3可以拆卸，其水下密封通过橡胶密封圈9-4和固定螺丝9-5实现。待测物质产生的荧光经荧光光学窗口 10-1、荧光光学透镜组10-2以及荧光滤光片10-3传至光电倍增管11，荧光光学透镜组由一片凹透镜和一片凸透镜组成10-2对产生的荧光进行收集、汇聚、准直， 透镜间放置特定波长的荧光窄带滤光片10-3对荧光进行分光。荧光检测系统的防油附着以及水密措施与激发光系统相同。[0021]从本实用新型的技术方案中可以看出，本实用新型的主要特点在于(1)在现有技术测定原理的基础上，通过结构调整、光学器件型号优化实现了测定装置的小型化，此外通过水下密封处理等措施将原有船载式测定装置转变为水下原位测定装置。[0022](2)本实用新型通过对光学窗口进行镀膜处理降低了原有技术中因油类污染物附着对测定带来的负面影响，另一方面，通过镀膜大大提高了紫外光的透过效率，进而提高了激发光和荧光在紫外波段的待测物质的测定灵敏度，尤其是油类污染物、酚类等待测物质。[0023](3)在激发光源和光电倍增管前加装双凸和凹凸光学透镜组，提高系统的光学检测能力。
权利要求1.一种海水水下原位荧光检测装置，包括激发光光源、激发光光学透镜组，荧光光学透镜组、光电倍增管、激发光光学窗口和荧光光学检测窗口，其特征在于激发光光学窗口和荧光光学检测窗口的玻璃采用镀ZnO膜的光学石英玻璃。
2.根据权利要求I所述的一种海水水下原位荧光检测装置，其特征在于所述激发光光源选用小型的滨松L9455脉冲氙灯。
3.根据权利要求I或2所述的一种海水水下原位荧光检测装置，其特征在于所述光电倍增管选用滨松H5783光电倍增管。
4.根据权利要求I或2所述的一种海水水下原位荧光检测装置，其特征在于在所述激发光光源前加装双凸透镜的光学透镜组。
5.根据权利要求I或2所述的一种海水水下原位荧光检测装置，其特征在于在所述光电倍增管前加装凹凸透镜的光学透镜组。
专利摘要实用新型提供了一种海水水下原位荧光检测装置，它可以解决现有技术存在的体积较大，在没有专门的海水采样器的情况下无法对较深层海水中的有机污染物进行分析的问题。技术方案是，一种海水水下原位荧光检测装置，包括激发光光源、荧光光学透镜组、光电倍增管、激发光光学窗口和荧光光学检测窗口，改进之处在于，激发光光学窗口和荧光光学检测窗口的玻璃采用镀ZnO膜的光学石英玻璃。本实用新型的技术方案，大大压缩了光程，实现了体积小型化。此外，激发光和荧光检测窗口采用的玻璃为镀ZnO膜的K9光学玻璃，这使得光学玻璃对油类物质的粘附性大大降低，缓解了待测物质附着的问题。
文档编号G01N21/64GK202814876SQ201220390250
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日
发明者曹煊, 褚东志, 赵彬, 汤永佐, 孙继昌, 高杨, 刘岩, 王洪亮, 任国兴, 张颖颖, 尤小华 申请人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所