一种水中油在线监测探头及采用该探头的水中油在线监测装置的制作方法

本发明涉及一种水中油在线监测探头及采用该探头的水中油在线监测装置。

背景技术：

快速准确地监测水体中石油类污染物的含量，可以对水域水质状况报告和预警，对污染水体及时采取治理措施提供科学依据。紫外荧光法因其灵敏高，无需样品前处理、相应迅速等优点在环境监测领域中得到了广泛的使用和研究，但此类检测设备多因光源和信号采集处理模块导致仪器体积大、功耗高，难以满足在线实时监测。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题，提出一种水中油在线监测装置，装置高度集成了检测通道、光学系统和信号采集装置，可直接固定于管道中，也可直接用于测量，体积小，可实时连续监测水中油的浓度。

实现本发明目的的技术方案是：一种水中油在线监测探头，包括探头本体，所述探头本体包括固定凸台以及设置在固定凸台前侧的前置接体和设置在固定凸台后侧的后置接体；所述前置接体内设有轴向延伸的光学通道；所述光学通道的前端设有信号检测器；所述光学通道的后端设有光学探头；所述后置接体内设有信号转换器；所述信号检测器与信号转换器电性连接；所述光学探头和信号转换器与外设的控制器电性连接；所述前置接体上设有径向贯穿探头本体的样品管，样品管穿过光学通道。

所述样品管和光学通道的夹角呈90°。

所述光学探头的光源照射方向与光学通道平行。

所述样品管为透明石英管。水样从样品管的底部流向顶部，减少了气泡对水中油浓度检测产生的影响。

所述光学探头内采用脉冲氙灯作为光源。采用脉冲氙灯作为激发光源，保证脉冲强度稳定持久，激发光源和荧光均采用滤波手段，以消除散射光对荧光检测的影响。光学器件均集成于光学探头中，维护简易方便。

一种采用上述任一所述水中油在线监测探头的水中油在线监测装置，包括探头本体、外设的控制器、三通件以及O型圈；所述三通件包括上端的上位出水端、下端的下位进水端以及侧部的径向测试端；所述上位出水端、下位进水端分别和管道相连接；所述探头本体的固定凸台与径向测试端配合连接，探头本体的前置接体插设在径向测试端内，O型圈套设在前置接体上。

所述上位出水端、下位进水端内均设有内丝螺纹；所述径向测试端的外端上设有外丝螺纹；所述径向测试端上设有扣紧螺母，扣紧螺母将探头本体固定在径向测试端上。

所述控制器包括光源驱动电路模块、数据采集模块、无线数据传输模块、存储器和屏显模块。光源驱动电路模块通过逻辑程序设置待测水样的测试频率和光源的开启的关闭；数据采集模块实时采集在线检测探头的水中油浓度数据，并通过屏显模块显示在线监测数据，无线数据传输模块负责将采集数据远程传输至上位机。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明检测部件高度集成、结构紧凑、体积小，检测探头直接安装在水池或管道上，实现高效、实时在线监测水中油的功能。

(2)本发明中，待检水样至下而上流过在线检测探头，减少水中气泡对探头检测的影响。

(3)本发明采用脉冲氙灯作为激发光源，发光强度稳定持久，同时对激发光源与荧光采用滤波透镜以消除散射光的影响。

(4)本发明对矿物油的检测灵敏度高，测量精度高，不受水中溶解性物质的背景干扰。

(5)本发明可以实现在线连续工作，可替代人工取样检测。

(6)本发明无需样品处理，样品通道清洗方便，运行维护方便。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的水中油在线监测探头结构示意图。

图2为本发明的水中油在线监测装置结构示意图。

图3为图2中控制器电路模块图。

具体实施方式

(实施例1)

如图1和图3所示，图1为本实施例的水中油在线监测探头，包括探头本体1，探头本体1包括固定凸台1-1以及设置在固定凸台1-1前侧的前置接体1-2和设置在固定凸台1-1后侧的后置接体1-3。前置接体1-2内设有轴向延伸的光学通道1-2-1，光学通道1-2-1的前端设有信号检测器1-2-2，光学通道1-2-1的后端设有光学探头1-2-3。后置接体1-3内设有信号转换器1-3-1。信号检测器1-2-2与信号转换器1-3-1电性连接。光学探头1-2-3和信号转换器1-3-1与外设的控制器2电性连接。前置接体1-2上设有径向贯穿探头本体1的样品管1-2-4，样品管1-2-4穿过光学通道1-2-1。样品管1-2-4和光学通道1-2-1的夹角呈90°。光学探头1-2-3的光源照射方向与光学通道1-2-1平行。样品管1-2-4为透明石英管。光学探头1-2-3内采用脉冲氙灯作为光源。

图3为外设的控制器2的电路模块图，控制器2包括光源驱动电路模块2-1、数据采集模块2-2、无线数据传输模块2-3、存储器2-4和屏显模块2-5。光源驱动电路模块2-1通过逻辑程序设置待测水样的测试频率和光源的开启的关闭；数据采集模块2-2实时采集在线检测探头的水中油浓度数据，并通过屏显模块2-5显示在线监测数据，无线数据传输模块2-3负责将采集数据远程传输至上位机。

本实施例采用浸没式放入检测池中，可直接对水中油的浓度进行监测，数据采集模块2-2监测数据，再通过无线数据传输模块2-3传输到控制器2，通过屏显模块2-5读取水中油的实时浓度，本实施例可同时作为便携式水中油检测设备使用。

(实施例2)

如图1、图2和图3所示，图2为本实施例的水中油在线监测装置，包括探头本体1、外设的控制器2、三通件3以及O型圈4。三通件3包括上端的上位出水端3-1、下端的下位进水端3-2以及侧部的径向测试端3-3。上位出水端3-1、下位进水端3-2分别和管道相连接。探头本体1的固定凸台1-1与径向测试端3-3配合连接，探头本体1的前置接体1-2插设在径向测试端3-3内，O型圈4套设在前置接体1-2上。上位出水端3-1、下位进水端3-2内均设有内丝螺纹，径向测试端3-3的外端上设有外丝螺纹，径向测试端3-3上设有扣紧螺母5，扣紧螺母5将探头本体1固定在径向测试端3-3上。

图1为图2中的探头本体1，探头本体1包括固定凸台1-1以及设置在固定凸台1-1前侧的前置接体1-2和设置在固定凸台1-1后侧的后置接体1-3。前置接体1-2内设有轴向延伸的光学通道1-2-1，光学通道1-2-1的前端设有信号检测器1-2-2，光学通道1-2-1的后端设有光学探头1-2-3。后置接体1-3内设有信号转换器1-3-1。信号检测器1-2-2与信号转换器1-3-1电性连接。光学探头1-2-3和信号转换器1-3-1与外设的控制器2电性连接。前置接体1-2上设有径向贯穿探头本体1的样品管1-2-4，样品管1-2-4穿过光学通道1-2-1。样品管1-2-4和光学通道1-2-1的夹角呈90°。光学探头1-2-3的光源照射方向与光学通道1-2-1平行。样品管1-2-4为透明石英管。光学探头1-2-3内采用脉冲氙灯作为光源。

图3为图2中的控制器2，控制器2包括光源驱动电路模块2-1、数据采集模块2-2、无线数据传输模块2-3、存储器2-4和屏显模块2-5。光源驱动电路模块2-1通过逻辑程序设置待测水样的测试频率和光源的开启的关闭；数据采集模块2-2实时采集在线检测探头的水中油浓度数据，并通过屏显模块2-5显示在线监测数据，无线数据传输模块2-3负责将采集数据远程传输至上位机。

本实施例通过三通件安装在管道上，数据采集模块2-2监测管道中流过水体的数据，再通过无线数据传输模块2-3传输到控制器2，通过屏显模块2-5读取水中油的实时浓度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。