基于量子点荧光薄膜的水质重金属检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水质重金属检测装置，尤其涉及一种基于荧光光谱检测水质重金属的装置。
【背景技术】
[0002]目前测定水中重金属离子含量的方法主要有原子光谱法、分光光度法、高效液相色谱法、电感耦合等离子体法等，原子光谱法是目前痕量元素分析的重要方法，包括原子发射光谱法、原子吸收光谱法和原子荧光光谱法，其优点是检出限低、灵敏度高；缺点是需要对样品进行“原子化”，测量过程较复杂，仪器成本高。分光光度法的优点是测试简单方便、灵敏度高，但由于紫外区光源的限制，重金属测量需要加显色剂显色进行测量，有二次污染且检测耗时较长，仪器运行维护成本较高等不足。高效液相色谱法的优点是检出限低、灵敏度高、适用范围广等，但测量分析周期长，仪器及维护成本高；电感耦合等离子体法的优点是灵敏度高、检出限低、线性检测范围大，但缺点是仪器价格昂贵，运行费用高。
[0003]光纤传感器及技术由于能利用光纤的远距离传输、耐高温高压、高灵敏度、易弯折易携带等优势、可以有效克服上述仪器方法测定水质重金属的不足，实现水质重金属的实时在线检测:如专利申请号为:01108860.5，专利名称为:利用光纤化学传感器连续测定废水中六价铬含量方法的中国发明专利，发明了一种装有芘丁酸敏感膜的荧光多元悴灭响应型光纤化学传感器头，能实现六价铬的现场连续实时在线测量，但芘丁酸敏感膜适用性窄、荧光易漂白。又如专利申请号为:201410818661.5，专利名称为一种基于光谱显色法的重金属光纤传感器及其制备方法的发明专利，有效解决了光纤易折断、目标检测物与光学表面结合时间长等缺陷，但依然存在需要加入显色剂，带来二次污染、传感器曲面层制备复杂等不足。
【发明内容】
[0004]为了解决上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于量子点荧光薄膜的水质重金属检测装置，该装置结构简单、使用方便；测量重金属离子灵敏度高；同时根据不同重金属离子测量需要，可以选择更换涂有不同量子点荧光薄膜的玻片，易更换，适用性更强。
[0005]本实用新型所采用技术方案为:基于量子点荧光薄膜的水质重金属检测装置，包括光源、SMA905透镜准直器，光纤荧光传感器、USB光纤光谱仪和计算机，光纤荧光传感器顶部连接SMA905透镜准直器，SMA905透镜准直器通过Y形光纤分别连接光源和USB光纤光谱仪，USB光纤光谱仪通过串口线连接计算机，所述的光纤荧光传感器为长方体结构，顶部设有内螺纹孔，内螺纹孔尺寸与SMA905透镜准直器外螺纹匹配；四侧为过滤网；底部设有玻片滑槽，玻片滑槽底部对应于长方体结构底部四角处设有螺丝孔；所述的玻片上表面涂有吸附重金属的量子点荧光薄膜，下表面涂有反射膜。
[0006]所述的光源为深紫外LED光源，通过控制驱动电流输出不同单一波长的紫外光。
[0007]所述的Y形光纤为紫外光纤。
[0008]所述的过滤网孔径小于0.1mm。
[0009]所述的量子点荧光薄膜为功能化修饰后的核壳结构量子点薄膜。
[0010]本实用新型的有益效果为:
[0011]1.采用量子点荧光薄膜吸附重金属，荧光量子产率，荧光寿命更长，且针对不同重金属使用不同量子点荧光薄膜，灵敏度更高，提高测量准确度；
[0012]2.采用长方体结构底部设有玻片滑槽结构，方便涂有不同量子点荧光薄膜玻片的更换，适用性更强。
【附图说明】
[0013]下面结合附图及具体方式对本实用新型作进一步说明。
[0014]图1是本实用新型的结构框图；
[0015]图2是光纤荧光传感器结构示意图；
[0016]图3是光纤荧光传感器装入玻片和连接SMA905透镜准直器后的结构示意图；
[0017]图1-3中:1为光源；2为Y型光纤输入光纤；3为SMA905透镜准直器；4为光纤荧光传感器；5为Y型光纤输出光纤；6为USB光纤光谱仪；7为串口线；8为计算机；9为内螺纹孔；10为过滤网；11为玻片滑槽；12为螺丝孔；13为玻片；14为量子点荧光薄膜。
【具体实施方式】
[0018]图1中，基于量子点荧光薄膜的水质重金属检测装置，包括光源1、SMA905透镜准直器3，光纤荧光传感器4、USB光纤光谱仪6和计算机8，其中光源I为深紫外LED光源，通过控制驱动电流输出不同单一波长的紫外光。该装置光源I通过Y型光纤输入光纤2连接SMA905透镜准直器3，SMA905透镜准直器3可旋紧连接于光纤荧光传感器4顶部，同时，光纤荧光传感器4通过SMA905透镜准直器3以及Y型光纤输出光纤5连接到USB光纤光谱仪6，USB光纤光谱仪6通过串口线7连接计算机8。装置中传输光的Y型光纤输入光纤2和Y型光纤输出光纤5都为紫外光纤。
[0019]图2为本实用新型中光纤荧光传感器4的结构示意图，光纤荧光传感器4为长方体结构，顶部设有内螺纹孔9，内螺纹孔9尺寸与SMA905透镜准直器3外螺纹匹配；四侧为过滤网10，其孔径小于0.1mm，有效过滤掉大颗粒物；底部设有玻片滑槽11，玻片滑槽11底部对应于长方体结构底部四角处设有螺丝孔12 ;所述的玻片13上表面涂有吸附重金属的量子点荧光薄膜14，下表面涂有反射膜，量子点荧光薄膜14为功能化修饰后的核壳结构量子点薄膜。
[0020]图3为光纤荧光传感器4装入玻片13和连接SMA905透镜准直器3后的结构示意图，从图可以看出，SMA905透镜准直器3前端的外螺纹旋入光纤荧光传感器4内螺纹孔9中进行连接，对传输来的光进行准直，对反射的荧光进行聚焦。玻片13通过玻片滑槽11滑入光纤荧光传感器4底部上侧，过滤网10下，并通过平头螺丝经螺丝孔12向上顶紧贴合玻片滑槽11上侧。
[0021]基于量子点荧光薄膜的水质重金属检测装置检测过程:将上表面涂有量子点荧光薄膜14，下表面涂有反射膜的玻片13通过玻片滑槽11滑入光纤荧光传感器4底部，通过平头螺丝经螺丝孔12向上顶紧贴合玻片滑槽11上侧，是底部密合。将SMA905透镜准直器3前端的外螺纹旋入光纤荧光传感器4内螺纹孔9中进行连接。将Y型光纤包括Y型光纤输入光纤2和Y型光纤输出光纤5连接SMA905透镜准直器3，其中Y型光纤输入光纤2另一端连接光源1，Y型光纤输出光纤5另一端连接到USB光纤光谱仪6，USB光纤光谱仪6通过串口线7连接计算机8。打开光源1，将光纤荧光传感器4放入含有重金属的水中，由于量子点荧光薄膜14会选择性吸收相应的重金属离子，导致发射光谱发生改变，通过计算机数据处理即可定性和定量分析水中重金属。光纤荧光传感器4可以重复使用，只需更换表面涂有吸附重金属的量子点荧光薄膜14的玻片13即可。
【主权项】
1.基于量子点焚光薄膜的水质重金属检测装置，包括光源、SMA905透镜准直器，光纤荧光传感器、USB光纤光谱仪和计算机，光纤荧光传感器顶部连接SMA905透镜准直器，SMA905透镜准直器通过Y形光纤分别连接光源和USB光纤光谱仪，USB光纤光谱仪通过串口线连接计算机，其特征在于，所述的光纤荧光传感器为长方体结构，顶部设有内螺纹孔，内螺纹孔尺寸与SMA905透镜准直器外螺纹匹配；四侧为过滤网；底部设有玻片滑槽，玻片滑槽底部对应于长方体结构底部四角处设有螺丝孔；所述的玻片上表面涂有吸附重金属的量子点荧光薄膜，下表面涂有反射膜。2.根据权利要求1所述的基于量子点荧光薄膜的水质重金属检测装置，其特征在于，所述的光源为深紫外LED光源，通过控制驱动电流输出不同单一波长的紫外光。3.根据权利要求1所述的基于量子点荧光薄膜的水质重金属检测装置，其特征在于，所述的Y形光纤为紫外光纤。4.根据权利要求1所述的基于量子点荧光薄膜的水质重金属检测装置，其特征在于，所述的过滤网孔径小于0.1mm05.根据权利要求1所述的基于量子点荧光薄膜的水质重金属检测装置，其特征在于，所述的量子点荧光薄膜为功能化修饰后的核壳结构量子点薄膜。
【专利摘要】本实用新型公开了基于量子点荧光薄膜的水质重金属检测装置，包括光源、SMA905透镜准直器，光纤荧光传感器、USB光纤光谱仪和计算机，光纤荧光传感器顶部连接SMA905透镜准直器，SMA905透镜准直器通过Y形光纤分别连接光源和USB光纤光谱仪，USB光纤光谱仪通过串口线连接计算机。该装置可根据不同重金属离子测量需要，选择涂有不同量子点荧光薄膜的玻片，适用性强；测量重金属离子灵敏度更高；结合了光纤的优势，能实现远程、实时、在线检测。
【IPC分类】G01N21/01, G01N21/64
【公开号】CN204807458
【申请号】CN201520513366
【发明人】黄杰, 沈为民, 梁培, 许键, 王彦博, 杨晶, 赵开祺
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月14日