一种以LED发光二极管为光源的紫外荧光双信号水质监测装置及其应用方法与流程

技术特征：
1.一种以LED发光二极管为光源的紫外荧光双信号水质监测装置，由样品采集部分(10)和检测部分组成，其特征在于：所述的检测部分包括微处理器(1)、光源控制电路(2)、光路部分(3)、放大电路(4)、模数转换电路(5)、存储器(6)、上位机接口(7)、液晶显示器(8)和控制键盘(9)；所述的光路部分(3)包含LED灯光源(11)、透镜A(12)、石英片A(13)、石英片B(14)、滤光片A(15)、透镜B(16)、紫外探测器(17)、石英片C(18)、滤光片B(19)、透镜C(20)和荧光探测器(21)；所述的微处理器(1)输出指令信号给光源控制电路(2)，光源控制电路(2)输出控制信号给光路部分(3)，控制光路部分(3)中的LED灯光源(11)以连续或脉冲形式进行工作；所述的光路部分(3)中紫外探测器(17)和荧光探测器(21)所产生的电信号经放大电路(4)和模数转换电路(5)产生数字信号，输送到微处理器(1)；微处理器(1)将数字信号储存到存储器(6)，或经上位机接口(7)输出到上位机中；所述的液晶显示器(8)实时显示数字信号和装置的基本状态，通过所述的控制键盘(9)和上位机对装置进行控制和参数输入；所述的光源控制电路(2)控制光路部分(3)中的LED灯光源(11)发出紫外光，经透镜A(12)准直，穿过石英片A(13)，照射到水样，未被吸收的紫外光经石英片B(14)和滤光片A(15)，经透镜B(16)聚焦到紫外探测器(17)；水样所发出的荧光经石英片C(18)、滤光片B(19)和透镜C(20)，聚焦到荧光探测器(21)上。2.根据权利要求1所述的一种以LED发光二极管为光源的紫外荧光双信号水质监测装置，其特征在于：所述的光源控制电路(2)控制光路部分(3)中LED灯光源(11)采用恒亮度控制电路，以连续或脉冲形式照射，对紫外探测器(17)的电流信号采用放大电路(4)和模数转换电路(5)进行处理；以设置的采集频率对水质进行监测。3.根据权利要求1或2所述的一种以LED发光二极管为光源的紫外荧光双信号水质监测装置，其特征在于：所述的LED灯光源(11)光源为LED紫外灯，选用波长为280±5nm的LED灯作为蛋白类荧光的激发光源，选用波长为265±5nm或310±5nm的LED灯作为腐殖质类荧光的激发光源。4.根据权利要求1所述的一种以LED发光二极管为光源的紫外荧光双信号水质监测装置，其特征在于：所述的荧光探测器(21)采用硅光电二极管和滤光片，选用波长为340±10nm的带通滤光片用于蛋白类荧光的监测，选用波长为430±10nm或460±10nm的带通滤光片用于腐殖质类荧光的监测。5.根据权利要求2所述的一种以LED发光二极管为光源的紫外荧光双信号水质监测装置，其特征在于：所述的紫外探测器(17)采用硅光电二极管和滤光片或采用宽禁带AlGaN基光电二极管，其中，当LED灯光源(11)波长小于300nm时，选用宽禁带AlGaN基光电二极管。6.根据权利要求1或2或4或5所述的一种以LED发光二极管为光源的紫外荧光双信号水质监测装置，其特征在于：所述的样品采集部分(10)采用样品流通池或浸没探头式两种设计形式；所述的样品流通池利用虹吸、蠕动泵以及监测水体自身的流速或压力，实现样品采集；所述的浸没式探头适用于监测水体无动力源的情况；所述的样品采集部分(10)具有遮光功能，消除外部光线的干扰。7.一种权利要求1所述的以LED发光二极管为光源的紫外荧光双信号水质监测装置的应用方法，其步骤为：步骤一、采集需要进行在线监测的水体，采用荧光光谱仪进行三维荧光光谱扫描，扫描范围设置为激发波长200～450nm，发射波长280～550nm，以确认荧光峰的中心位置；步骤二、根据三维荧光光谱中所述的荧光峰的激发波长和发射波长，选择波长匹配的监测装置型号，包括LED灯光源(11)、荧光探测器(21)、滤光片B(19)、紫外探测器(17)和滤光片A(15)的波长匹配；在进行水质在线监测前，用纯水对监测装置的紫外信号和荧光信号进行校零，然后以设置的采样频率对所述的紫外信号和所述的荧光信号进行数据采集，采集过程中，所述的微处理器(1)输出指令信号给光源控制电路(2)，光源控制电路(2)输出控制信号给光路部分(3)，控制光路部分(3)中的LED灯光源(11)以连续或脉冲形式进行工作；所述的光路部分(3)中紫外探测器(17)和荧光探测器(21)所产生的电流信号经放大电路(4)和模数转换电路(5)产生数字信号，输送到微处理器(1)；微处理器(1)将数字信号储存到存储器(6)，或经上位机接口(7)输出到上位机中；所述的液晶显示器(8)实时显示数字信号和装置的基本状态，通过所述的控制键盘(9)和上位机对装置进行控制和参数输入；步骤三、分析比较所述的紫外信号和所述的荧光信号以及所述的荧光信号与对应的紫外吸光度之间的比值，利用计算机对监测数据进行在线实时处理，以反映监测水体中溶解性有机物主要组分的变化趋势和规律。