利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的系统及方法与流程

本发明涉及水质检测，具体为利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的系统及方法。

背景技术：

1、原水中藻类数量对水质及水厂工艺影响较大；目前藻类相关的检测方法主要有：

2、1.显微镜计数法：此法主要缺点是很耗费时间，效率低，对分析人员经验有较高的要求，且存在显著的统计误差；

3、2.分光光度法：该方法通常需要萃取后再以分光光度计测定叶绿素含量，萃取过程很耗费时间；

4、3.荧光分析法：是目前叶绿素检测的主要方法，可直接检测藻类或叶绿素等，主要问题是价格较高；

5、光度计(或荧光光度计)采用多波长led灯作为光源时，通常需要控制各个led等依次点亮的方式，从而获得多个波长的图谱，led灯的通断，会导致亮度不稳定，可能会造成额外误差；

6、为此，我们提出利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的系统及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于开发出方便易用的低成本装置，检测叶绿素、类胡萝卜素等浓度，反应原水中藻类的情况：

2、简化设备：采用配有滤光片阵列的光电检测器阵列代替传统光栅等分光装置，简化光学系统，提高集成度，可以显著降低装置的设计制造难度，降低成本；

3、简化使用方法：通过引入叶绿素和类胡萝卜素不敏感的波长，用以消除悬浮物的干扰，能直接测量水中的叶绿素和类胡萝卜素，无需萃取，减小工作量提高效率。

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的系统，该系统包括：光源、光学系统、样品池、滤光片阵列、光电检测器阵列、主机与触摸显示屏；

6、所述光源用于发出连续的光；

7、所述光学系统用于将光源发出连续的光转化为平行光；

8、所述滤光片阵列用于获得相应波长的单色光；

9、所述光电检测器阵列中的集成芯片用于将多个波长的模拟信号转为数字信号，发送给主机；

10、所述主机用于获取各个检测器值即为相应滤光片波长的强度值图谱，根据获得的数据反演计算得出结果，并将结果输出到触摸显示屏；

11、所述触摸显示屏用于展示输出结果，同时用于输入数据。

12、作为本发明进一步方案，所述光电检测器阵列中每一个检测单元与之对应一个滤光片，不同位置的滤光片对应的波长可以相同或不同。

13、利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的方法，该方法具体包括以下步骤：

14、s1、取水样离心，获得上清液，并选择相应的浓缩倍数浓缩样品；

15、s2、光电检测器阵列检测各个波长的强度值，主机根据强度值计算相应的吸光度值；

16、s3、如若尚未建立用于计算的数学模型，则需建立线性回归模型：选定各个波长，用线性回归方程建立选定各个波长的吸光度值与化学萃取法测定的叶绿素和类胡萝卜素的数学模型；

17、s4、主机根据吸光度值，利用计算公式反演计算结果并在屏幕显示结果；

18、作为本发明进一步方案，步骤s1所述浓缩倍数通常为1-25倍，视原水情况定；当比色皿长度为5cm时，原水浊度与浓缩倍数的乘积不大于50；当浓缩倍数为1时，则样品为原水。

19、作为本发明进一步方案，步骤s2中所述计算相应的吸光度值的计算公式如下：

20、

21、其中，a(λ)为样品在波长λ处最终的吸光度值，sλ为样品在波长λ处的强度读数，sλ0为上清液在波长λ处的强度读数。

22、作为本发明进一步方案，步骤s3中所述屏幕显示结果为叶绿素、类胡萝卜素的值。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、1.采用滤光片阵列和光电检测器阵列，代替了较为复杂精密光学系统，大幅减低设计制造难度，显著降低成本。

25、2.在采用钨丝灯等连续光源的情况下，实现单一光源、多个波长能够同时检测，减少操作步骤，降低操作难度。

26、3.水样无需萃取，降低工作量，提高效率。

技术特征：

1.利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的系统，其特征在于，该系统包括：光源(1)、光学系统(2)、样品池(3)、滤光片阵列(4)、光电检测器阵列(5)、主机(6)与触摸显示屏(7)；

2.根据权利要求1所述的利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的系统，其特征在于，所述光电检测器阵列(5)中每一个检测单元与之对应一个滤光片，不同位置的滤光片对应的波长可以相同或不同。

3.利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的方法，其特征在于，步骤s1所述浓缩倍数通常为1-25倍，视原水情况定；若当比色皿长度为5cm时，原水浊度与浓缩倍数的乘积不大于50；当浓缩倍数为1时，则样品为原水。

5.根据权利要求3所述的利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的方法，其特征在于，步骤s2中所述计算相应的吸光度值的计算公式如下：

6.根据权利要求3所述的利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的方法，其特征在于，步骤s4中所述屏幕显示结果为叶绿素、类胡萝卜素的值。

技术总结
本发明公开了利用吸光度法检测水中叶绿素和类胡萝卜素的系统及方法，涉及水质检测技术领域，包括：光源、光学系统、样品池、滤光片阵列、光电检测器阵列、主机与触摸显示屏，所述光源用于发出连续的光；所述光学系统用于将光源发出连续的光转化为平行光；本发明采用滤光片阵列和光电检测器阵列，代替了较为复杂精密光学系统，大幅减低设计制造难度，显著降低成本；在采用钨丝灯等连续光源的情况下，实现单一光源、多个波长能够同时检测，减少操作步骤，降低操作难度；水样无需萃取，降低工作量，提高效率。

技术研发人员：陈照庆,黄园园,杨春,王金辉,朱健
受保护的技术使用者：浙江义乌市自来水有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15