[发明专利]一种多源光谱融合便携式水质分析仪

权利要求书

1.一种多源光谱融合便携式水质分析仪，其特征在于包括光学系统和检测控制系统。光学系统包括氘卤灯(1)、第一凹面镜(2)、第一滤光片(3)、第一凸透镜(4)、第一光纤(5)、第二凸透镜(6)、样品池(7)、第三凸透镜(8)、第一狭缝(9)、第二滤光片(10)、第二凹面镜(11)、第一光栅(12)、线阵CCD(13)、集成激光器(14)、第二光纤(15)、第三光纤(16)、第四凸透镜(17)、第二狭缝(18)、第三滤光片(19)、第三凹面镜(20)、第二光栅(21)、第四凹面镜(22)、面阵CCD(23)。氘卤灯(1)发出的紫外可见光由第一凹面镜(2)反射变为平行光，平行光由第一滤光片(3)滤波后经第一凸透镜(4)聚焦送入第一光纤(5)，由第二凸透镜(6)变为平行光照射到样品池(7)，透射光在与入射光成180°方向处由第三凸透镜(8)接收聚焦送入光纤，到达第一狭缝(9)，经第二滤光片(10)后由第二凹面镜(11)转为平行光后照射到第一光栅(12)上分光，最后由线阵CCD(13)接收检测；由集成激光器(14)发出的激光经第二光纤(15)和第三光纤(16)对接，之后由第四凸透镜(17)转化为平行光后送入样品池(7)照射样本，在与入射光成360°方向上，样本的荧光、拉曼散射等发射光经第四凸透镜(17)聚焦后到第三光纤(16)送到第二狭缝(18)，经第三滤光片(19)滤波后，被第三凹面镜(20)反射到第二光栅(21)上分光，最后经第四凹面镜(22)反射到面阵CCD(22)上接收检测。

2.根据权利要求1所述的一种多源光谱融合便携式水质分析仪，其特征在于所述的集成激光器内部模块关系为：波长为532nm的固体激光器与激光-光纤耦合器连接；波长为405、635、650、660、690、785、808、830nm的8个半导体激光器输出光纤与激光-光纤耦合器的输出光纤捆扎在一起，使用同一个保护套管，与SM905母口连接；9个激光器的电源和信号线与电气接口相连接。

3.根据权利要求1所述的一种多源光谱融合便携式水质分析仪，其特征在于所述的监测控制系统内部模块连接关系为：嵌入式系统分别与LCD显示屏、电源模块、激光驱动器、发射光谱检测器、透射光谱检测器、操作键盘相连接；电源模块分别与锂聚合物电池、氘卤灯光源、激光驱动器、嵌入式系统连接；氘卤灯光源通过适配器与透射光谱检测器连接；激光驱动器与集成激光器连接。

4.根据权利要求3所述的一种多源光谱融合便携式水质分析仪，其特征在于所述的激光器驱动内部模块连接关系为：单片机分别与复位按键、蜂鸣器、晶振、VGA接口、程序下载口、RS232接口、继电器、固体激光器驱动模块、恒流源芯片、电压转换芯片相连接；恒流源芯片分别与电压转换芯片、单片机、继电器、固体激光器驱动模块连接；+5V输入接口与电压转换芯片连接；+12V输入接口与固体激光器驱动模块连接；固体激光器驱动模块与负载接口连接；继电器与急停开光和负载接口连接。

5.根据权利要求3所述的一种多源光谱融合便携式水质分析仪，其特征在于所述的发射光谱检测器内部模块连接关系为：单片机分别与复位按键、扩展RAM、晶振、USB2.0接口、GPIO接口、散热风扇、TEC制冷模块、DSP数字滤波器连接；面阵式CCD检测器与DSP数字滤波器连接；+5V电源接口与TEC制冷模块和散热风扇连接。