[发明专利]基于有限波长法的混沌介质成分浓度光学检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于有限波长法的混沌介质成分浓度光学检测装置，包括有光源(1)，其特征在于，所述的光源(1)通过耦合光纤测头(2)连接混沌介质(7)，所述的混沌介质(7)又通过耦合光纤测头(2)连接分光滤光系统(3)，所述的分光滤光系统(3)依次连接光电检测单元(4)、单片机(5)及显示屏(6)。

2.根据权利要求1所述的基于有限波长法的混沌介质成分浓度光学检测装置，其特征在于，所述的光源(1)采用氙闪光灯，用于提供波长范围为190-1100nm的光。

3.根据权利要求1所述的基于有限波长法的混沌介质成分浓度光学检测装置，其特征在于，所述的分光滤光系统(3)是由半透半反棱镜和滤光片构成分出2、4、8…2ⁿ道光的分光滤光系统。

4.根据权利要求1所述的基于有限波长法的混沌介质成分浓度光学检测装置，其特征在于，所述的光电检测单元(4)是由硅光电池构成用于进行光电转换。

5.根据权利要求1所述的基于有限波长法的混沌介质成分浓度光学检测装置，其特征在于，所述的耦合光纤测头(2)由耦合光纤组成，包括有由中心向外依次设置的：用于收集传输光源发出的光并入射到混沌介质(7)中的耦合光纤内芯(21)、塑料隔层(22)、用于收集混沌介质(7)的反射光并把反射光传输到分光滤光系统(3)的耦合光纤外芯层(23)和塑料保护套(24)；实际测量时耦合光纤中入射光纤和出射光纤的相对位置是通过计算混沌介质传输的最佳光程长来推算出，所述最佳光程长的具体计算公式如下：

loptimum=1/ln10Σi=1nαc≈0.434Σi=1nαc]]>

其中，c为样品成分浓度，α为比吸光系数，即波长的函数，n为溶液中物质成份个数，l_optimum为最佳光程长；在混沌介质成分检测中，浓度变量只有一个待测成分，n取1；

最佳光程长在低浓度测量时取l_l-optimum，在高浓度测量时取l_h-optimum，所以耦合光纤入射光线直径d1和出射光纤直径d2及两光纤的相对位置d的设计需满足以下公式：

           d1+d2+d≤l_l-optimum，d＝l_h-optimum，

所以计算得

           d1+d2≤l_l-optimum-l_h-optimum。

6.根据权利要求5所述的基于有限波长法的混沌介质成分浓度光学检测装置，其特征在于，所述的耦合光纤外芯层(23)包括有多个均匀分布的耦合光纤外芯(26)和用于定位多个耦合光纤外芯(26)的凝胶填充物(25)。