[实用新型]一种纯数字化光电检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电检测领域，具体地说是一种纯数字化光电检测系统。 

背景技术

随着社会的发展和人们对自身健康的关注以及水资源的日益短缺和恶化，传统的监测分析方法分析速度较慢、准确性有限，已经逐渐地不能满足环境监测的要求了，水质分析技术正朝着快速、准确、高灵敏度、自动化方向迈进。 

自动在线检测仪器中，检测器基本分为光学检测器和电化学检测器两大类。与电化学检测相比，光电检测的方法为非接触检测，不需与腐蚀性的检测液接触，方便了仪器的维护工作，延长了检测器的使用寿命。因此，通常采用光电检测作为检测手段。 

光电检测型的分析仪器主要是把光的信号强度转换成对应的电信号强度，通过光电压值的变化来计算和检测溶液的吸光度、浓度等参数。因此，光电检测模块是仪器进行样品分析的关键环节，尤其体现在水样的痕量分析领域，仪器的诸多性能参数如灵敏度、稳定性、重现性等均与这部分的设计有关。 

在理想情况下，只要有光辐射存在或变化，光电检测装置就可以检测出来，但当入射功率很小或变化很小时，由于噪声干扰的存在而无法确定入射辐射的存在和变化。 

传统的光电检测装置的基本组成：一般由光源、滤光片、比色池、光电传感器、放大器、A/D模块等几部分组成，如图1可以看出，传统的光电检测装置通过光电检测器件接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，再经A/D转换后输入CPU运算、处理。在此装置中，影响光电检测精度的因素主要分为外部扰动和内部噪声。外部扰动主要包括光源的随机波动、杂散光的入射及检测电路受到的电磁干扰等。这些扰动可以通过稳定辐射光源、遮断杂散光以及电气屏蔽等措施加以改善和消除。光电器件和前置放大器等器件的固有噪声是光信号检测的另一扰动源，后续的数模转换、 数字滤波等相关处理也会引入新的噪声，这些内部噪声是随机起伏的，覆盖在很宽的频谱范围内，他们和有用信号同时存在，互相混淆，限制了检测系统分辨率的提高。因此要提高信号检测精度，得到最小的非线性失真信号，就要减弱或消除噪声的干扰。 

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种纯数字化光电检测系统，大大减少了现有光电模块在设计过程中的光电检测、光电放大及数模转换等多种元器件及复杂电路所产生的噪声干扰，提高了仪器的检测精度和稳定性，实现了真正意义上的光电检测纯数字化。 

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种纯数字化光电检测系统，包括光源（8）、滤光片（9）、光检池（11）和CPU，还包括数字感光芯片组，且均固定于暗箱中； 

其中光源（8）的前端连接稳压恒流电路，光源（8）和滤光片（9）依次设置于光检池（11）同侧，在光检池（11）另一侧放置数字感光芯片组，且光源（8）、滤光片（9）、光检池（11）和数字感光芯片组的中心孔设置于同一轴线，数字感光芯片组的输出端连接CPU。 

所述光源（8）为发光二极管。 

所述滤光片（9）为带通型滤光片。 

所述光检池（11）为静止测定的比色池或流动测定的流通池。 

所述数字感光芯片组（13）是由稳压芯片U2和数字感光芯片U1组成的，用于实现稳压后的光数字化检测的芯片。 

所述暗箱为聚四氟乙烯材料制成的密闭装置。 

本实用新型具有以下有益效果及优点： 

1.本实用新型提高了读出信噪比，实现了高精度、微电流的检测，解决了水体中痕量元素在线自动比色检测过程中噪声的干扰难题； 

2.本实用新型所采用的数字感光芯片长度只有2mm，因此整个检测单元可做 微型化设计，适用于超微量样品的检测； 

3.本实用新型稳光源设计与暗箱设计相结合，避免了杂峰与杂散光的影响，进一步提高了光电检测的稳定性； 

4.本实用新型的光检池的两种测量模式使此模块具有更好的通用性。 

附图说明

图1是本实用新型光电检测技术结构示意图； 

图2是数字感光芯片电路图；其中1为数字感光芯片U1的输入引脚、2为数字感光芯片U1的接地引脚、3为数字感光芯片U1的外部电阻器引脚、4为数字感光芯片U1的中断引脚、5为数字感光芯片的时钟信号线、6为数字感光芯片的数据信号线； 

图3暗箱装置结构图，其中7为侧面板、8为光源、9为滤光片、10为入射光线孔、11为光检池、12为出射光线孔、13为数字感光芯片组、15为前置稳压恒流电路板、16为上面板、17为下面板。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本专利做进一步说明。