[发明专利]一种基于双通道锁相放大技术的溶解氧测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于双通道锁相放大技术的溶解氧测量方法，其特征在于：利用90°移相器，使得两路乘法器参考信号相差90°，计算测得溶解氧含量，具体计算方法为：

荧光信号分别与两个正交参考信号相乘，并且参考信号与荧光信号频率相同，相乘后的两个信号分别通过低通滤波器滤除高频分量，得到两个差频分量：

同相分量：

正交分量：

荧光信号的幅值和相位分别为：

幅值：

相位：

得到荧光信号和参考信号的相位差值通过同样的方法计算出参比光信号与参考信号的相位差值溶解氧造成的信号延迟根据荧光延迟相位和溶解氧浓度关系公式：得出所测溶解氧浓度值，其中：和为无氧气和有氧气时的延迟相位值；K_sv为Stem-Volmer常数，[Q]为溶解氧的浓度。

2.一种用于如权利要求1所述的溶解氧测量方法的基于双通道锁相放大技术的溶解氧测量装置，其特征在于：包括氧敏感膜、光学检测模块、信号调制解调模块、信号处理模块、系统控制模块、通信模块、电源管理模块；

所述氧敏感膜能检测溶解在水中的氧气含量，氧敏感膜包括用于被猝灭的荧光物质和用于均匀分散固定荧光物质的载体；

所述光学检测模块包括产生激发光、参比光以及荧光信号的检测模块；激发光由蓝光LED产生，参比光由红光LED产生，激发的荧光信号由光电二极管接收并传送给后续模块；

所述信号调制解调模块产生LED驱动信号，驱动两个LED分时发出一定频率的光，相应地光电二极管接收到相同频率的波动信号，信号调制解调模块在内部会产生两个通道的参考信号，两通道信号相位相差90°；

所述信号处理模块将信号调制解调模块解调出来的原始信号进行数据加工处理，经过模块内部的标定算法、补偿修正算法计算出当前测试样品或环境中的溶解氧含量；

所述系统控制模块控制信号调制解调模块、信号处理模块以及电源管理模块，接收通信模块传送过来的指令并执行，执行完成相应指令后返回一定的执行结果反馈值；

所述通信模块将信号处理模块计算所得的溶解氧含量数值转换成常用的通信模式，并将其他外部设备发送的指令转换成本装置可执行指令；

所述电源管理模块供电并管理各模块的分时通断电。