[发明专利]一种溶解氧光纤传感器

说明书

本发明涉及溶解氧检测领域，公开了一种溶解氧光纤传感器，其包括光纤探头和集成在手持式外壳中的光源、光源驱动模块、光电转换模块、信号调理模块、温度补偿模块、数据计算模块和显示模块；光纤探头的一端与手持式外壳连接，光纤探头的另一端集成有能够激发出荧光的敏感单元，敏感单元的前端固定有防护头，防护头的内部集成有温度传感器，温度传感器通过金属导线与温度补偿模块相连；光纤探头内包括发射光纤和接收光纤；数据计算模块用于对信号调理模块处理后的荧光信号进行模数转换和计算，得到准确的溶解氧浓度值，并在显示模块上显示。本发明能够测量现有检测设备无法测量的细小空间领域，甚至深入活体动植物体内测量。

技术领域

本发明涉及溶解氧检测技术领域，特别是涉及一种溶解氧光纤传感器。

背景技术

水中溶解氧检测传感器常见的有电化学方法的离子选择性电极传感器和荧光淬灭方法的光学传感器两种。电化学传感器因为有电化学反应所以检测速度上比较差，而且存在零点漂移，每隔一段时间就需要进行标定校准，且寿命很短，大部分在三个月到半年之间，适用于对水体环境进行长期在线监测；荧光淬灭传感器检测迅速，寿命能够达几年之久，但是成本较高，容易受温度变化影响，适用于对溶解氧浓度变化需要快速反应的领域，比如食品加工、发酵、养殖水域增氧调控等领域。

常规水质溶解氧传感器往往是一个电化学或者荧光淬灭原理的传感器探头，后面接一条通讯线缆，通过线缆将传感器数据传送到数据采集器，这种方法的传感器探头包括敏感单元和调理电路，且调理电路往往紧挨敏感单元，以方便对敏感单元的信号进行处理，同时对其机械结构有特殊要求，所以通常尺寸较大，一般探头直径在3-10cm，长度在10-20cm，并且探头外壳为硬质金属或者塑料，不能弯折，而后边的线缆又过软而没有支撑力度，这种传感器往往需要较大的空间进行人工布置，然后通过线缆将传感结果传送到采集设备，但是却不能深入一些人或工具不容易到达的狭小空间，并且探头本身体积较大，还需要有配套的采集设备，环节过多，操作复杂，不方便携带，在需要快速调查一些空间相对狭小的领域的溶解氧浓度时，比如岩石裂缝，细小的水管，水下建筑或船体缝隙，甚至医学领域动植物的活体组织液中，需要体积很小，能够向各个方向深入一定距离的溶氧传感设备。

现有的传感器体积都比较大，而且使用方法不够灵活，无法深入狭小空间内测量，致使很多狭小的位置溶解氧的测量需要将被测水样或者溶液引出或者取样后测量，增加了工作量，样本状态和所处环境改变后造成测量不准确，而对于样本数量很少的液体更是无法测量，因此需要一种能够快速实现狭小空间内部的溶解氧原位测量方法及装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种体积小巧，可以深入狭小空间测量的溶解氧传感器，其能够测量现有检测设备无法测量的细小空间领域，甚至深入活体动植物体内测量。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种溶解氧光纤传感器，其包括光纤探头和集成在手持式外壳中的光源、光源驱动模块、光电转换模块、信号调理模块、温度补偿模块、数据计算模块和显示模块；

所述光纤探头的一端与所述手持式外壳连接，所述光纤探头的另一端集成有能够激发出荧光的敏感单元，所述敏感单元的前端固定有防护头，所述防护头的内部集成有温度传感器，所述温度传感器通过金属导线与所述温度补偿模块相连；

所述光纤探头内包括发射光纤和接收光纤，所述发射光纤作为所述光源的导光通道，用于将所述光源发出的光引导至所述敏感单元，所述接收光纤作为荧光的导光通道，用于将敏感单元激发出的荧光引导至所述光电转换模块；

所述光源与所述光源驱动模块连接，所述光电转换模块与所述信号调理模块连接，所述温度补偿模块和信号调理模块均与所述数据计算模块连接，所述数据计算模块用于对所述信号调理模块处理后的荧光信号进行模数转换和计算，并根据温度补偿模块的输出对计算结果进行校正，得到准确的溶解氧浓度值，并在所述显示模块上显示。