[发明专利]一种O2

说明书

本发明公开了一种O₂‑CO₂‑T三参量实时监测系统，包括密闭光学通路：用于在黑暗密闭的监测环境内使紫外光射入荧光传感膜；荧光传感膜：由荧光敏感材料与荧光敏感指示剂结合生成，用于被紫外光激发后发出色光；颜色传感器：用于采集荧光传感膜发出的与氧气、二氧化碳、温度荧光敏感指示剂对应的色光，并分别转换为电信号传输至嵌入式硬件驱动平台；嵌入式硬件驱动平台：用于将接收的颜色传感器传输的电信号转换为氧气、二氧化碳的浓度及温度值，并通过无线通信模块传输至显示模块显示。本发明设计的密闭光学通路避免了环境光对监测数据的影响，探索出合适的荧光材料作为相应待测物的荧光指示剂，保证待测物能被充分测量及最佳激发波段，实现最佳检测效果。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体涉及一种氧气、二氧化碳、温度三参量实时监测系统。

背景技术

氧气、二氧化碳和温度与我们的生活息息相关，实时准确地监测自然界各个领域的氧气浓度、二氧化碳浓度和温度对许多行业的进步与发展起着至关重要的作用。在生物医学领域，对于氧浓度和二氧化碳浓度的实时监测，可以作为重症病人与新生儿监护以及重大麻醉手术的重要监测指标；在环境监测领域，实时有效的监测空气中氧气和二氧化碳的浓度，有助于对汽车尾气等污染大气环境的污染源进行及时的监控。目前，对氧气、二氧化碳的检测方法主要有滴定法、电化学法和荧光检测法，滴定法、电化学法主要用于应用于化学领域，其检测过程会有所消耗；荧光检测法是近几年在氧气检测中探索出的新方法，该方法具有较高的灵敏度和准确度。

温度的监测技术已非常成熟，其检测方法主要有接触式测温法和非接触测温法。接触式测温法中典型的方法有膨胀式测温法、光电测温法、热色测温法，基于接触式测温法而制作的温度测量仪，由于温度传感器件需要与被测介质直接接触，受限于材质问题，无法测量高温度介质。非接触式测温法，主要有辐射式测温法，红外测温仪便是基于此方法制成的，光谱法测温是检测物体的激发光谱信号，主要进行高温气焰的测量，激光干涉式测温是通过光的干涉原理，基于被测介质的光学特性来测量温度场从而得到温度信息。本发明所采用的基于荧光的温度测温就是一种非接触式测温法。

目前，针对双参量或者多参量的测量，人们已经提出了各种各样的传感方案，但大多数存在传感监测系统复杂，实际应用要求严格且研发成本较高等不利于小型化和产业化的因素。因此，为实现多参量实时有效的监测，并推进荧光多传感从实验室层面到商业化层面的发展，基于颜色传感器的便携式荧光光学系统由于具有红、绿、蓝三通道可以分别对不同波段的荧光颜色传感器进行识别便脱颖而出，随着荧光分析技术和光学传感技术的发展，荧光化学传感器已经成为一种重要的多参数连续分析测量装置。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足而提出一种O₂-CO₂-T三参量实时监测系统，旨在能够实时动态监测环境中氧气、二氧化碳的浓度和温度变化并及时预警。

为实现上述目的，本发明所设计的一种O₂-CO₂-T三参量实时监测系统，其特殊之处在于，包括密闭激发光源、光学通路、荧光传感膜、颜色传感器、嵌入式硬件驱动平台、电源模块、无线通信模块和显示模块；

所述激发光源：用于产生激光光源；

所述密闭光学通路：用于在黑暗密闭的监测环境内使激发光源中的紫外光射入荧光传感膜；

所述荧光传感膜：由荧光敏感材料与荧光敏感指示剂结合生成，用于被紫外光激发后发出色光，所述色光与氧气、二氧化碳、温度荧光敏感指示剂一一对应；

所述颜色传感器：用于采集荧光传感膜发出的与氧气、二氧化碳、温度荧光敏感指示剂对应的色光，并分别转换为电信号传输至嵌入式硬件驱动平台；

所述嵌入式硬件驱动平台：用于将接收的颜色传感器传输的电信号转换为氧气、二氧化碳的浓度及温度值，并通过无线通信模块传输至显示模块显示。