[发明专利]一种叶绿素含量的检测装置及方法

摘要

本发明公开了一种叶绿素含量的检测装置及方法，该方法包括利用不同浓度的叶绿素溶液，建立叶绿素检测模型；采用两个波长的入射光对待测样本进行检测，获取所述待测样本的叶绿素的吸光度；将所述待测样本的叶绿素的吸光度代入所述叶绿素检测模型，获取所述待测样本的叶绿素的浓度。该方法分别用波长为645nm和663nm的光照射样品，通过光电传感器测量透射光的强度可以得到对应波长下的吸光度值，从而计算出叶绿素的相对浓度值。主要优点是分析速度快、测量范围广、样品准备简单、不消耗样品、没有化学污染等。

主权项

一种叶绿素含量的检测方法，其特征在于，包括：利用不同浓度的叶绿素溶液，建立叶绿素检测模型；采用两个波长的入射光对待测样本进行检测，获取所述待测样本的叶绿素的吸光度，所述两个波长为663nm和645nm；将所述待测样本的叶绿素的吸光度代入所述叶绿素检测模型，获取所述待测样本的叶绿素的浓度：对于两个波段下的吸光度计算公式为A＝lg[Is(λ)/Iz(λ)]，其中A为吸光度，Is(λ)为标准液的透射值，Iz(λ)为水样的透射；已知叶绿素a、b在红光区的最大吸收峰分别为663nm和645nm，又知在波长663nm下，叶绿素a、b在该溶液中的比吸收系数分别为82.04和9.27，在波长645nm下分别为16.75和45.6，根据加和性原则列出以下关系式：A663＝82.04Ca+9.27Cb A645＝16.75Ca+45.6Cb式中A663和A645分别为叶绿素溶液在波长663nm和645nm时的吸光度，Ca、Cb分别为叶绿素a、b的浓度，单位为mg/L；解方程组可得：Ca＝12.72A663‑2.59A645 Cb＝22.88A645‑4.67A663式中Ca、Cb分别为叶绿素a、b的浓度，单位为mg/L；将Ca和Cb相加即得叶绿素总浓度CT＝Ca+Cb＝20.29A645+8.05A663，将模型嵌入单片机中即位于检测装置中，以供测量时直接调用；检测装置由光学部分和控制部分组成，光学部分包括2个波段的4个LED光源发射装置，由单片机控制的光源驱动电路进行供电，经过准直透镜进行准直后垂直入射到水中，由4个光电探测器进行相应的采集；控制部分包括放大电路，滤波电路，A/D转换电路，单片机控制电路，液晶显示电路以及同步U盘存储电路；检测仪利用单片机控制光源依次点亮，光源发出的单波段光信号经过准直透镜后垂直入射到样本中进行测量，经过样本的吸收、散射和透射，被对应的光电探测器进行采集，光电探测器把光信号转化为电信号；经光电探测器转换成的电信号经过放大，滤波，A/D转换处理后由89S52单片机暂存，并与依次接收进来的光信号计算出吸光度后一起代入水体叶绿素含量检测模型进行计算，计算后的结果由128*64液晶屏输出，同时实现U盘存储功能；根据低功耗，窄带宽，便携式的原则和检测仪的原理，选择2个不同波段的发光二极管作为入射光源，准直透镜作为传输通路，发光二极管经准直透镜后垂直入射到样品瓶的水样中，经过水样的吸收、散射和透射后被相应的传感器采集以完成光信号到电信号的转变，本检测仪上层和下层为同样的结构；所述叶绿素含量的检测方法采用的装置包括：模型建立模块、光电探测模块和检测模块，所述模型建立模块设置于所述检测模块中，所述光电探测模块与所述检测模块相连；所述模型建立模块，用于利用不同浓度的叶绿素溶液，建立叶绿素检测模型；所述光电探测模块，用于采用两个波长的入射光对待测样本进行检测，获取所述待测样本的叶绿素的吸光度；所述检测模块，用于将所述待测样本的叶绿素的吸光度代入所述叶绿素检测模型，获取所述待测样本的叶绿素的浓度。