專利名稱：一種水域濃度場(chǎng)的多通道熒光測(cè)試系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水域濃度場(chǎng)的多通道熒光測(cè)試系統(tǒng)和方法，是一種利用總線技術(shù)或通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)大面積水域示蹤劑濃度場(chǎng)進(jìn)行光、電子檢測(cè)的測(cè)試系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在大面積濃度場(chǎng)中測(cè)試某種物質(zhì)的濃度在現(xiàn)代的水域環(huán)境保護(hù)研究中越來(lái)越重要。例如某河流流域的某個(gè)位置上出現(xiàn)可能的污染源，如何判斷這個(gè)污染源對(duì)下游流域的污染影響，需要對(duì)所影響河段進(jìn)行污染物水動(dòng)力稀釋的濃度場(chǎng)的了解。研究手段可以采取在物理模型的河段模型中設(shè)置測(cè)試系統(tǒng)的方式；也可以在自然水域中用測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行原型觀測(cè)的方式。
例如，目前核電廠環(huán)境污染預(yù)報(bào)研究中，要求其物理模型試驗(yàn)?zāi)苣M隨核電廠溫排水一起排放的低放射性液體流出物在水域中所形成的濃度場(chǎng)。試驗(yàn)中采用某種示蹤劑來(lái)模擬所排放的低放射性流出物在水域流場(chǎng)中的水動(dòng)力稀釋過(guò)程。為獲得模擬濃度場(chǎng)，需要能采集水流中該示蹤劑濃度的儀器設(shè)備(測(cè)試系統(tǒng))。由于模型模擬水域的面積十分龐大， 待測(cè)濃度場(chǎng)的面積不少于上千平方米。要獲得其濃度場(chǎng)，必須使用探頭群采集離散點(diǎn)位上的濃度，再數(shù)據(jù)合成為大面積的濃度場(chǎng)。如果在自然水域中設(shè)置測(cè)試系統(tǒng)，水域的面積更為廣大，可據(jù)需要增多探頭數(shù)量。
熒光檢測(cè)的原理在化工及醫(yī)藥行業(yè)的檢測(cè)儀器中均有應(yīng)用，但多為用激光誘導(dǎo)熒光物質(zhì)產(chǎn)生的熒光，且均為單探頭式檢測(cè)儀器。在水環(huán)境科研中，曾出現(xiàn)過(guò)用某一定波長(zhǎng)的激光片光源誘導(dǎo)水中熒光物質(zhì)發(fā)出熒光的濃度場(chǎng)檢測(cè)裝置，但該裝置檢測(cè)場(chǎng)的面積難于超過(guò)lm2。對(duì)大于數(shù)百平方米的水域面積絕無(wú)可能。激光光源十分昂貴，在大面積濃度場(chǎng)的檢測(cè)中很難應(yīng)用。
基于以上原因，在大面積流場(chǎng)中檢測(cè)濃度場(chǎng)，面臨著如何采集、儲(chǔ)存和處理濃度場(chǎng)數(shù)據(jù)的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種水域濃度場(chǎng)的多通道熒光測(cè)試系統(tǒng)和方法。所述的系統(tǒng)和方法系采用基于單色光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)濃度(LIF)原理的探頭，以獲取離散點(diǎn)的濃度參數(shù)。經(jīng)計(jì)算機(jī)總線或通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將數(shù)百個(gè)測(cè)點(diǎn)連接起來(lái)。通過(guò)計(jì)算機(jī)總線或通訊網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)輸送到中央測(cè)控計(jì)算機(jī)中，處理離散的數(shù)據(jù)后形成完整的濃度場(chǎng)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種水域濃度場(chǎng)的多通道熒光測(cè)試系統(tǒng)，包括在水域中投放的示蹤劑，設(shè)置在水域中各個(gè)探測(cè)點(diǎn)由多個(gè)探頭組成的探頭群，所述的探頭通過(guò)屏蔽線纜與采集箱連接，所述的采集箱通過(guò)計(jì)算機(jī)總線或通信網(wǎng)絡(luò)與安裝有采集和標(biāo)定軟件的中央測(cè)控計(jì)算機(jī)連接，所述的探頭包括激發(fā)所述示蹤劑產(chǎn)生熒光的LED管，接收所述熒光的光電池。
一種使用上述系統(tǒng)進(jìn)行水域濃度場(chǎng)的多通道熒光測(cè)試的方法，所述方法的步驟如下投放示蹤劑的步驟用于在被測(cè)水域中選定的投放點(diǎn)，投放預(yù)設(shè)濃度的示蹤劑；示蹤劑流經(jīng)探頭的步驟用于攜帶示蹤劑的水流流經(jīng)各個(gè)探頭的測(cè)量區(qū)；檢測(cè)水流中示蹤劑的步驟用于流經(jīng)測(cè)量區(qū)的含示蹤劑的水流被LED管照射，激發(fā)產(chǎn)生熒光，探頭中的光電池將所述熒光轉(zhuǎn)換為模擬量電流信號(hào)傳輸至采集箱，經(jīng)由采集箱的 I/V和A/D轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字電壓參數(shù)；傳輸?shù)牟襟E用于采集箱將數(shù)字電壓參數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)總線或通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至中央控制計(jì)算機(jī)；循環(huán)采集數(shù)據(jù)的步驟用于中央測(cè)控計(jì)算機(jī)循環(huán)掃描各個(gè)探頭，采集儲(chǔ)存各個(gè)探頭的數(shù)字電壓參數(shù)；計(jì)算示蹤劑濃度的步驟用于中央測(cè)控計(jì)算機(jī)依據(jù)各探頭配置文件中的“濃度一電壓” 線性方程的特性參數(shù)，由各探頭所測(cè)量的數(shù)字電壓參數(shù)計(jì)算出各探頭所測(cè)量的示蹤劑濃度值；以下兩個(gè)步驟平行運(yùn)行顯示的步驟用于在中央測(cè)控計(jì)算機(jī)的顯示屏上，顯示所測(cè)水域及其測(cè)點(diǎn)布置模擬圖的界面，在各探頭位置上顯示當(dāng)前各探頭所測(cè)量的示蹤劑濃度值和以灰度直觀表示的示蹤劑濃度值符號(hào)；儲(chǔ)存的步驟一個(gè)循環(huán)采集后，將當(dāng)次采集的各探頭所測(cè)的示蹤劑濃度值存儲(chǔ)，并填寫(xiě)在數(shù)據(jù)表格中。
一種上述測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定探頭的方法，所述方法的步驟如下，本步驟所述的方法是對(duì)單個(gè)探頭的標(biāo)定配制標(biāo)定溶液的步驟用于配制不少于10種不同濃度的示蹤劑標(biāo)定樣本；獲得系列模擬電壓參數(shù)的步驟用于獲得各個(gè)探頭對(duì)不同濃度示蹤劑標(biāo)定樣本所輸出的系列模擬電壓參數(shù)，即相對(duì)于一系列已知的濃度值，得到一系列電壓參數(shù)值；繪制“濃度一電壓”曲線圖的步驟用于利用獲取的一系列已知濃度值和對(duì)應(yīng)的一系列電壓參數(shù)值，繪制出“濃度一電壓”曲線；獲取“濃度一電壓”線性方程的步驟用于根據(jù)“濃度一電壓”曲線擬合出“濃度一電壓”線性方程，進(jìn)而獲得“濃度一電壓”線性方程的特性參數(shù)斜率K和節(jié)距a。
本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是本發(fā)明基于單色光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)濃度(LIF)的原理， 實(shí)現(xiàn)在大面積水域利用探頭群對(duì)含示蹤劑溶液的排污水所形成的濃度場(chǎng)的檢測(cè)，并利用通信網(wǎng)絡(luò)或計(jì)算機(jī)總線技術(shù)將設(shè)置在大面積水域的檢測(cè)探頭與中央測(cè)控計(jì)算機(jī)連接。通過(guò)中央測(cè)控計(jì)算機(jī)對(duì)大面積水域的示蹤劑濃度進(jìn)行采樣、顯示、分析，解決了大面積流場(chǎng)的濃度場(chǎng)測(cè)試問(wèn)題。所述的探頭使用價(jià)格低廉的LED管和光電池，采取了一系列排出環(huán)境光及環(huán)境無(wú)線干擾波噪聲的措施，所獲得的濃度參量準(zhǔn)確。所述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，使用有限的科研經(jīng)費(fèi)，有效的解決了大面積濃度場(chǎng)的檢測(cè)問(wèn)題。該系統(tǒng)及方法填補(bǔ)了大型水域物理模型試驗(yàn)中有關(guān)污染物水動(dòng)力稀釋擴(kuò)散濃度場(chǎng)檢測(cè)領(lǐng)域的空白，對(duì)當(dāng)今核電廠低放廢水排放的環(huán)境影響研究，極具現(xiàn)實(shí)意義；此外，該系統(tǒng)及方法也是水域污染場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的有效手段。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一所述測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖； 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例二所述采集箱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例三所述探頭結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明的實(shí)施例三所述探頭的光、電路原理圖；圖5是本發(fā)明的實(shí)施例四所述探頭隔離帽的示意圖，是圖3中A位置的放大圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例是一種水域濃度場(chǎng)的多通道熒光測(cè)試系統(tǒng)，如圖1所示。本實(shí)施例包括在水域中投放的示蹤劑，設(shè)置在水域中各個(gè)探測(cè)點(diǎn)由多個(gè)探頭組成的探頭群，所述的探頭通過(guò)屏蔽線纜與采集箱連接，所述的采集箱通過(guò)計(jì)算機(jī)總線或通信網(wǎng)絡(luò)與安裝有采集和標(biāo)定軟件的中央測(cè)控計(jì)算機(jī)連接，所述的探頭包括激發(fā)所述示蹤劑產(chǎn)生熒光的LED管，接收所述熒光的光電池。圖1所示系統(tǒng)是五個(gè)采集箱，每個(gè)采集箱連接三個(gè)探頭的示意圖。本實(shí)施例實(shí)際可以連接多達(dá)10個(gè)或更多采集箱，每個(gè)采集箱連接M個(gè)或更多的探頭。
本實(shí)施例所述的水域包含兩個(gè)不同的概念首先是大型水域物理模型試驗(yàn)的模擬水域；其次是實(shí)際江、河、湖、海的自然水域。所述的大型水域物理模型可以有效的模擬真實(shí)的自然水域水流情況。
本實(shí)施例所述的示蹤劑是一種在水流中代表模擬排放物的化學(xué)試劑。利用這種化學(xué)試劑代替污染物投放在實(shí)際水域或模擬水域的上游，在下游設(shè)置檢測(cè)裝置檢測(cè)這些示蹤劑在下游水流中的濃度，然后根據(jù)檢測(cè)濃度點(diǎn)位的坐標(biāo)繪制出整個(gè)水域的濃度分布圖。本實(shí)施例選擇了熒光素鈉作為示蹤劑，除下述條件外，還因可以用藍(lán)色LED管的光激發(fā)出熒光，并使用光電池拾取其發(fā)出的熒光。
示蹤劑的選擇是基于以下條件溶于水、對(duì)人體無(wú)害、溫度系數(shù)小、對(duì)固壁無(wú)吸附性、用量極小，以致其水溶液不致影響溫差(10°c)異重流分層特性。本實(shí)施例所選擇的熒光素鈉基本符合這些要求。
本實(shí)施例所述的探頭基于LIF原理，是一種激發(fā)示蹤劑熒光和拾取熒光的裝置。 因此，探頭包括兩個(gè)最基本的部分發(fā)射部分和接收部分。
基于LIF原理的檢測(cè)儀器，其發(fā)射部分通常使用激光光源或熱光源，如鎢燈泡；氣體放電光源，汞燈泡等。由于本實(shí)施例有數(shù)百探頭，首先不可能采用昂貴的激光器件；其次， 不可能采用體積較大的熱光源等，以致使探頭干擾水流運(yùn)動(dòng)。對(duì)激發(fā)光源的基本要求是發(fā)出與示蹤劑激發(fā)光相符的特定窄帶光譜的光，激光器最符合要求，但過(guò)于昂貴；LED管相對(duì)激光光源的相干性較差，但經(jīng)濟(jì)性能很好。特別是近幾年新出現(xiàn)的超高亮度的LED管，單色性較好，又十分便宜，符合本實(shí)施例所述系統(tǒng)數(shù)百探頭制造的要求。
接收部分的作用是接收示蹤劑所發(fā)出的熒光。其基本要求是對(duì)被接受的熒光波段敏感，排除其他光的干擾，正確的拾取熒光。接收熒光的元件可以有多種選擇，一般多使用光電倍增管、雪崩二極管等具有極大放大功能的昂貴器件，而光敏三極管、光敏二極管(光電池)等很少采用，且光電放大功效相比很弱，但價(jià)格低廉。是合適的選擇。
由于環(huán)境中不乏與被激發(fā)的熒光同樣波長(zhǎng)的雜光存在，為使本實(shí)施例所述系統(tǒng)能在普通環(huán)境中使用，必須排除外界光的干擾。本實(shí)施例在光電池進(jìn)光側(cè)設(shè)置帶通型濾光片， 僅允許熒光波段的光通過(guò)并濾除掉雜色光。
為使檢測(cè)準(zhǔn)確，本實(shí)施例在探頭中設(shè)置了隔離帽，使光的照射和接收局限在一個(gè)固定體積的水流范圍內(nèi)，僅檢測(cè)這塊水體中的示蹤劑濃度。具體方法是在距探頭桿端面約 Icm處設(shè)置一圓錐形的隔離片，該片以3根支桿與探頭桿端頭的固定環(huán)連接，以構(gòu)成探頭端面下的約Icm3的測(cè)量體積。由于圓錐表面可以將激發(fā)光反射到探頭端面以外，而不會(huì)進(jìn)入接收光光纖束中，可減低激發(fā)光對(duì)熒光信號(hào)的干擾，尤其在接收回路濾光不完善時(shí)。
所述的采集箱提供LED管的供電電源、對(duì)光電池輸出的模擬量電流信號(hào)進(jìn)行I/V 轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換，并送入通信網(wǎng)絡(luò)或計(jì)算機(jī)總線傳輸至中央測(cè)控計(jì)算機(jī)。
為了排除環(huán)境光對(duì)熒光檢測(cè)的干擾，以便本實(shí)施例所述系統(tǒng)可應(yīng)用于普通光線環(huán)境中，必須采用調(diào)制與解調(diào)制電路，以便從繁雜的背景信號(hào)中提取并放大微弱的熒光訊號(hào)， 提高系統(tǒng)的抗干擾能力。具體方法是對(duì)LED管的供電電源進(jìn)行頻率調(diào)制，使LED管激發(fā)光以調(diào)制頻率照射測(cè)量區(qū)內(nèi)的含示蹤劑水流。光電池輸出的信號(hào)送到解調(diào)電路，經(jīng)解調(diào)放大后成為與熒光電信號(hào)同頻率的、相應(yīng)于示蹤劑濃度的電信號(hào)。如此便排除了所有外背景光噪聲，保留了有用的熒光信息。
探頭獲取的示蹤劑濃度的電信號(hào)需通過(guò)計(jì)算機(jī)總線或通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至中央測(cè)控計(jì)算機(jī)。大型水域物理模型中，可以直接使用計(jì)算機(jī)總線技術(shù)連接采集箱與中央測(cè)控計(jì)算機(jī)。例如使用傳輸距離較遠(yuǎn)的RS485工業(yè)數(shù)據(jù)總線，再經(jīng)RS485—RS232轉(zhuǎn)換器送入中央測(cè)控計(jì)算機(jī)。對(duì)江、河、湖、海等自然水域，則需要通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)或Inter網(wǎng)與中央測(cè)控計(jì)算機(jī)連接。即在一個(gè)檢測(cè)區(qū)所布置的探頭陣，可以連接在一個(gè)或多個(gè)采集箱上，而采集箱通過(guò)路由器與公共的通訊網(wǎng)絡(luò)連接，也可以與專用的通訊網(wǎng)絡(luò)連接。不論是公共的通訊網(wǎng)絡(luò)還是專用的通訊網(wǎng)絡(luò)，都可以通過(guò)有線或無(wú)線的方式進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)傳輸。在中央測(cè)控計(jì)算機(jī)一端，也連接一個(gè)路由器。中央測(cè)控計(jì)算機(jī)可以使用專用或通用的網(wǎng)絡(luò)軟件與采集箱進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換。通訊網(wǎng)絡(luò)的連接方式，可以在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方實(shí)現(xiàn)，完全不受地域的限制。
本實(shí)施例所述的中央測(cè)控計(jì)算機(jī)可以是普通的PC機(jī)，或服務(wù)器。其中安裝了采集軟件和標(biāo)定軟件。所述的采集軟件是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例七、八、九所述的“多通道熒光濃度場(chǎng)測(cè)試方法”編制的。所述的測(cè)試方法使用本實(shí)施例所述的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了熒光濃度場(chǎng)的測(cè)試ο
所述的標(biāo)定軟件是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例十所述的“標(biāo)定探頭的方法”編制的。以確定各個(gè)探頭的特性參數(shù)。
實(shí)施例二 本實(shí)施例是實(shí)施例一的改進(jìn)，是實(shí)施例一關(guān)于采集箱的細(xì)化，原理如圖2所示。本實(shí)施例所述的采集箱中設(shè)有電源模塊、通訊接口和多個(gè)采集模塊，所述的采集模塊含有與探頭連接的I/V轉(zhuǎn)換器，所述I/V轉(zhuǎn)換器依次與八選一開(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器以及通訊接口連接。
本實(shí)施例所述的采集箱是探頭與中央測(cè)控計(jì)算機(jī)連接的關(guān)鍵中間環(huán)節(jié)。每個(gè)采集箱內(nèi)可裝有多個(gè)采集模塊和一個(gè)電源模塊，圖2中是三個(gè)采集模塊，實(shí)際實(shí)施中還可以安裝更多的采集模塊。電源模塊為所連接的各個(gè)探頭以及各個(gè)采集模塊提供恒壓電源。每個(gè)采集模塊可以連接多個(gè)探頭，圖2示意為三個(gè)探頭，實(shí)際使用中可以連接M個(gè)或更多探頭。探頭的輸出電信號(hào)經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換后送至通訊接口，并通過(guò)計(jì)算機(jī)總線或通訊網(wǎng)絡(luò)將電信號(hào)傳輸至中央測(cè)控計(jì)算機(jī)。各個(gè)采集箱有自己的獨(dú)立編號(hào)；每個(gè)采集模塊有唯一的地址碼；而每個(gè)探頭在采機(jī)箱上的接口(端口)有唯一端口號(hào)，以便中央測(cè)控計(jì)算機(jī)尋址識(shí)別。
實(shí)施例三本實(shí)施例是實(shí)施例一、二的改進(jìn)，是實(shí)施例一、二關(guān)于探頭的細(xì)化，結(jié)構(gòu)如圖3所示。本實(shí)施例所述的探頭包括盒體4，所述的盒體內(nèi)安裝LED管2和光電池9，并與信號(hào)電路板11 聯(lián)接，信號(hào)電路板通過(guò)接頭12與采集箱連接。所述光電池進(jìn)光側(cè)設(shè)有濾光片組8，所述的濾光片組前設(shè)有接收光光纖束7，所述的LED管出光側(cè)設(shè)有激發(fā)光光纖束3，所述的接收光光纖束和激發(fā)光光纖束置于探頭桿管5中，探頭桿管端頭與隔離帽6連接。所述的LED管與調(diào)制器和恒流源電連接，所述恒流源與采集箱的電源模塊電連接；所述的光電池依次與交流放大器、解調(diào)器、直流放大器電連接，探頭的輸出與采集箱中的I/V轉(zhuǎn)換器電連接。上述調(diào)制器、恒流源、交流放大器、解調(diào)器、直流放大器均包含在信號(hào)電路板11中。光電池通過(guò)線纜10與信號(hào)電路板連接，LED管通過(guò)線纜1與信號(hào)電路板連接。
本實(shí)施例的光、電原理圖，如圖4所示，其中虛線箭頭線表示光路，實(shí)線箭頭線表不電路。
為引導(dǎo)激發(fā)光和接收光，本實(shí)施例采用了單根直徑僅幾十μ m的光纖束。發(fā)、收光纖配成光纖對(duì)。激發(fā)光的發(fā)射光纖束一端與LED管耦合；熒光接收光纖束一端則與濾光片組耦合。眾多的光纖對(duì)隨機(jī)排列，穿進(jìn)DlOmm的探頭桿管內(nèi)。將填充滿光纖束的桿管端頭精細(xì)磨平，保證出入光線垂直端面。探頭桿端面與隔離片間隔約1cm，這是水流通過(guò)測(cè)量體的通道。
現(xiàn)代光纖技術(shù)使光在光纖中的傳遞損失很小，因此，可以認(rèn)為，接收光在較短(約 30cm)光纖中的傳播損失極小，對(duì)檢測(cè)光信號(hào)的損失基本可予不計(jì)。
發(fā)射光與激發(fā)光之間存在著斯托克斯位移。熒光的波長(zhǎng)總是大于激發(fā)光的波長(zhǎng)。 本實(shí)施例的激發(fā)光中心光譜頻率為488納米，接收光的中心光譜頻率為520納米。
以LED為激發(fā)光光源，符合低成本的要求。選用帶有散熱片的大功率發(fā)光二極管 LED (3瓦)，針對(duì)熒光素鈉示蹤劑，必需選用藍(lán)光(波長(zhǎng)488納米)型，型號(hào)GT_P03B3410340 。采用恒流源供電，接入大的限流電阻，減小LED的供電電流；并在LED的限流電阻上并連負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，補(bǔ)償由于溫度上升所引起的供電電流漂移，穩(wěn)定LED供給電流。
采用光電池接收熒光信號(hào)，也是遵循低成本的原則。光電池選用型號(hào)BPW21R，紫藍(lán)光電池(6X6mm)對(duì)熒光素鈉溶液的發(fā)射熒光(520nm的黃綠光)敏感。使用兩個(gè)濾光片 5IOnm (黃色)截止型濾光鏡片和520nm士5nm (綠色)帶通型濾光鏡片。兩濾光鏡片疊加后， 僅510nm—525nm波長(zhǎng)的光能傳送到光電池上。
LED管的恒流源上設(shè)置了調(diào)制器，在光電池獲取的信號(hào)的處理過(guò)程中設(shè)置了解調(diào)器。通過(guò)調(diào)制與解調(diào)制提高抗干擾能力，使本裝置可應(yīng)用于自然光或人造光源環(huán)境。
光電池獲取的電信號(hào)信號(hào)先要經(jīng)過(guò)交流放大，解調(diào)后再進(jìn)行直流放大。放大后，以電流方式輸出。
實(shí)施例四本實(shí)施例是實(shí)施例三的改進(jìn)，是實(shí)施例三關(guān)于隔離帽的細(xì)化，如圖5所示。本實(shí)施例所述的隔離帽設(shè)有固定于探頭桿管末端的帽圈601，所述的帽圈按圓周均分固定三個(gè)隔離帽支桿602，支桿的另一端即與隔離片603固定，所述的隔離片為頂角100° 120°的圓錐面，所述的帽圈與隔離片之間為測(cè)量區(qū)604。
所述帽圈固定于探頭桿管末端，其下邊緣與探頭桿管端面齊平。被測(cè)水流如圖5 中B-B的方向流過(guò)測(cè)量區(qū)，從端面605出射的藍(lán)光光柱照射測(cè)量區(qū)內(nèi)的水體，并激發(fā)熒光素鈉發(fā)出熒光。熒光信號(hào)被接收光光纖束傳導(dǎo)到濾光片組及光電池。被檢測(cè)的水體僅限于探頭測(cè)量區(qū)內(nèi)的水體。隔離片為尖頂對(duì)準(zhǔn)探頭桿端面中心的圓錐面，頂角100° 120°，表面黑色噴塑，以減少反光。激發(fā)光照射到隔離片表面，被反射出測(cè)量區(qū)，不會(huì)干擾熒光信號(hào)的接收，這對(duì)于濾光不佳的情況尤為重要。
實(shí)施例五本實(shí)施例是實(shí)施例四的改進(jìn)，是實(shí)施例關(guān)于示蹤劑的細(xì)化。本實(shí)施例所述的示蹤劑是熒光素鈉。
熒光素鈉(C2tlHltlNA2O5),分子量376. 28，CAS號(hào)518_47_8。激發(fā)光中心波長(zhǎng) 488nm (藍(lán)光)；熒光中心波長(zhǎng)520nm (黃綠光)。
試驗(yàn)用量氺0. 03PPM，經(jīng)計(jì)算分析可知，所引起的溫排水密度的改變僅相當(dāng)于萬(wàn)分之幾度的溫度改變所引起的水密度變化，適合用于溫差異重流中的示蹤。
由于攜該示蹤劑的水流會(huì)流經(jīng)不同溫度(10°C溫差范圍內(nèi))的水體，因而要求示蹤劑水溶液的溫度系數(shù)很小，在上述溫度變化范圍內(nèi)，熒光素鈉溶液的濃度主要受水動(dòng)力稀釋，而與溫度變化的相關(guān)度極低。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)認(rèn)定一定低濃度范圍內(nèi)的熒光素鈉水溶液的熒光強(qiáng)度與濃度呈線性關(guān)系，上述試驗(yàn)用量的選擇符合這一原則要求。
實(shí)施例六本實(shí)施例是實(shí)施例五的改進(jìn)，是實(shí)施例五細(xì)化。本實(shí)施例所述的LED管的發(fā)光波長(zhǎng)為 488納米的藍(lán)光；所述的光電池對(duì)520納米黃綠光敏感，所述的濾光片組可通過(guò)510— 525 納米的光。
本實(shí)施例所選擇的LED管、光電池、濾光片組的特性均符合檢測(cè)作為示蹤劑的熒光素鈉的要求。
實(shí)施例七本實(shí)施例是一種使用實(shí)施例六所述系統(tǒng)進(jìn)行水域濃度場(chǎng)的多通道熒光測(cè)試的方法。如實(shí)施例五所述，本實(shí)施例所使用的示蹤劑為熒光素鈉。
本實(shí)施例的基本原理是在水域上游或排水口處設(shè)置示蹤劑的注入點(diǎn)，在待測(cè)濃度點(diǎn)位放置探頭。各探頭感知水中熒光素鈉受激后發(fā)出的熒光，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸至中央測(cè)控計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)據(jù)電壓信號(hào) 濃度的相關(guān)方程計(jì)算出對(duì)應(yīng)濃度，并予顯示和保存。本示蹤劑僅可模擬污物在水體中的水動(dòng)力稀釋擴(kuò)散所形成的濃度場(chǎng)，實(shí)際污物的其它特性， 如自衰減、與水中其它物質(zhì)反應(yīng)而致使的濃度改變，不能模擬。
本實(shí)施例所述方法的具體步驟如下示蹤劑流經(jīng)探頭的步驟用于攜帶示蹤劑的水流流經(jīng)各個(gè)探頭的測(cè)量區(qū)。不論是原型水域還是模型中，均將合適濃度的熒光素鈉水溶液注入排放口，以原有的排放方式隨同排水一起流入水域。排放方式一般有連續(xù)排放或間斷排放。
檢測(cè)水流中示蹤劑的步驟用于流經(jīng)測(cè)量區(qū)的含示蹤劑的水流被LED管照射，激發(fā)產(chǎn)生熒光，探頭中的光電池將所述熒光轉(zhuǎn)換為模擬量電流信號(hào)傳輸至采集箱，經(jīng)由采集箱的Ι/ν和A/D轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字電壓信號(hào)。檢測(cè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是LED電源的頻率調(diào)制、接受光信號(hào)的濾波、光電池檢出信號(hào)后的解調(diào)放大等等，對(duì)極微弱熒光信號(hào)的檢測(cè)是難度較大的技術(shù)，為保障檢出信號(hào)的抗干擾和穩(wěn)定性，電路設(shè)計(jì)參數(shù)必經(jīng)反復(fù)計(jì)算和試驗(yàn)確定。
傳輸?shù)牟襟E用于采集箱將數(shù)字電壓參數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)總線或通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至中央控制計(jì)算機(jī)。本步驟是將采集箱獲取的電信號(hào)傳輸至中央測(cè)控計(jì)算機(jī)。其方式可以是計(jì)算機(jī)總線，即先使用工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)RS485傳輸較長(zhǎng)距離，再經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為RS232，與通用計(jì)算機(jī)接口對(duì)接。或采用通訊網(wǎng)絡(luò)的方式，即通過(guò)連接路由器，使各個(gè)采集箱成為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。其傳輸?shù)姆绞礁迂S富，既可以使用專用的網(wǎng)絡(luò)，也可以使用公共通訊網(wǎng)絡(luò)。使用計(jì)算機(jī)總線技術(shù)進(jìn)行傳輸，適用于在模型試驗(yàn)。由于RS485的傳輸距離上百米，即便是上千平方米的模型，使用RS485的數(shù)據(jù)總線也能很好的工作。通訊網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式，適用于實(shí)際江、河、湖、海的檢測(cè)。
循環(huán)采集數(shù)據(jù)的步驟用于中央測(cè)控計(jì)算機(jī)循環(huán)掃描各個(gè)探頭，采集儲(chǔ)存各個(gè)探頭的數(shù)字電壓。中央測(cè)控計(jì)算機(jī)在5秒鐘內(nèi)對(duì)所有探頭(數(shù)量可多達(dá)200個(gè))進(jìn)行掃描，獲取各個(gè)探頭輸出的電壓信號(hào)，計(jì)算出濃度并儲(chǔ)存，完成一個(gè)采集循環(huán)。
計(jì)算示蹤劑濃度的步驟用于中央測(cè)控計(jì)算機(jī)依據(jù)各探頭配置文件中的“濃度一電壓”線性方程的特性參數(shù)，由各探頭所測(cè)量的數(shù)字電壓參數(shù)計(jì)算出各探頭所測(cè)量的示蹤劑濃度值?！皾舛纫浑妷骸本€性方程的特性參數(shù)指的是線性方程的K (斜率)、a (節(jié)距)兩個(gè)系數(shù)。
以下兩個(gè)步驟平行運(yùn)行顯示的步驟用于在中央測(cè)控計(jì)算機(jī)的顯示屏上，顯示一張所測(cè)水域及其測(cè)點(diǎn)布置的模擬圖，在各探頭位置上可顯示當(dāng)前各探頭所測(cè)量的示蹤劑濃度值和以灰度直觀表示的示蹤劑濃度值符號(hào)。即本實(shí)施例的顯示方式有兩種一種是以數(shù)值顯示，一種用灰度顯示。
儲(chǔ)存的步驟一個(gè)循環(huán)采集后，將當(dāng)次采集的各探頭所測(cè)的示蹤劑濃度值存儲(chǔ)，并填寫(xiě)在數(shù)據(jù)表格中。各次采集數(shù)據(jù)以Excel數(shù)據(jù)表格導(dǎo)出。
實(shí)施例八本實(shí)施例是實(shí)施例七的改進(jìn)，是實(shí)施例七關(guān)于檢測(cè)水流中示蹤劑的步驟的細(xì)化。
本實(shí)施例的原理是高亮度藍(lán)光LED發(fā)出的488nm波長(zhǎng)的光線，經(jīng)光導(dǎo)纖維從探頭桿端面射出。在水流流過(guò)測(cè)量體時(shí)，488nm藍(lán)光激發(fā)水流中的熒光素鈉產(chǎn)生波長(zhǎng)520nm的黃綠色熒光。熒光經(jīng)光導(dǎo)纖維傳送到濾光片組(510nm和520nm)，經(jīng)窄帶濾波后傳至硅紫藍(lán)光電池(6 X 6mm)，光電池的電信號(hào)輸出至采集箱。
在一定濃度和一定光強(qiáng)下，熒光素鈉溶液濃度與受激后產(chǎn)生的熒光光強(qiáng)成正比。 因此本實(shí)施例測(cè)得的光電池輸出電信號(hào)與濃度一一對(duì)應(yīng)。為得到流場(chǎng)中某點(diǎn)位上的濃度， 測(cè)量時(shí)應(yīng)有一定的空間分辨率。鑒于水流中受激產(chǎn)生的熒光可能為一條光柱，為獲得約Icm 高度熒光柱的測(cè)量體積，在探頭桿端面下Icm處加一頂角約120°的圓錐面形隔離帽，以實(shí)現(xiàn)探頭測(cè)量的定位功能。設(shè)置隔離帽，意在使其傾斜面反射激發(fā)光(藍(lán)光)，使其不再進(jìn)入接收光光纖，干擾測(cè)量(防止濾光片濾光效果不佳)。為防止環(huán)境光中藍(lán)光和黃綠光對(duì)被檢測(cè)信號(hào)的干擾，LED采用頻率調(diào)制的方波脈沖恒流源供電，使本實(shí)施例在普通環(huán)境中使用不受影響。
由于本實(shí)施例所進(jìn)行的測(cè)量是探測(cè)極微弱的熒光，對(duì)熒光信號(hào)的處理是對(duì)極微弱信號(hào)的處理，其難度較大。關(guān)鍵在于如何消除背景噪聲，否則，極微弱的信號(hào)被噪聲所淹沒(méi)， 無(wú)法測(cè)得。本實(shí)施例利用發(fā)射光和接收光的調(diào)制、解調(diào)制，以及濾光片等方法去除雜色光的干擾。
本實(shí)施例所述的檢測(cè)水流中示蹤劑濃度的步驟包括以下子步驟對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制的子步驟用于對(duì)LED管供電的恒流源進(jìn)行頻率調(diào)制，使LED管按照調(diào)制的頻率發(fā)光。因此，首先要選擇好恰當(dāng)?shù)恼{(diào)制頻率。
照射被測(cè)水體的子步驟用于LED管發(fā)出的光線通過(guò)光纖照射測(cè)量區(qū)中帶有示蹤劑的被測(cè)水體。
示蹤劑被激發(fā)熒光的子步驟用于被測(cè)水體中示蹤劑被照射光激發(fā)，發(fā)出熒光。
接收熒光的子步驟用于示蹤劑發(fā)出的熒光通過(guò)光纖，并透過(guò)濾光片組濾除雜色光達(dá)到光電池，光電池產(chǎn)生模擬電流信號(hào)。
放大和解調(diào)制子步驟用于將光電池產(chǎn)生的模擬電流信號(hào)經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，經(jīng)交流放大后解調(diào)制，除去雜色光的干擾，再進(jìn)行直流電壓放大。
數(shù)字化處理的子步驟用于將經(jīng)直流電壓放大后的模擬電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換處理為適合計(jì)算機(jī)總線傳輸或通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字電信號(hào)。
實(shí)施例九本實(shí)施例是實(shí)施例八的改進(jìn)，是實(shí)施例八關(guān)于調(diào)制頻率的細(xì)化。本實(shí)施例所述的對(duì)LED 管的光源進(jìn)行調(diào)制的子步驟中所述的調(diào)制頻率為20_觀赫茲。
20—28赫茲這個(gè)頻率范圍是經(jīng)過(guò)數(shù)十種頻率試驗(yàn)后確定的，頻率范圍可上自百K Hz，下至幾Hz。歷經(jīng)數(shù)月有余的IK至數(shù)KHz選擇范圍(此為調(diào)制慣用的頻率范圍)的反復(fù)測(cè)試，仍不得善果。后突破習(xí)慣思維，將頻率下降至IK以下，又經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)，終尋得較佳的M赫茲調(diào)制頻率。此頻率，有效地在繁雜的背景信號(hào)中，將高信噪比的微弱熒光電信號(hào)提出。
實(shí)施例十本實(shí)施例是一種實(shí)施例六所述測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定探頭的方法。本實(shí)施例所述方法的目的是確定單探頭的“濃度一電壓”直線方程的K (斜率)、a (節(jié)距)兩個(gè)系數(shù)。在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)探頭進(jìn)行標(biāo)定。在設(shè)定的濃度范圍內(nèi)，按基本均勻的濃度級(jí)差，制作的各級(jí)標(biāo)定樣本。
如使用10個(gè)標(biāo)定樣本，濃度范圍是0. 001—0. 04每個(gè)標(biāo)定樣本的濃度級(jí)差為 0. 004，則十個(gè)標(biāo)定樣本為0. 001,0. 004,0. 008……0. 036,0. 04共九個(gè)級(jí)差。將探頭分別放入每個(gè)標(biāo)定樣本，實(shí)測(cè)探頭在不同標(biāo)定樣本中的電信號(hào)輸出，繪制“濃度一電壓”曲線，從其線性關(guān)系擬合出直線方程，獲得K、a兩個(gè)系數(shù)。
在示蹤劑濃度較小情況下，“濃度一電壓”呈線性關(guān)系?？蓳?jù)數(shù)據(jù)系列獲得“濃度一電壓”的線性方程。
本實(shí)施例所述方法的具體步驟如下，本步驟所述的方法是對(duì)一個(gè)探頭的標(biāo)定 配制標(biāo)定溶液的步驟用于配制不少于10種不同濃度的示蹤劑標(biāo)定樣本；獲得系列模擬電壓參數(shù)的步驟用于獲得各個(gè)探頭對(duì)不同濃度示蹤劑標(biāo)定樣本所輸出的系列模擬電壓參數(shù)，即相對(duì)于一系列已知的濃度值，得到一系列電壓參數(shù)值；繪制“濃度一電壓”曲線圖的步驟用于利用獲取的一系列已知濃度值和對(duì)應(yīng)的一系列電壓參數(shù)值，繪制出“濃度一電壓”曲線；獲取“濃度一電壓”線性方程的步驟用于根據(jù)“濃度一電壓”曲線擬合“濃度一電壓” 線性方程，擬合精度R不低于0. 99。進(jìn)而獲得“濃度一電壓”線性方程的特性參數(shù)，即斜率 K和節(jié)距a。
最后應(yīng)說(shuō)明的是，以上僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳布置方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案(比如整個(gè)系統(tǒng)的連接方式、各個(gè)步驟的順序關(guān)系等)進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種水域濃度場(chǎng)的多通道熒光測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括在水域中投放的示蹤劑，設(shè)置在水域中各個(gè)探測(cè)點(diǎn)由多個(gè)探頭組成的探頭群，所述的探頭通過(guò)屏蔽線纜與采集箱連接，所述的采集箱通過(guò)計(jì)算機(jī)總線或通信網(wǎng)絡(luò)與安裝有采集和標(biāo)定軟件的中央測(cè)控計(jì)算機(jī)連接，所述的探頭包括激發(fā)所述示蹤劑產(chǎn)生熒光的LED管，接收所述熒光的光電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的采集箱中設(shè)有一個(gè)電源模塊和多個(gè)采集模塊，所述的采集模塊含有與探頭連接的ΙΛ轉(zhuǎn)換器，所述的I/V轉(zhuǎn)換器依次與八選一開(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器以及通訊接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的探頭包括盒體，所述的盒體內(nèi)安裝有所述LED管和所述光電池，所述光電池進(jìn)光側(cè)設(shè)有濾光片組，所述的濾光片組進(jìn)光側(cè)設(shè)有接收光光纖束，所述的LED管出光側(cè)設(shè)有激發(fā)光光纖束，所述的接收光光纖束和激發(fā)光光纖束置于探頭桿管中，探頭桿管端頭與隔離帽連接；所述的LED管與調(diào)制器和恒流源電連接，所述恒流源與采集箱的電源模塊電連接；所述的光電池依次與交流放大器、解調(diào)器、直流放大器電連接，所述的直流放大器的輸出與采集箱中的ΙΛ轉(zhuǎn)換器電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的隔離帽設(shè)有固定于探頭桿管一端的帽圈，所述的帽圈按圓周均分固定三個(gè)隔離帽支桿，各隔離帽支桿的另一端即與隔離片固定，所述的隔離片為頂角120°的黑色圓錐面，所述的帽圈與隔離片之間約Icm3空間為測(cè)量區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的示蹤劑是熒光素鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的LED管的發(fā)光中心波長(zhǎng)為488 納米的藍(lán)光；所述的光電池對(duì)520納米黃綠光敏感，所述的濾光片組可通過(guò)510—525納米的光。
7.一種使用權(quán)利要求6所述系統(tǒng)進(jìn)行水域濃度場(chǎng)的多通道熒光測(cè)試的方法，其特征在于，所述方法的步驟如下投放示蹤劑的步驟用于在被測(cè)水域中選定的投放點(diǎn)，投放預(yù)設(shè)濃度的示蹤劑；示蹤劑流經(jīng)探頭的步驟用于攜帶示蹤劑的水流流經(jīng)各個(gè)探頭的測(cè)量區(qū)；檢測(cè)水流中示蹤劑的步驟用于流經(jīng)測(cè)量區(qū)的含示蹤劑的水流被LED管照射，激發(fā)產(chǎn)生熒光，探頭中的光電池將所述熒光轉(zhuǎn)換為模擬量電流信號(hào)傳輸至采集箱，經(jīng)由采集箱的 I/V和A/D轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字電壓參數(shù)；傳輸?shù)牟襟E用于采集箱將數(shù)字電壓參數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)總線或通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至中央控制計(jì)算機(jī)；循環(huán)采集數(shù)據(jù)的步驟用于中央測(cè)控計(jì)算機(jī)循環(huán)掃描各個(gè)探頭，采集儲(chǔ)存各個(gè)探頭的數(shù)字電壓參數(shù)；計(jì)算示蹤劑濃度的步驟用于中央測(cè)控計(jì)算機(jī)依據(jù)各探頭配置文件中的“濃度一電壓” 線性方程的特性參數(shù)，由各探頭所測(cè)量的數(shù)字電壓參數(shù)計(jì)算出各探頭所測(cè)量的示蹤劑濃度值；以下兩個(gè)步驟平行運(yùn)行顯示的步驟用于在中央測(cè)控計(jì)算機(jī)的顯示屏上，顯示所測(cè)水域及其測(cè)點(diǎn)布置模擬圖的界面，在各探頭位置上顯示當(dāng)前各探頭所測(cè)量的示蹤劑濃度值和以灰度直觀表示的示蹤劑濃度值符號(hào)；儲(chǔ)存的步驟一個(gè)循環(huán)采集后，將當(dāng)次采集的各探頭所測(cè)的示蹤劑濃度值存儲(chǔ)，并填寫(xiě)在數(shù)據(jù)表格中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的檢測(cè)水流中示蹤劑的步驟中的子步驟如下對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制的子步驟用于對(duì)LED管供電的恒流源進(jìn)行頻率調(diào)制，使LED管發(fā)出調(diào)制頻率的激發(fā)光；照射被測(cè)水體的子步驟用于LED管發(fā)出的光線通過(guò)光纖照射測(cè)量區(qū)中帶有示蹤劑的被測(cè)水體；示蹤劑被激發(fā)發(fā)射熒光的子步驟用于被測(cè)水體中示蹤劑被照射光激發(fā)，發(fā)出熒光；接收熒光的子步驟用于示蹤劑發(fā)出的熒光通過(guò)光纖，并透過(guò)濾光片組濾除雜色光達(dá)到光電池，光電池產(chǎn)生模擬電流信號(hào)；放大和解調(diào)制子步驟用于將光電池產(chǎn)生的模擬電流信號(hào)經(jīng)ΙΛ轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，經(jīng)交流放大后解調(diào)制，除去雜色光的干擾，再進(jìn)行直流電壓放大；數(shù)字化處理的子步驟用于將經(jīng)直流電壓放大后的模擬電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換處理為適合計(jì)算機(jī)總線傳輸或通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字電壓信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的對(duì)LED管的光源進(jìn)行調(diào)制的子步驟中所述的調(diào)制頻率為20_觀赫茲。
10.一種權(quán)利要求6所述測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定探頭的方法，其特征在于，所述方法的步驟如下，本步驟所述的方法是對(duì)單個(gè)探頭的標(biāo)定配制標(biāo)定溶液的步驟用于配制不少于10種不同濃度的示蹤劑標(biāo)定樣本；獲得系列模擬電壓參數(shù)的步驟用于獲得各個(gè)探頭對(duì)不同濃度示蹤劑標(biāo)定樣本所輸出的系列模擬電壓參數(shù)，即相對(duì)于一系列已知的濃度值，得到一系列電壓參數(shù)值；繪制“濃度一電壓”曲線圖的步驟用于利用獲取的一系列已知濃度值和對(duì)應(yīng)的一系列電壓參數(shù)值，繪制出“濃度一電壓”曲線；獲取“濃度一電壓”線性方程的步驟用于根據(jù)“濃度一電壓”曲線擬合出“濃度一電壓”線性方程，進(jìn)而獲得方程的特征參數(shù)斜率K和節(jié)距a。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水域濃度場(chǎng)的多通道熒光測(cè)試系統(tǒng)和方法，采用示蹤劑在特定的光源照射下產(chǎn)生熒光的原理(LIF)，該系統(tǒng)包括在水域中投放的示蹤劑---熒光素鈉，設(shè)置在水域中各個(gè)探測(cè)點(diǎn)的探頭群，探頭通過(guò)屏蔽線纜與采集箱連接，再通過(guò)計(jì)算機(jī)總線或通信網(wǎng)絡(luò)與安裝有采集和標(biāo)定軟件的中央測(cè)控計(jì)算機(jī)連接，對(duì)大面積水域排污中的示蹤劑濃度進(jìn)行采樣、分析、顯示。其重要部件探頭包括照射帶有所述示蹤劑水流的LED管，接收水中被激發(fā)熒光的光電池。該發(fā)明填補(bǔ)了大型水域物理模型試驗(yàn)中污染物濃度場(chǎng)檢測(cè)領(lǐng)域的空白，也是水域污染現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的有效手段。
文檔編號(hào)G01N21/64GK102519927SQ20111040848
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者吳一紅, 孫淑卿, 張強(qiáng), 易建洲, 朱杰斌, 李昌垣, 李榮方, 楊楠, 樊宜, 熊麗萍, 許新發(fā), 譚水位, 賀益英 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院, 江西省水利科學(xué)研究院