專利名稱：使用新型激發(fā)光源的水體葉綠素濃度測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)電子測(cè)量裝置，尤其是測(cè)量水體葉綠素濃度的測(cè)量裝置。
現(xiàn)有技術(shù)葉綠素在吸收特定波長(zhǎng)(440nm)的激發(fā)光后會(huì)發(fā)射出比激發(fā)光波長(zhǎng)更長(zhǎng)(685nm)的熒光，其輻射量與葉綠素濃度之間存在著一定的關(guān)系，水體葉綠素濃度測(cè)量裝置就是基于這個(gè)原理，通過(guò)探測(cè)熒光的絕對(duì)輻射量來(lái)獲得水體中葉綠素的濃度。
水體葉綠素濃度測(cè)量裝置經(jīng)歷了定點(diǎn)取樣實(shí)驗(yàn)室測(cè)量到現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)走航測(cè)量和大面積遙感測(cè)量的發(fā)展階段。定點(diǎn)取樣實(shí)驗(yàn)室測(cè)量存在取樣困難、隨機(jī)性大、數(shù)據(jù)少、周期長(zhǎng)以及耗費(fèi)大量人力和財(cái)力等缺點(diǎn)；大面積遙感測(cè)量存在難以深入水底，準(zhǔn)確性差等缺點(diǎn)；現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)走航測(cè)量通過(guò)船只拖曳探頭在航線上連續(xù)測(cè)量，以獲得較大水域的葉綠素分布，同時(shí)可將探頭沉入水下不同深度，作出葉綠素的垂直廓線，因此具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
目前水體葉綠素濃度測(cè)量裝置使用的激發(fā)光源大致分為傳統(tǒng)激發(fā)光源(包括激光器、氙燈、汞燈等)和半導(dǎo)體激光器兩類，前者需要大功率電源，一般僅能應(yīng)用于大型機(jī)動(dòng)船只平臺(tái)上，后者解決了大功率電源問(wèn)題但價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種使用新型激發(fā)光源的水體葉綠素濃度測(cè)量裝置，解決現(xiàn)用激發(fā)光源的功耗和成本問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)測(cè)量裝置的小型化，便于野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
本實(shí)用新型的主要技術(shù)內(nèi)容以超高亮藍(lán)紫發(fā)光二極管(國(guó)內(nèi)在2000年研制成功了藍(lán)光發(fā)光二極管)代替?zhèn)鹘y(tǒng)激發(fā)光源和半導(dǎo)體激光器作為水體葉綠素濃度測(cè)量裝置的新型激發(fā)光源。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)如下使用新型激發(fā)光源的水體葉綠素濃度測(cè)量裝置，包括有水下探頭，接收光纖，光電倍增管，電源電纜，和熒光信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于探頭為園桶形結(jié)構(gòu)，采用藍(lán)光發(fā)光二極管作為激發(fā)光源，所述的藍(lán)光發(fā)光二極管為1～10個(gè)，以和探頭底面呈45°的放置角等間隔的安裝在探頭內(nèi)，并在同一園周上分布，探頭中央安裝有接收光纖，接收光纖的接收角為45°，其前安裝有680nm前截止的接收濾光片。
發(fā)光二極管前放置440nm后截止的激發(fā)濾光片，藍(lán)光發(fā)光二極管的電源通過(guò)電源電纜引接入探頭。
本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方法發(fā)光二極管的體積小，將它放入圓桶形的水下探頭中，考慮到盡量集中激發(fā)光的能量，將八個(gè)發(fā)光二極管以45°的放置角等間隔得放置在一個(gè)圓周上，在每個(gè)發(fā)光二極管前放置440nm后截止的激發(fā)濾光片，接收光纖的接收角為45°，其前放置680nm前截止的接收濾光片。發(fā)光二極管的電源由電纜引入水下探頭中，熒光信號(hào)由接收光纖從水下探頭中引出傳至光電倍增管，經(jīng)模擬信號(hào)處理以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后輸出結(jié)果。
與現(xiàn)用的激發(fā)光源相比，本實(shí)用新型使用的新型激發(fā)光源價(jià)格低廉、體積?。慌c氙燈的150W功率相比其功率為mW級(jí)，電源只需一塊蓄電池，特別適用于野外測(cè)量；同時(shí)在選擇的激發(fā)光波段上其輸出光功率與現(xiàn)用激發(fā)光源的輸出光功率在同一個(gè)數(shù)量級(jí)上；另外本實(shí)用新型將激發(fā)光源放置在水下探頭中，既省去了激發(fā)光纖又設(shè)計(jì)出精巧的水下探頭(為直徑61mm高80mm的圓桶型)。使用新型激發(fā)光源的水體葉綠素濃度測(cè)量裝置的測(cè)量精度達(dá)到0.1ug/l。
本實(shí)用新型電源的功耗小，體積小，實(shí)現(xiàn)了裝置的便攜式、小型化，便于野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量；同時(shí)降低了裝置的成本，具有較高性價(jià)比。


圖1是本實(shí)用新型工作原理圖。
圖2是本實(shí)用新型探頭剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是藍(lán)光發(fā)光二極管排列示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)1、水下探頭，2、電纜，3、熒光信號(hào)處理系統(tǒng)，4、440nm后截止濾光片，5、藍(lán)光發(fā)光二極管，6、680nm前截止濾光片，7、接收光纖，8、光電倍增管。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1~圖3。水下探頭1中放置了八個(gè)藍(lán)光發(fā)光二極管5，其和探頭1底面成45°放置角為，等間隔得排成一個(gè)圓周(如圖3所示)，每個(gè)發(fā)光二極管5前放置一個(gè)440nm后截止的激發(fā)濾光片4，接收光纖7安裝在探頭1的中央，其接收角為45°，接收光纖7前放置一個(gè)680nm前截止的接收濾光片6，接收光纖7連接光電倍增管8，熒光信號(hào)處理系統(tǒng)3通過(guò)電纜2為發(fā)光二極管5提供電源，熒光信號(hào)由接收光纖7傳至熒光信號(hào)處理系統(tǒng)3，經(jīng)處理后輸出結(jié)果。探頭1內(nèi)的各光電部件均密封安裝，防止受潮。
儀器小型化，便于野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
權(quán)利要求1.使用新型激發(fā)光源的水體葉綠素濃度測(cè)量裝置，包括有水下探頭，接收光纖，光電倍增管，電源電纜，和熒光信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于探頭為園桶形結(jié)構(gòu)，采用藍(lán)光發(fā)光二極管作為激發(fā)光源，所述的藍(lán)光發(fā)光二極管為1～10個(gè)，以和探頭底面呈45°的放置角等間隔的安裝在探頭內(nèi)，并在同一園周上分布，探頭中央安裝有接收光纖，接收光纖的接收角為45°，其前安裝有680nm前截止的接收濾光片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于發(fā)光二極管前放置440nm后截止的激發(fā)濾光片，藍(lán)光發(fā)光二極管的電源通過(guò)電源電纜引接入探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的藍(lán)光發(fā)光二極管為8個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)電子測(cè)量裝置，提供一種使用新型激發(fā)光源的水體葉綠素濃度測(cè)量裝置，所述新型激發(fā)光源是以超高亮藍(lán)紫發(fā)光二極管代替?zhèn)鹘y(tǒng)激發(fā)光源和半導(dǎo)體激光器作為水體葉綠素濃度測(cè)量裝置的新型激發(fā)光源。由于藍(lán)光發(fā)光二極管體積小，成本低，其功率僅為mW量級(jí)，電源只需一塊蓄電池，可設(shè)計(jì)出精巧的水下探頭，易于小型化，攜帶方便，特別適用于野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。具有較高的性價(jià)比。
文檔編號(hào)G01N21/31GK2760546SQ200420054709
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2004年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月25日
發(fā)明者楊世植, 張玉平, 張彪, 洪津, 孟凡剛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所