本實(shí)用新型涉及光催化劑性能智能評價(jià)系統(tǒng)，特別涉及一種基于光纖傳感評價(jià)光催化劑性能的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
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光催化由于在環(huán)境凈化，自清潔材料，先進(jìn)新能源，癌癥醫(yī)療，高效率抗菌等多個(gè)方面具有重大應(yīng)用背景，因此光催化已經(jīng)成為近年來國內(nèi)外最活躍的研究領(lǐng)域之一。光催化劑作為光催化最重要的部分，對其更是投入了大量研究，光催化劑的性能直接決定了光催化的效率，如何選擇光催化劑就成了一個(gè)值得研究的方向，于是光催化劑性能的評價(jià)系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)的對催化劑性能評價(jià)的方法往往設(shè)備和流程過于復(fù)雜加大了實(shí)驗(yàn)難度和投入的時(shí)間，且在用到氣相色譜儀等設(shè)備的時(shí)候成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于光纖傳感器評價(jià)光催化劑性能的系統(tǒng)，用光催化劑在特定光源和特定時(shí)間內(nèi)發(fā)生光催化反應(yīng)降解甲基橙溶液的濃度將光催化劑性能量化，在一次性通過實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對不同的光催化劑進(jìn)行性能測試得出性能的優(yōu)劣，為以后的光催化劑的制備和負(fù)載技術(shù)提供可靠地測試平臺，具有結(jié)構(gòu)簡單操作方便的特點(diǎn)，大大節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用成本。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

一種基于光纖傳感器評價(jià)光催化劑性能的系統(tǒng)包括光源功率恒定模塊(1)、光纖傳感光路監(jiān)測模塊(2)、溫度檢測模塊(3)、單片機(jī)(4)、計(jì)算機(jī)(5)和光催化反應(yīng)模塊(6)；光催化化反應(yīng)模塊(6)由光源功率恒定模塊(1)提供光源，由光纖傳感光路監(jiān)測模塊(2)測出光強(qiáng)差數(shù)據(jù)，溫度檢測模塊(3)測定發(fā)生的溫度數(shù)據(jù)變化；上述光源功率恒定模塊(1) 與單片機(jī)(4)連接并受單片機(jī)(4)控制；上述光纖傳感光路監(jiān)測模塊(2)，溫度檢測模塊 (3)與單片機(jī)(4)連接將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)(4)；單片機(jī)(4)收到的數(shù)據(jù)處理后發(fā)送給計(jì)算機(jī)(5)，顯示出線性的圖形。

所述的光源功率恒定模塊(1)包含電流互感器(101)、電壓互感器(102)、LED燈(103)，為光催化反應(yīng)模塊(6)提供穩(wěn)定的光源；

所述的光纖傳感光路監(jiān)測模塊(2)由激光光源(201)、光纖(206)、光開關(guān)(202)、敏感棱鏡(203)、第一光電探測器(204)和第二光電探測器(205)組成，利用不同濃度的甲基橙溶液對光吸收的強(qiáng)度不同的原理測出光催化使得甲基橙溶液濃度的變化；

光催化化反應(yīng)模塊(6)是可裝卸不同光催化劑和裝有特定甲基橙濃度溶液的反應(yīng)池。

溫度檢測模塊(3)包括溫度傳感器(301)和測溫電路，可測光催化反應(yīng)進(jìn)行的環(huán)境溫度，傳送給單片機(jī)后可修正不同溫度對光催化反應(yīng)的影響。

所述單片機(jī)(4)將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)主機(jī)(5)。

本實(shí)用新型適用各種光催化劑的性能評價(jià)，如TiO₂，Bi₂S₃，F(xiàn)eVO₄等。

有益效果：

1.將光催化劑對光催化的效果測量轉(zhuǎn)換為折射率對光強(qiáng)的影響的測量，利用折射率與甲基橙溶液的濃度關(guān)系進(jìn)行信號解調(diào)，實(shí)現(xiàn)在一次性通過實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中對不同的光催化劑進(jìn)行性能實(shí)時(shí)測量，具有操作簡單快捷，數(shù)據(jù)精確，評價(jià)可靠的特點(diǎn)

2.輸入程序的單片機(jī)實(shí)時(shí)測定和控制催化光源功率恒定，排除催化實(shí)驗(yàn)不相干因素，數(shù)據(jù)更加可靠。

3.通過溫度傳感器檢測環(huán)境溫度，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，排除了溫度這一對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造成影響的因素。

4.通過將所測數(shù)據(jù)處理后在計(jì)算機(jī)上用線性圖表示，將光催化劑的性能直觀地表達(dá)出來。

附圖說明：

以下結(jié)合說明書附圖及具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)示意圖。

圖中1-光源功率恒定模塊，101-電流互感器，102-電壓互感器，103-LED催化光源， 2-光纖傳感光路監(jiān)測模塊，206-光纖，201-激光光源，202-光開關(guān)、204-第一光電探測器，205-第二光電探測器，203-敏感棱鏡，3-溫度檢測模塊，301-溫度傳感器，4-單片機(jī)，5-計(jì)算機(jī)，6-催化反應(yīng)模塊

具體實(shí)施方式：

如圖所示，一種基于光纖傳感器評價(jià)光催化劑性能的系統(tǒng)，他是由電流互感器101、電壓互感器102、LED催化光源103、光纖206、激光光源201、光開關(guān)202、第一光電探測器 204、第二光電探測器205、敏感棱鏡203、溫度傳感器301、單片機(jī)(4)、計(jì)算機(jī)(5)構(gòu)成的。

其中激光光源201是一種半導(dǎo)體激光光源，光纖206是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具；光開關(guān)202是一種具有一個(gè)或多個(gè)可選的傳輸端口的光學(xué)器件，其作用是對光傳輸線路光信號進(jìn)行物理切換或邏輯操作；敏感棱鏡203是一種光學(xué)石英玻璃；光電探測器是一個(gè)光電二極管和一個(gè)放大器，封裝在一個(gè)低剖面的外殼中。

電流互感器、電壓互感器檢測光催化光源的驅(qū)動(dòng)電路電流和電壓，檢測所得的信號輸入單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過計(jì)算并且控制LED光源功率恒定照射光催化反應(yīng)系統(tǒng)。激光光源經(jīng)過一段光纖后到達(dá)光開關(guān)分成兩條光強(qiáng)相同的光路，一條光通過靈敏棱鏡后到達(dá)溶液表面反射后被第一光電探測器接收，另一條光路直接通過光纖到達(dá)第二光電探測器，第一光探測器和第二光探測器測得兩條光路的光強(qiáng)差，這個(gè)信號通過寫好程序的單片機(jī)處理后得到相應(yīng)的溶液濃度，同時(shí)溫度傳感器將所測反應(yīng)系統(tǒng)中的溫度傳給單片機(jī)進(jìn)行修正計(jì)算，每隔一段時(shí)間處理一次輸出溶液濃度，這里降低的溶液濃度量化為光催化劑性能，再將這些數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)主機(jī)，顯示出時(shí)間與溶液濃度的關(guān)系曲線。

以上對本實(shí)用新型一種基于光纖傳感器的光催化劑性能評價(jià)系統(tǒng)，進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對本實(shí)用新型的原理及具體實(shí)施方案進(jìn)行了描述，以上說明用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想。