本實(shí)用新型涉及濃度檢測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種便攜式氨氮離子濃度檢測(cè)的傳感器模組。

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背景技術(shù)：
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近些年，市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種各樣的氨氮在線分析儀，但是他們大多數(shù)產(chǎn)品的核心技術(shù)還是依賴(lài)于國(guó)外，換句話說(shuō)，國(guó)內(nèi)的氨氮在線分析儀制造廠家就是代工廠，并沒(méi)有核心科技，國(guó)內(nèi)掌握的技術(shù)是純化學(xué)檢測(cè)法，這些檢測(cè)手段是科研實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)方法，難以在一般的實(shí)際生產(chǎn)使用中普及應(yīng)用，因此在一般規(guī)模的水產(chǎn)品養(yǎng)殖基地都是采用較為粗劣的目測(cè)估計(jì)法，檢測(cè)效果往往不怎么理想。對(duì)比國(guó)外的氨氮離子檢測(cè)技術(shù)分布情況可知，光電探測(cè)技術(shù)在氨氮離子濃度檢測(cè)行業(yè)十分盛行。因此，成本低廉，運(yùn)行可靠，便于攜帶的光電探測(cè)類(lèi)型的氨氮離子濃度檢測(cè)儀器在國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)是相當(dāng)好的，具有巨大的市場(chǎng)潛力。

我國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺篊N200910088043.9公開(kāi)了一種廢水流量、氨氮濃度及氨氮總量水質(zhì)在線聯(lián)測(cè)儀，包括氨發(fā)生器、氣-液分離器、氨吸收器、電導(dǎo)檢測(cè)器、數(shù)據(jù)處理器多個(gè)部件，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，使用的成本較高。因此，需要設(shè)計(jì)一種新型的便攜式氨氮離子濃度檢測(cè)的傳感器模組。

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技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種便攜式氨氮離子濃度檢測(cè)的傳感器模組，操作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，針對(duì)性地解決人類(lèi)快捷、準(zhǔn)確、方便的監(jiān)測(cè)江、河、湖、海中的氨氮離子濃度技術(shù)難題。。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種便攜式氨氮離子濃度檢測(cè)的傳感器模組，包括比色皿(16)、機(jī)械腔體(14)、光源(1)、探測(cè)器(8)和環(huán)氧樹(shù)脂填充物，其特征在于比色皿(16)設(shè)置于在機(jī)械腔體(14)中間，比色皿(16)的兩側(cè)分別設(shè)有光源(1)和探測(cè)器(8)，光源(1)和探測(cè)器(8)為同軸安裝結(jié)構(gòu)，光源(1)焊接固定在光源側(cè)板(5)上，探測(cè)器(8)焊接在探測(cè)器側(cè)板(10) 上，光源(1)與光源側(cè)板(5)之間和探測(cè)器(8)與探測(cè)器側(cè)板(10)之間均充滿環(huán)氧樹(shù)脂填充物。

所述的機(jī)械安裝腔體(14)頂部設(shè)有腔體上蓋(13)，機(jī)械安裝腔體(14) 內(nèi)設(shè)有電路主板(17)通過(guò)螺釘連接，機(jī)械安裝腔體(14)內(nèi)設(shè)有同軸安裝孔，同軸安裝孔內(nèi)設(shè)有光源和探測(cè)器。

所述的光源(1)和探測(cè)器(8)均固定在機(jī)械安裝腔體內(nèi)部加工的臺(tái)階上。

所述的機(jī)械安裝腔體(14)側(cè)面開(kāi)有走線槽，該走線槽中的屏蔽導(dǎo)線(11) 連接電路主板(17)與光源側(cè)板(5)和探測(cè)器側(cè)板(10)。

所述的比色皿(16)頂部設(shè)有比色皿上蓋(15)。

所述的走線槽設(shè)置于機(jī)械安裝腔體(14)的兩側(cè)。

所述的探測(cè)器(8)管腳焊接在探測(cè)器側(cè)板(10)上，光源(1)的管腳焊接在光源側(cè)板(5)上。

所述的屏蔽連接線(4)卡在機(jī)械安裝腔體(14)的走線槽內(nèi)，外部均覆蓋絕緣的環(huán)氧樹(shù)脂。

所述的比色皿(6)透光側(cè)放置在探測(cè)器(8)和光源(1)的軸線上，并蓋上比色皿上蓋(15)和機(jī)械安裝腔體上蓋(13)以此隔絕自然光線。

本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，組合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可行，易于安裝與拆卸，其優(yōu)點(diǎn)在于：采用光學(xué)腔體整體化設(shè)計(jì)，有高靈敏度、高可靠性、便捷性的特點(diǎn)，能適應(yīng)惡劣環(huán)境，適用于江、河、湖、海各個(gè)不同領(lǐng)域的氨氮離子濃度檢測(cè)。

[附圖說(shuō)明]

圖1是本實(shí)用新型便攜式氨氮離子濃度檢測(cè)傳感器模組爆炸示意圖；

圖2是本實(shí)用新型便攜式氨氮離子濃度檢測(cè)的傳感器模組橫向剖視圖；

圖中：1-光源，2-環(huán)氧樹(shù)脂填充物，3-環(huán)氧樹(shù)脂填充物，4-屏蔽導(dǎo)線，5- 光源側(cè)板，6-待測(cè)樣液，7-濾光片，8-探測(cè)器，9-環(huán)氧樹(shù)脂填充物，10-探測(cè)器側(cè)板，11-屏蔽導(dǎo)線，12-環(huán)氧樹(shù)脂填充物，13-機(jī)械安裝腔體上蓋，14-機(jī)械安裝腔體，15-比色皿上蓋，16-比色皿，17-電路主板，18-緊固螺釘，19-塑料墊片。

[具體實(shí)施方式]

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專(zhuān)業(yè)的人來(lái)說(shuō)是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

參見(jiàn)圖1和圖2，所述的一種便攜式氨氮離子濃度檢測(cè)的傳感器模組，包括比色皿(16)、機(jī)械腔體(14)、光源(1)、探測(cè)器(8)和環(huán)氧樹(shù)脂填充物，其特征在于比色皿(16)設(shè)置于在機(jī)械腔體(14)中間，比色皿(16)的兩側(cè)分別設(shè)有光源(1)和探測(cè)器(8)，光源(1)和探測(cè)器(8)為同軸安裝結(jié)構(gòu)，光源(1)焊接固定在光源側(cè)板(5)上，探測(cè)器(8)焊接在探測(cè)器側(cè)板(10)上，光源(1)與光源側(cè)板(5)之間和探測(cè)器(8)與探測(cè)器側(cè)板(10)之間均充滿環(huán)氧樹(shù)脂填充物。

所述的氨氮離子濃度檢測(cè)傳感器模組能在水資源安全監(jiān)測(cè)方面廣泛應(yīng)用，主要針對(duì)水資源中氨氮污染物濃度的檢測(cè)。該氨氮離子濃度檢測(cè)模塊屬于智能傳感器范疇，它融合了光電探測(cè)技術(shù)和化學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)，根據(jù)被檢測(cè)氨氮離子與化學(xué)試劑反應(yīng)生成膠狀絡(luò)合物的含量來(lái)判斷氨氮離子在溶劑中的濃度。利用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，將氨氮絡(luò)合物對(duì)可見(jiàn)光的吸收量轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，在經(jīng)過(guò)CPU 芯片對(duì)信號(hào)的模擬采集，分析和處理，最終將被測(cè)溶液中氨氮離子濃度的數(shù)值顯示在液晶屏上，供操作者記錄與分析。

實(shí)施例1

氨氮離子濃度檢測(cè)傳感器模組的電路主板上采用的CPU為STM32F051K8單片機(jī)芯片。電壓源采用12V供電。機(jī)械安裝腔體采用長(zhǎng)50mm,寬度35mm，高53mm 的鋁合金材料加工而成。比色皿規(guī)格為：長(zhǎng)12.5mm，寬12.5mm，高45mm的高透光率玻璃比色皿。在光源和光學(xué)探測(cè)器之間放置了一款K9材質(zhì)的光學(xué)玻璃比色皿。該比色皿結(jié)構(gòu)為粉燒結(jié)形成整體，與金屬腔體間隙配合，使得該傳感器模組結(jié)構(gòu)十分牢靠。光源采用LED冷光源，其發(fā)光的中心波長(zhǎng)為454nm，帶寬是從430nm至500nm。探測(cè)器采用的是LXD66MK，芯片尺寸為5.5*5.8mm，波長(zhǎng)響應(yīng)范圍是360-1100nm，峰值波長(zhǎng)為560nm，響應(yīng)時(shí)間為11μs。光源和探測(cè)器的這些參數(shù)能很好的滿足光學(xué)檢測(cè)氨氮的使用條件。數(shù)字顯示部分采用Nokia/諾基亞5110LCD液晶顯示器，檢測(cè)員的操作平臺(tái)采用四個(gè)長(zhǎng)寬均為6mm 的輕觸微型電子開(kāi)關(guān)按鈕。外設(shè)通訊接口分別為：DB9針RS232接口，4P-2.54mm 接線端子座式的IIC接口、RS485接口、UART接口、單總線以及電流輸出接口。另外配置電源供電指示燈和單片機(jī)正常運(yùn)行LED指示燈。上述的這些硬件設(shè)備充分的體現(xiàn)了氨氮離子濃度檢測(cè)傳感器模組的便攜性和具有豐富的通訊接口。

實(shí)施例2

氨氮離子濃度檢測(cè)傳感器模組根據(jù)溫度傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)氨氮離子濃度讀數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償修正，用戶只需向含有樣液的比色皿中加入檢測(cè)相關(guān)試劑，并進(jìn)行操作電路主板的微型按鈕，即可完成對(duì)氨氮離子濃度檢測(cè)傳感器模組進(jìn)行校零、測(cè)量與讀數(shù)。

整個(gè)檢測(cè)模塊的使用過(guò)程如下：首先給氨氮離子檢測(cè)模塊供上12V直流電源，打開(kāi)電源總開(kāi)關(guān)，觀察電源指示燈和CPU供電指示燈是否正常點(diǎn)亮，按開(kāi)機(jī)鍵開(kāi)機(jī)，等待系統(tǒng)的初始化完成，然后打開(kāi)樣池蓋，取出比色皿，將室溫水 (純凈水)適量倒入玻璃比色皿中并放入檢測(cè)池中，按照先后順序，依次蓋上比色皿上蓋和檢測(cè)池蓋，按下清零鍵，屏幕顯示閃爍的000.000，表示正在進(jìn)行清零，當(dāng)屏幕不在顯示閃爍的數(shù)字時(shí)，表示清零已經(jīng)結(jié)束；然后取出比色皿并清洗，清洗完成之后將被檢測(cè)水樣適量倒入玻璃比色皿中，放入一號(hào)試劑8滴搖勻，再加入二號(hào)試劑8滴搖勻靜置6分鐘后放入檢測(cè)池中，按照先后順序，依次蓋上比色皿上蓋和檢測(cè)池蓋，按下讀數(shù)鍵，等待幾秒鐘顯示讀數(shù)(氨氮值)。每次讀數(shù)都需按下讀數(shù)鍵。按照這個(gè)流程即可完成樣液中氨氮離子濃度的檢測(cè)。一號(hào)試劑的作用為消除水樣中鈣鎂等金屬離子的干擾；二號(hào)試劑可以和水樣中以游離態(tài)形式存在的氨或銨離子形成淡紅棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物對(duì)光的吸收量與氨氮的含量成正比，從而測(cè)定水中的氨氮含量。

所述的一號(hào)試劑為酒石酸鉀鈉溶液，其質(zhì)量百分比為35％，剩余65％為純凈水。其配比方法是：稱(chēng)取34g酒石酸鉀鈉溶于50g純凈水中，加熱煮沸驅(qū)除氨，充分冷卻稀釋至100g，即為一號(hào)試劑成品，放在暗處、備用。所述的二號(hào)試劑為混合溶液，其中碘化鉀質(zhì)量百分比為10％，碘化汞質(zhì)量百分比為13％，氫氧化鈉質(zhì)量百分比為17％，剩余60％為純凈水。其配比方法是：稱(chēng)取氫氧化鈉，溶于純凈水中，冷卻至室溫。稱(chēng)取碘化鉀和碘化汞溶于純凈水中，在不斷把攪拌的情況下，緩慢加入氫氧化鈉溶液，然后稀釋?zhuān)娣诺骄垡蚁┎馁|(zhì)的瓶子中，即為二號(hào)試劑成品，放在暗處、避光保存。

實(shí)施例3

為了保證探測(cè)器和光源同軸安裝，機(jī)械安裝腔體在機(jī)械加工的過(guò)程中采用一次裝夾。為了保證探測(cè)器和光源的精準(zhǔn)定位，在機(jī)械安裝腔體上留有較小尺寸誤差的安裝臺(tái)階，裝配工人只需將探測(cè)器或者光源平放在安裝孔內(nèi)，使探測(cè)器或光源的邊緣抵在機(jī)械安裝腔體上，然后涂上適量的環(huán)氧樹(shù)脂填充物即可。將上述的光源側(cè)板和探測(cè)器側(cè)板分別安裝焊接在環(huán)氧樹(shù)脂膠填充物的兩側(cè)，然后用屏蔽導(dǎo)線分別連接電路主板、光源側(cè)板、探測(cè)器側(cè)板。電路主板是靠緊固螺釘(18)和塑料墊片(19)固定于機(jī)械安裝腔體上面，此安裝十分牢靠；加上塑料墊片的好處在于電路主板上的電子元器件與鋁合金腔體隔離開(kāi)來(lái)，防止電路短路。