藻类识别测量传感器及方法
专利汇可以提供藻类识别测量传感器及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种藻类识别测量 传感器 及方法。该传感器包括集成设置的多 波长 高 亮度 LED激发 光源 、 光学透镜 、滤光片、分光光栅、由多个具有不同检测波长的光电检测器组成的光电检测单元以及 电子 电路 系统等，同时该传感器中集成了 超 声波 发生器、 温度 传感器和机械清扫装置等。该方法是采用多波长 荧光 检测技术，通过测量 水 体 中藻类的激发荧 光谱 ，并进行相应计算，从而得到水体中藻类组分和浓度等信息。本发明采用多波长荧光检测技术，能有效减小因“红移现象”而产生的检测误差问题，并能有效反映真实的激发荧光光谱和藻类信息。特别适用于水体环境中藻类的长期监测和现场实时、快速、精确测量。，下面是藻类识别测量传感器及方法专利的具体信息内容。
1.一种藻类识别测量传感器，包括用于发射两个以上不同波长激发光的多波长荧光激发光源、用于检测由两个以上不同激发光激发产生的荧光的光电检测单元以及控制单元，其特征在于：所述光电检测单元包括两个以上荧光检测器，该两个以上荧光检测器的检测波长至少为560nm、660nm、684nm、710nm、753nm和800nm中的任意两个以上。
2.根据权利要求1所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述多波长荧光激发光源包括两个以上光源，该两个以上光源可发射的激发光的中心波长至少为435nm、450nm、
470nm、485nm、525nm、550nm、570nm、590nm及630nm中的任意两个以上。
3.根据权利要求1或2所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述多波长荧光激发光源包括可分别发射中心波长为435nm、450nm、470nm、485nm、525nm、550nm、570nm、590nm及630nm的激发光的九个高亮度LED光源，每一LED光源均配有一个相应波长的带通滤光片和聚光透镜。
4.根据权利要求3所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述九个LED光源排列在检测窗口周围，其发射的激发光都聚焦于检测窗口前的检测位置上。
5.根据权利要求1所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述藻类识别测量传感器还包括：
用于对所有激发光滤光，并聚焦至检测窗口前的检测位置上的第一滤光和光学透镜单元；
以及，用于对所有激发产生的荧光进行滤光，并聚焦至分光单元上，再由分光单元进行分光处理，而后分别反射至各个对应荧光检测器的第二滤光和光学透镜单元。
6.根据权利要求5所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述第二滤光和光学透镜单元包括光学透镜、带通波长范围在550nm-850nm的第二滤光和光栏，所有激发产生的荧光经光学透镜入射后，依次经第二滤光片和光栏滤光后，再聚焦至分光单元上，并由分光单元进行分光处理，而后分别反射至各个对应荧光检测器。
7.根据权利要求5或6所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述分光单元包括分光光栅。
8.根据权利要求1所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述光电检测单元至少选自光电检测器阵列和线阵CCD，所述光电检测器阵列至少包括六个检测波长分别在
560nm、660nm、684nm、710nm、753nm和800nm处的荧光检测器，所述荧光检测器为光电倍增管和/或光电二极管。
9.根据权利要求1所述的藻类识别测量传感器，其特征在于，所述控制单元包括：
用于采集光电检测单元发出的检测信号，并将检测信号发送至数据处理模块的数据采集模块；
用于对接收到的检测信号进行处理的数据处理模块；
以及，至少用于对多波长荧光激发光源、光电检测单元、数据采集模块和数据处理模块进行控制的中央控制模块。
10.根据权利要求9所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述控制单元还包括数据通信单元，所述数据通信单元由中央控制单元控制，用于接收外部控制命令及传输传感器检测结果。
11.根据权利要求9所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述控制单元还包括电源控制模块，所述电源控制模块由中央控制模块控制，用以给该藻类识别测量传感器内的其他功能单元提供稳定工作电压。
12.根据权利要求9所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述控制单元还包括荧光激发光源驱动模块，所述荧光激发光源驱动模块由中央控制单元控制，用于驱动荧光激发光源中选定的一个或一个以上光源工作。
13.根据权利要求1所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述藻类识别测量传感器还包括用于在进行藻类检测时测量水体温度的温度传感器，所述温度传感器与中央控制模块连接。
14.根据权利要求1所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述藻类识别测量传感器还包括用于对检测窗口进行清洁的清洁装置，所述清洁装置为超声波发生器和/或机械清扫装置，所述清洁装置由控制单元控制。
15.根据权利要求1或9所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述控制单元包括分别与中央控制模块连接的数据采集模块、数据处理模块、通信模块、荧光激发光源驱动模块以及电源管理模块，所述数据采集模块还与光电检测单元连接。
16.根据权利要求15所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述数据采集模块包括串接的前置放大电路模块和AD转换模块。
17.根据权利要求1、5、13或14所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述藻类识别测量传感器被封装于一刚性密封壳体中，所述刚性密封壳体上设置检测窗口。
18.根据权利要求17所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述密封壳体外壁上安装有用于清洁检测窗口的机械清扫装置。
19.根据权利要求17所述的藻类识别测量传感器，其特征在于：所述检测窗口上还装设有遮光帽。
20.一种藻类识别测量方法，其特征在于，该方法为：以复数个不同波长的激发光照射被检测物，并通过复数个具有不同检测波长的荧光检测器检测被检测物受激产生的荧光，形成对应于不同激发波长的复数个被检测藻类荧光光谱，再将该复数个被检测藻类荧光谱与各藻类特征谱图进行比对计算，完成被检测物中藻类信息的识别和测量；
所述激发光选自中心波长为435nm、450nm、470nm、485nm、525nm、550nm、570nm、590nm及630nm的激发光中的任意两个以上；
所述受激产生的荧光的波长至少为560nm、660nm、684nm、710nm、753nm和800nm中的任意一个以上。
21.根据权利要求20所述的藻类识别测量方法，其特征在于，该方法中，是首先对环境背景噪声进行了检测，而后再对被检测物进行检测的，并在被检测藻类荧光光谱中扣除了环境的背景噪声。
藻类识别测量传感器及方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
13等。同时，该藻类识别测量传感器中还集成了超声波发生器9、温度传感器12、机械清扫装置10及其驱动装置11。该传感器装置被封装于密封的不锈钢套中，可以经受百米水深的压力，并可以长期工作于需要监测的水体环境中。在传感器工作时，其检测窗口竖直向下，九个激发光源(101～109)排列在中心检测窗口的周围，参阅图2，该九个光源发射的光的中心波长分别为435nm、450nm、470nm、485nm、525nm、550nm、570nm、590nm及630nm，中心的窗口110用于检测藻类的激发荧光。
560nm、660nm、684nm、710nm、753nm和800nm。因此，在某一激发光源下光电检测器单元8获得一条由六个特征波长点组成的荧光谱图。中央控制器单元通过控制各个LED激发光源依次点亮，从而获得一系列的激发荧光谱图。
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