一种光谱测量系统技术方案

本发明专利技术属于光谱测量技术领域，具体涉及一种光谱测量系统。包括连接到复用器(2)的光源(1)和光谱仪(3)，还包括与复用器(2)相连的若干个测量光纤探头(5)，测量光纤探头(5)能够被设置在不同的测量点(8)的溶液中；复用器(2)能够选择其中一个测量光纤探头(5)，将光源(1)发出的探测光耦合到被选择的测量光纤探头(5)，并将被选择的测量光纤探头(5)获取的反射光耦合到光谱仪(3)，光谱仪(3)用于获得反射光的光谱信号，光谱信号用于得到溶液浓度。实现多个测量光纤探头(5)的在线光谱测量，在不拔出测量光纤探头(5)、不影响测量光纤探头(5)进行在线测量的前提下对本底信号漂移进行在线校正。

【技术实现步骤摘要】
一种光谱测量系统
本专利技术属于光谱测量
，具体涉及一种光谱测量系统。
技术介绍
在某些化工产品生产或化学实验中，需要对某些中间反应液或者最终产品液浓度进行多点在线光谱测量。在这些测量中，许多采用光纤探头技术进行在线监测，但这些监测有两大缺点：一是监测一个工艺点需要一个光源，一台光谱仪，多个工艺点需要多个光源和多台光谱仪。二是在不拔出在线测量探头的情况下无法实现在线校正。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光谱测量设备，该设备能够对多个工艺点进行在线监测，同时还能够在不拔出测量探头的前提下对其本底信号漂移进行在线校正。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是一种光谱测量系统，用于溶液浓度的测量，包括连接到复用器的光源和光谱仪，还包括与所述复用器相连的若干个测量光纤探头，所述测量光纤探头能够被设置在不同的测量点的溶液中；所述复用器能够选择其中一个所述测量光纤探头，将所述光源发出的探测光耦合到被选择的所述测量光纤探头，并将被选择的所述测量光纤探头获取的反射光耦合到所述光谱仪，所述光谱仪用于获得所述反射光的光谱信号，所述光谱信号用于获得被选择的所述测量光纤探头所在测量点的溶液浓度。进一步，还包括与所述光谱仪相连的电脑，所述电脑用于对所述光谱仪生成的所述光谱信号进行处理，得到所述溶液浓度。进一步，所述光源通过一路光纤与所述复用器相连，所述光谱仪通过另一路光纤与所述复用器相连。进一步，每个所述测量光纤探头分别通过一条光纤与所述复用器相连。进一步，还包括一个设置在外部空气环境中的校正光纤探头，所述校正光纤探头用于获得第一校正信号和第二校正信号，所述第一校正信号是指所述光谱仪和所述光源发生漂移之前由所述校正光纤探头获得的光信号，所述第二校正信号是指所述光谱仪和所述光源发生漂移之后由所述校正光纤探头获得的光信号。进一步，所述电脑还用于将所述第一校正信号和所述第二校正信号进行计算得到比例关系，并将所述光谱信号经过所述比例关系的校正后再进行处理，得到所述溶液浓度。进一步，所述测量光纤探头为6个。本专利技术的有益效果在于：1.一个光源1、一台光谱仪3实现多个测量光纤探头5的在线光谱测量。2.在不拔出测量光纤探头5、不影响测量光纤探头5进行在线测量的前提下对本底信号漂移进行在线校正。附图说明图1是本专利技术具体实施方式中所述的一种光谱测量系统的示意图；图2是本专利技术实施例中四价铀线性关系的示意图；图3是本专利技术实施例中正常测量2g/L四价铀谱图；图4是本专利技术实施例中2g/L四价铀校正前谱图；图5是本专利技术实施例中2g/L四价铀校正后谱图；图中：1-光源，2-复用器，3-光谱仪，4-电脑，5-测量光纤探头，6-校正光纤探头，7-光纤，8-测量点。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。如图1所示，本专利技术提供的一种光谱测量系统，用于溶液浓度的测量，其中，包括连接到复用器2的光源1和光谱仪3，还包括与复用器2相连的若干个测量光纤探头5(共有6个)，测量光纤探头5能够被设置在不同的测量点8的溶液中(测量点8为待测元素所在反应液中)；复用器2能够选择其中一个测量光纤探头5，将光源1发出的探测光耦合到被选择的测量光纤探头5，并将被选择的测量光纤探头5获取的反射光耦合到光谱仪3(反射光是由探测光经反应液中待测元素吸收后，经镜面反射回测量光纤探头5的光信号)，光谱仪3用于获得反射光的光谱信号，光谱信号用于获得被选择的测量光纤探头5所在测量点8的溶液浓度(待测元素吸收的光与待测元素浓度成比例关系，经数据处理系统计算测得待测元素浓度)。如测量另一测量点8的待测元素浓度，则旋转复用器2的光路切换部件，将光路切换至相应测量光纤探头5，该测量光纤探头5测得的光谱信号与待测元素浓度成比例关系。经相应数据处理获得待测元素浓度。其它测量点测量依此类推。还包括与光谱仪3相连的电脑4，电脑4用于对光谱仪3生成的光谱信号进行处理，得到溶液浓度。光源1通过一路光纤7与复用器2相连，光谱仪3通过另一路光纤7与复用器2相连。每个测量光纤探头5分别通过一条光纤7与复用器2相连。还包括一个设置在外部空气环境中的校正光纤探头6(放置空气中光强度稳定的地方)，校正光纤探头6用于获得第一校正信号和第二校正信号，第一校正信号是指光谱仪3和光源1发生漂移之前由校正光纤探头6获得的光信号，第二校正信号是指光谱仪3和光源1发生漂移之后由校正光纤探头6获得的光信号。电脑4还用于将第一校正信号和第二校正信号进行计算得到比例关系，并将光谱信号经过比例关系的校正后再进行处理，得到溶液浓度。长期使用光源1、光谱仪3会产生本底光信号漂移变化。其它部件比如复用器2、光纤接头、测量光纤探头5等只要不发生物理几何变化、接头松紧不变，影响因素都是固定的，光路一旦连接完毕，这些影响因素也就固定了，不会随时间而变化，通过扣空白，也就消除了。而光源1和光谱仪3即使几何结构固定，光源1的发光效率、光谱仪3的探测效率也会变化。由于信号漂移主要来自光源1及光谱仪3，其它6路测量光纤探头5的测量光路又与校正光纤探头6的校正光路共用一个光源1、一台光谱仪3，可通过将光路切换至校正光路，校正光路可以捕捉漂移信号变化，校正光路通过测量漂移前后光信号变化计算出比例关系。再将光路切换至6条测量光路时，每个测量光纤探头5测到的光信号会经校正光路产生的比例关系进行校正后，再进行浓度计算。无需对测量光路进行探头拔出等操作，实现在线光谱校正。实施例在某连续萃取实验中需要对各级溶液中四价铀含量进行实时测量，以反映萃取状态。如测量某一级料液中的四价铀浓度，则将光信号经复用器2切换至相应测量光纤探头5中。该测量光纤探头5测量到的吸光度与四价铀浓度成比例关系，经数学模型计算获得四价铀浓度，共有6个独立的测量光纤探头5与复用器2相连，从而完成6个萃取槽中四价铀的测量。四价铀分析范围：配制不同浓度有机相(30％TBP煤油)四价铀，以30％TBP煤油为空白在1076.25nm处测量不同标样吸光度(见表1)。以四价铀浓度变化为横坐标，吸光度为纵坐标作图(见图2)。表1四价铀配制浓度与测量吸光度结果四价铀浓度(g/L)A(1076.25nm)0.09780.000380.19560.015210.39120.043070.4890.066131.01060.120651.98860.248292.99920.38084.00980.501665.99840.75136实验结果表明：四价铀浓度在0.1-6.0g/L范围内线性关系良好本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光谱测量系统，用于溶液浓度的测量，其特征是：包括连接到复用器(2)的光源(1)和光谱仪(3)，还包括与所述复用器(2)相连的若干个测量光纤探头(5)，所述测量光纤探头(5)能够被设置在不同的测量点(8)的溶液中；所述复用器(2)能够选择其中一个所述测量光纤探头(5)，将所述光源(1)发出的探测光耦合到被选择的所述测量光纤探头(5)，并将被选择的所述测量光纤探头(5)获取的反射光耦合到所述光谱仪(3)，所述光谱仪(3)用于获得所述反射光的光谱信号，所述光谱信号用于获得被选择的所述测量光纤探头(5)所在测量点(8)的溶液浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种光谱测量系统，用于溶液浓度的测量，其特征是：包括连接到复用器(2)的光源(1)和光谱仪(3)，还包括与所述复用器(2)相连的若干个测量光纤探头(5)，所述测量光纤探头(5)能够被设置在不同的测量点(8)的溶液中；所述复用器(2)能够选择其中一个所述测量光纤探头(5)，将所述光源(1)发出的探测光耦合到被选择的所述测量光纤探头(5)，并将被选择的所述测量光纤探头(5)获取的反射光耦合到所述光谱仪(3)，所述光谱仪(3)用于获得所述反射光的光谱信号，所述光谱信号用于获得被选择的所述测量光纤探头(5)所在测量点(8)的溶液浓度。


2.如权利要求1所述的一种光谱测量系统，其特征是：还包括与所述光谱仪(3)相连的电脑(4)，所述电脑(4)用于对所述光谱仪(3)生成的所述光谱信号进行处理，得到所述溶液浓度。


3.如权利要求2所述的一种光谱测量系统，其特征是：所述光源(1)通过一路光纤(7)与所述复用器(2)相连，所述光谱仪(3)通过另一路光...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焕良，王玲，左臣，张丽华，朱浩玮，李辉波，钱红娟，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11