一種葉綠素含量的檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光譜檢測技術領域，具體涉及一種葉綠素含量的檢測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]俗話說:“養(yǎng)魚先養(yǎng)水”。要想取得水產(chǎn)養(yǎng)殖成功，最關鍵的是將水質(zhì)調(diào)控做到位。而水產(chǎn)養(yǎng)殖中水質(zhì)調(diào)控的關鍵是:溶解氧、透明度、酸堿度等。其中溶氧量是水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的生命元素，葉綠素含量決定著水體中的溶氧量，葉綠素是藻類的重要組成成分，葉綠素的含量也能夠在一定程度上反映水質(zhì)狀況。
[0003]用分光光度計721測量水體葉綠素含量的方法屬于取樣分析測量法，通常的做法是現(xiàn)場采取水樣后帶回實驗室進行分析測定，需要經(jīng)過采樣、過濾、萃取、測定等幾個步驟。這樣的測定方法檢測精度較高，而且能分析組分含量。但是樣品的預處理過程復雜，極易在操作過程中帶來二次污染；樣品從海上或者湖泊帶回實驗室需要一定的時間，而葉綠素在微生物的作用下，可能會進行分解，難以準確反映在生態(tài)系統(tǒng)中葉綠素的真實情況。
[0004]以YSI 6025型葉綠素傳感器為核心的葉綠素監(jiān)測系統(tǒng)。YSI 6025型葉綠素傳感器采用活體測定方法，即利用了葉綠素熒光響應的特征，在特定的波長光照下釋放出熒光，熒光強度正比于葉綠素濃度。由于激發(fā)產(chǎn)生的熒光強度十分微弱，因此該檢測方法在實際檢測中，對環(huán)境要求十分高，容易受到環(huán)境光的干擾。同時由于水樣雜質(zhì)的不確定性，導致檢測結果也會受到一定程度的干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提供了一種葉綠素含量的檢測裝置及方法，該方法分析速度快、測量范圍廣。
[0006]第一方面，本發(fā)明提供一種葉綠素含量的檢測方法，包括:
[0007]利用不同濃度的葉綠素溶液，建立葉綠素檢測模型；
[0008]采用兩個波長的入射光對待測樣本進行檢測，獲取所述待測樣本的葉綠素的吸光度；
[0009]將所述待測樣本的葉綠素的吸光度代入所述葉綠素檢測模型，獲取所述待測樣本的葉綠素的濃度。
[0010]可選的，所述利用不同濃度的葉綠素溶液，建立葉綠素檢測模型，包括:
[0011]利用兩個波長下的光對不同濃度的標準葉綠素溶液進行檢測；
[0012]分別計算所述兩個波長的光對應的吸光度值和葉綠素濃度；
[0013]根據(jù)所述吸光度值和所述葉綠素濃度，建立葉綠素檢測模型。
[0014]可選的，所述兩個波長為663nm和645nm。
[0015]第二方面，本發(fā)明還提供了一種葉綠素含量的檢測裝置，包括:模型建立模塊、光電探測模塊和檢測模塊，所述模型建立模塊設置于所述檢測模塊中，所述光電探測模塊與所述檢測模塊相連；
[0016]所述模型建立模塊，用于利用不同濃度的葉綠素溶液，建立葉綠素檢測模型；
[0017]所述光電探測模塊，用于采用兩個波長的入射光對待測樣本進行檢測，獲取所述待測樣本的葉綠素的吸光度；
[0018]所述檢測模塊，用于將所述待測樣本的葉綠素的吸光度代入所述葉綠素檢測模型，獲取所述待測樣本的葉綠素的濃度。
[0019]可選的，所述模型建立模塊，具體包括:
[0020]利用兩個波長下的光對不同濃度的標準葉綠素溶液進行檢測；
[0021]分別計算所述兩個波長的光對應的吸光度值和葉綠素濃度；
[0022]根據(jù)所述吸光度值和所述葉綠素濃度，建立葉綠素檢測模型。
[0023]可選的，所述兩個波長為663nm和645nm。
[0024]可選的，所述檢測模塊包括:電壓轉(zhuǎn)換電路、光源穩(wěn)流電路、1-U轉(zhuǎn)換電路、濾波放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、顯示電路和存儲電路。
[0025]可選的，所述電壓轉(zhuǎn)換電路，用于通過電壓轉(zhuǎn)換給所述檢測模塊供電。
[0026]可選的，所述光源穩(wěn)流電路，用于給光源供電。
[0027]可選的，所述存儲電路，用于存儲所述待測樣本的葉綠素的吸光度。
[0028]由上述技術方案可知，本發(fā)明提供的一種葉綠素含量的檢測裝置及方法，該方法分別用波長為645nm和663nm的光照射樣品，通過光電傳感器測量透射光的強度可以得到對應波長下的吸光度值，從而計算出葉綠素的相對濃度值。主要優(yōu)點是:分析速度快、測量范圍廣、樣品準備簡單、不消耗樣品、沒有化學污染等。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明一實施例提供的一種葉綠素含量的檢測方法的流程示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明一實施例提供的檢測裝置結構示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明另一實施例提供的光路結構設計示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明一實施例提供的電壓轉(zhuǎn)換電路示意圖；
[0033]圖5為本發(fā)明一實施例提供的光源穩(wěn)流供電電路示意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明一實施例提供的1-U轉(zhuǎn)換電路示意圖；
[0035]圖7為本發(fā)明一實施例提供的濾波放大電路示意圖；
[0036]圖8為本發(fā)明一實施例提供的A/D轉(zhuǎn)換電路示意圖；
[0037]圖9為本發(fā)明一實施例提供的顯不電路不意圖；
[0038]圖10為本發(fā)明一實施例提供的串口電路和同步U盤存儲豐旲塊不意圖；
[0039]圖11為本發(fā)明一實施例提供的電信號處理過程示意圖；
[0040]圖12為本發(fā)明一實施例檢測裝置檢測的流程示意圖；
[0041]圖13為本發(fā)明一實施例提供的測量流程示意圖；
[0042]圖14為本發(fā)明一實施例提供的U盤存儲流程不意圖；
【具體實施方式】
[0043]下面結合附圖，對發(fā)明的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0044]圖1示出了本發(fā)明實施例提供的一種葉綠素含量的檢測方法的流程示意圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟:
[0045]101、利用不同濃度的葉綠素溶液，建立葉綠素檢測模型；
[0046]102、采用兩個波長的入射光對待測樣本進行檢測，獲取所述待測樣本的葉綠素的吸光度；所述兩個波長為663nm和645nm。
[0047]103、將所述待測樣本的葉綠素的吸光度代入所述葉綠素檢測模型，獲取所述待測樣本的葉綠素的濃度。
[0048]上述方法分別用波長為645nm和663nm的光照射樣品，通過光電傳感器測量透射光的強度可以得到對應波長下的吸光度值，從而計算出葉綠素的相對濃度值。主要優(yōu)點是:分析速度快、測量范圍廣、樣品準備簡單、不消耗樣品、沒有化學污染等。
[0049]上述步驟101中所述利用不同濃度的葉綠素溶液，建立葉綠素檢測模型，包括:
[0050]1011、利用兩個波長下的光對不同濃度的標準葉綠素溶液進行檢測；
[0051]1012、分別計算所述兩個波長的光對應的吸光度值和葉綠素濃度；
[0052]1013、根據(jù)所述吸光度值和所述葉綠素濃度，建立葉綠素檢測模型。
[0053]上述方法具有如下優(yōu)點:
[0054](I)使用透射原理，提高了測定效率
[0055]傳統(tǒng)的葉綠素檢測方法往往需要進行復雜的樣本預處理，加上儀器攜帶不方便導致樣本從采集到測量要經(jīng)過很長一段時間，造成葉綠素的分解，影響了測量精度。本發(fā)明無需樣本預處理，可以現(xiàn)采集現(xiàn)測量。保證了樣本的完整性，提高了測量精度，并且安全無污染。
[0056]利用透射法原理進行葉綠素含量檢測，能夠避免采樣、預處理過程中可能出現(xiàn)的葉綠素降解、其他物質(zhì)污染等現(xiàn)象，從而保證了葉綠素濃度檢測的準確性。由于熒光光強較弱，容易受到檢測時環(huán)境光的干擾，因此使用透射法檢測原理能夠簡化儀器的光學結構，同時降低儀器在使用時的環(huán)境要求，從而降低儀器的開發(fā)、制作和使用成本，對儀器的推廣和使用更加有利。
[0057](2)提供了可靠的高精度水體葉綠素含量檢測模型
[0058]為了準確預測水體葉綠素含量，本發(fā)明直接建立并使用分光光度原理中的葉綠素含量測定模型。首先利用不同濃度的標準葉綠素溶液，建立標準葉綠素檢測模型。利用兩個波長下的光對不同濃度的標準葉綠素溶液進行檢測，計算出對應的吸光度值。之后利用測得的吸光度值和對應的葉綠素濃度，建立高精度葉綠素濃度的檢測模型(R2 = 0.84)，并將該檢測模型直接嵌入到儀器中。測量時首先利用葉綠素標準液對模型進行標定和校正，然后使用兩個不同波長的入射光對均勻樣本進行測定，利用光學結構和獨立電路分別測量兩個波長下光的透射率，最終根據(jù)嵌入的