一种液芯光纤共振拉曼光谱在线检测亚硝酸盐方法

摘要

本发明提出了一种液芯光纤共振拉曼光谱在线检测亚硝酸盐方法，包括光源、外光路系统、光路接收处理系统三部分。光源：采用激光频率连续可调的激光器；外光路系统包括：反光镜，滤光片，聚焦透镜，液芯光纤；光路接收处理系统包括：单色仪，电荷耦合器，S3C2440芯片，触摸屏。本发明采用液芯光纤监测亚硝酸盐溶液，无需取样、不破坏样品，同时液芯光纤技术可以使拉曼光谱强度提升10³倍，采用共振拉曼光谱技术，可提升拉曼光谱强度10⁶倍，液芯光纤技术和共振拉曼光谱技术联用可提升拉曼光谱强度10⁹倍，使用S3C2440芯片处理数据，并在触摸屏上实时绘制数据变化轨迹，全程无需人工操作，可实现对水体中的亚硝酸盐浓度的持续在线测量。

主权项

一种液芯光纤共振拉曼光谱在线检测亚硝酸盐方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，搭建液芯光纤共振拉曼光谱在线检测亚硝酸盐系统；该系统包括光源、外光路系统、光路接收处理系统；第二步，根据共振理论和亚硝酸盐的电子吸收光谱，通过实验选择激发光频率；通过调节可调激光器的波长和功率，使激光器发出合适强度的稳定光，积分时间设定为50ms，实验过程在暗室中完成；被激发的拉曼散射信号由S3C2440芯片处理，使触摸屏显示拉曼光谱图，通过观察实验中记录的光谱数据，选取散射光最强的一组数据，确定最佳激发波长；第三步，器件的选型；第一反光镜(2)，第二反光镜(8)使用的是普通的平光镜，角度可自由调整；第一滤光片(3)，使用前置单色器或干涉滤光片；第二滤光片(7)，用合适的干涉滤光片或吸收盒；第一聚焦透镜(4)和第二聚焦透镜(6)使用的是梯度变折射率透镜；第四步，S3C2440芯片获取亚硝酸盐的浓度值，需通过如下步骤：1)制备浓度为X₁，X₂，X₃，...X_n亚硝酸盐的标准溶液；2)将浓度为X₁的标准溶液加入样品池，设定好仪器参数，扫描获得体系的共振拉曼光谱，测定1303cm^‑1处的拉曼光谱散射峰的强度值I₁；3)按照步骤2)的方法依次测定浓度为X₂，X₃，...X_n亚硝酸盐的标准溶液的拉曼散射强度值I₂，I₃，...I_n；4)因为拉曼散射峰强度与亚硝酸盐的浓度呈良好的线性关系，根据此可绘制亚硝酸盐浓度关系的工作曲线，通过实验数据分析，可获得线性回归方程I＝aX+b，其中a，b为常数。并将公式写入S3C2440芯片；5)使用本发明测定待测溶液的拉曼光谱散射峰强度I_样品，根据步骤4)的公式，S3C2440芯片自动计算出待测亚硝酸盐溶液的浓度X_样品。