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申请/专利权人：常州罗盘星检测科技有限公司

摘要：本发明提供了一种溶解氧浓度检测系统及检测方法，系统包括微控制单元、光源驱动电路、第三模拟开关、参考光光源、激发光光源、荧光膜、滤光片、光电二极管、信号处理器、开关乘法器和模数转换器；整个检测系统由微控制单元通过光源驱动电路和第三模拟开关控制激发光光源和参考光光源。光电二极管接收到光信号经过电流转电压放大以及带通滤波器电路转换得到信号S1，S1通过开关乘法器得到信号S3，再通过偏移电路和模数转换器转换为数字信号送到微控制单元中进行运算最后求出光信号的相位，进而求出溶解氧浓度。本申请提供的溶解氧浓度检测系统及检测方法，通过电路开关乘法器加正交分解方法求解荧光信号相位和幅值，算法简单、成本低。

主权项：1.一种溶解氧浓度检测方法，其特征在于，所述方法利用溶解氧浓度检测系统进行检测，该系统包括微控制单元1、数模转换器、光源驱动电路2、第三模拟开关9、参考光光源6、激发光光源4、荧光膜5、滤光片8、光电二极管7、信号处理器10、开关乘法器3和模数转换器11；所述数模转换器与所述微控制单元1连接，所述微控制单元1用于控制检测系统运行，其通过所述光源驱动电路2和所述第三模拟开关9驱动所述激发光光源4和所述参考光光源6；所述激发光光源4和所述参考光光源6均为发光二极管，所述激发光光源4用于发出特定波长的激发光，照射在所述荧光膜5上；所述参考光光源6发出的参考光的波长与所述荧光膜5发出的荧光波长相等，以避免所述荧光膜5发出荧光；所述滤光片8对所述荧光膜5发出的光信号进行过滤，所述光电二极管7用于接收所述滤光片8过滤后的光信号，所述信号处理器10用于对所述光电二极管7接收的光信号进行电流转电压放大以及带通滤波器电路处理；所述开关乘法器3可接收所述信号处理器10的信号，并对其进一步处理，所述开关乘法器3包括1倍放大电路31、-1倍放大电路32，第二模拟开关33和低通滤波器电路34；所述模数转换器11通过偏移电路12与所述开关乘法器3连接，且与所述微控制单元1连接，所述模数转换器11将模拟信号转换成数字信号送到所述微控制单元1中进行运算以求出荧光相位，然后再求得溶解氧浓度；所述方法包括以下步骤：a微控制单元1通过数模转换器发出正弦信号S0，将其送入光源驱动电路2并控制第三模拟开关9点亮激发光光源4，驱动所述激发光光源4产生正弦变化的激发光，所述激发光照射在荧光膜5上，使所述荧光膜5发出荧光信号，所述荧光信号经滤光片8过滤后，被光电二极管7接入到信号处理器10，在所述信号处理器10中进行电流转电压放大以及带通滤波器电路处理，获取到荧光正弦信号S1，其中S0＝Asinwt，其中，所述A是所述光源驱动电路2的幅值，所述B是荧光正弦信号S1的幅值，所述w是频率由所述正弦信号S0确定，所述是荧光正弦信号S1的相位，所述由信号处理器带来的固定相移与溶解氧浓度引起的荧光相位确定，b所述荧光正弦信号S1经开关乘法器处理后得到信号S3，所述开关乘法器3包括1倍放大电路31，-1倍放大电路32，第二模拟开关33和低通滤波器电路34；c所述信号S3通过偏移电路12调整电压后，再通过所述模数转换器11转换为数字信号，送入到所述微控制单元1中进行运算，可求得相位和荧光信号幅值B；d所述微控制单元1控制所述第三模拟开关9将所述正弦信号S0送入光源驱动电路2，点亮参考光光源6，驱动所述参考光光源6发出参考光，所述参考光的波长是所述荧光膜5发出的荧光波长，照射在所述荧光膜5上可避免所述荧光膜5发出荧光；得到的相位即为由信号处理器带来的固定相移经计算可以得到荧光相位e求得时间常数τ和溶解氧浓度与荧光相位关系的比例系数K；其中，f为所述激发光的频率；K＝τ0τ1-1[O2]，τ0为在无氧环境下的时间常数；τ1为在已知浓度[O2]的溶解氧环境下的时间常数；将所述比例系数K和所述τ0存储在所述微控制单元1中，再通过测量未知溶解氧浓度下的荧光相位计算出所述未知溶解氧浓度下的时间常数τ，从而反算出溶解氧的浓度。

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