地下水检测装置

技术领域

本发明属于地下水检测技术领域，具体涉及一种地下水检测装置。

背景技术

水资源问题将是二十一世纪我国乃至世界面临的主要问题，随着工农业发展和人口的增长，一方面加大了对水资源的开发利用，另一方面也加剧了对水资源的污染。为了合理的开发和利用地下水资源，遏制已有的地下水环境问题的进一步恶化，防止新的地下水开发区出现类似问题，在加强勘查的基础上，必须对地下水动态变化进行监测。目前，根据检测地点可以分为原位检测和异位检测，原位检测技术难度大，异位检测通常会带来时间及保存药剂的浪费，无法及时获取检测结果。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种地下水检测装置，用以解决异位检测会带来时间及保存药剂的浪费，无法及时准确地获取检测结果的问题。

本发明实施例提供一种地下水检测装置，包括：

壳体，所述壳体上具有沿所述壳体的长度方向延伸的腔室；

离子富集膜，所述离子富集膜设置于所述腔室中；

激光发射器，所述激光发射器设置于所述壳体上，所述激光发射器发出的激光投射至所述离子富集膜；

透镜，所述透镜设置于所述腔室中，所述透镜位于所述离子富集膜的一侧，用于聚焦所述离子富集膜中的离子发出的荧光。

根据本发明的一个实施例，检测装置还包括：

光陷阱结构，所述光陷阱结构设置于所述壳体上，所述光陷阱结构与所述激光发射器沿所述透镜的外周设置。

根据本发明的一个实施例，所述壳体上具有第一安装孔和第二安装孔，所述激光发射器设置于所述第一安装孔中，所述光陷阱结构设置于所述第二安装孔中。

根据本发明的一个实施例，检测装置还包括：

滤光片，所述滤光片设置于所述透镜的远离所述离子富集膜的一侧。

根据本发明的一个实施例，所述透镜具有多个，多个所述透镜沿所述腔室的长度方向间隔设置。

根据本发明的一个实施例，检测装置还包括：

支撑结构，所述支撑结构具有沿所述腔室的长度方向贯穿的通孔，所述透镜设置于所述通孔中，所述透镜的边沿与所述支撑结构的侧壁连接。

根据本发明的一个实施例，检测装置还包括：

光反射结构，所述光反射结构设置于所述壳体上，所述激光发射器发出的光线经过所述光反射结构反射后投射至所述离子富集膜。

根据本发明的一个实施例，检测装置还包括：

载玻片，所述载玻片设置于所述腔室中，所述离子富集膜设置于所述载玻片上。

根据本发明的一个实施例，检测装置还包括：

密封圈，所述密封圈设置于所述腔室的内侧壁上，所述载玻片的一侧的边缘止抵所述密封圈，所述离子富集膜设置于所述载玻片的远离所述密封圈的一侧，所述激光发射器与所述透镜设置于所述载玻片的靠近所述密封圈的一侧。

根据本发明的一个实施例，检测装置还包括：

第一支撑体，所述载玻片的边缘设置于所述第一支撑体与所述密封圈之间；和/或

第二支撑体，所述离子富集膜的边缘设置于所述第二支撑体与所述载玻片之间。

根据本发明的一个实施例，检测装置还包括：

连接座，所述连接座与所述壳体连接，所述连接座设置于所述透镜的远离所述离子富集膜的一侧，所述连接座上具有用于穿设光纤的穿孔。

根据本发明的一个实施例，检测装置还包括：

光纤，所述光纤的一端邻近所述透镜的远离所述离子富集膜的一侧设置，所述离子富集膜中的离子发出的荧光入射至所述光纤；

光谱检测仪，所述光纤的另一端与所述光谱检测仪连接，所述光谱检测仪根据所述光纤的另一端传输的光信号检测所述离子富集膜上的离子。

本发明的上述技术方案的至少具有以下有益效果：

根据本发明实施例的地下水检测装置，包括：壳体，所述壳体上具有沿所述壳体的长度方向延伸的腔室；离子富集膜，所述离子富集膜设置于所述腔室中；激光发射器，所述激光发射器设置于所述壳体上，所述激光发射器发出的激光投射至所述离子富集膜；透镜，所述透镜设置于所述腔室中，所述透镜位于所述离子富集膜的一侧，用于聚焦所述离子富集膜中的离子发出的荧光。在应用过程中，可以将检测装置放置水中，保证液面浸没离子富集膜，通过离子富集膜可以富集水中的离子，所述激光发射器发出的激光投射至所述离子富集膜上，激发出离子富集膜上重金属离子的荧光，荧光通过透镜进行聚焦，透镜聚焦的荧光可以进入光纤，通过光纤传输到光谱检测仪上进行分析重金属成分，可以准确地检测地下水中的重金属离子的含量和种类，便于地下水的监测，可以准确及时地获取检测结果。

附图说明

图1为检测装置的一个结构示意图；

图2为壳体的一个结构示意图；

图3为壳体的另一个结构示意图；

图4为光反射结构的一个结构示意图；

图5为连接座的一个结构示意图；

图6为压簧的一个结构示意图；

图7为压簧的另一个结构示意图；

图8为压簧的又一个结构示意图；

图9为压簧的又一个结构示意图；

图10为光陷阱结构的一个结构示意图；

图11为光陷阱结构的另一个结构示意图；

图12为支撑柱的一个结构示意图；

图13为支撑柱的另一个结构示意图；

图14为支撑柱的又一个结构示意图；

图15为支撑柱的又一个结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1至图15，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图15所示，本发明实施例的地下水检测装置包括：壳体4、离子富集膜15、激光发射器18与透镜，壳体4上具有沿壳体4的长度方向延伸的腔室43，离子富集膜15设置于腔室43中。壳体4可以为柱状，腔室43可以为柱状，离子富集膜15可以富集地下水中的一种或多种重金属离子。激光发射器18可以设置于壳体4上，激光发射器18发出的激光可以投射至离子富集膜15上，透镜可以设置于腔室43中，透镜的数量可以为一个或多个，透镜的轴向方向与腔室43的轴向方向可以相同。透镜可以位于离子富集膜15的一侧，激光发射器18与透镜可以位于离子富集膜15的上方，透镜可以聚焦离子富集膜15中的离子发出的荧光。光纤的一端邻近透镜的远离离子富集膜15的一侧设置，透镜聚焦的离子富集膜15中的离子发出的荧光可以通过光纤传输，离子富集膜15中的离子发出的荧光入射至光纤，通过光纤将光信号传输到光谱检测仪上，进行分析重金属成分，可以准确地检测地下水中的重金属离子的含量和种类。壳体4的上端的端部可以设有与腔室43连通的上盖1，上盖1上可以设置葛兰头22，葛兰头22上可以具有开孔，光纤可以穿过开孔，葛兰头22可以用于光纤的穿线，可以具有密封防水作用。

在应用过程中，可以将检测装置放置在水中，保证液面浸没离子富集膜15，通过离子富集膜15可以富集水中的离子，激光发射器18发出的激光投射至离子富集膜15上，激发出离子富集膜15上重金属离子的荧光，荧光通过透镜进行聚焦，透镜聚焦的荧光可以进入光纤，通过光纤传输到光谱检测仪上进行分析重金属成分，可以准确地检测地下水中的重金属离子的含量和种类，便于地下水的监测，可以准确及时地获取检测结果。

在本发明的实施例中，如图1、图10和图11所示，检测装置还可以包括：光陷阱结构5，光陷阱结构5可以设置于壳体4上，光陷阱结构5与激光发射器18可以沿透镜的外周设置，光陷阱结构5与激光发射器18可以均具有多个，光陷阱结构5与激光发射器18的数量可以相同，比如，光陷阱结构5与激光发射器18可以均具有两个，两个激光发射器18可以相邻设置，两个光陷阱结构5可以相邻设置，通过光陷阱结构5可以提高激光发射器18的效率，使其尽可能多的激光聚焦在离子富集膜15上。

可选地，如图1与图2所示，壳体4上可以具有第一安装孔41和第二安装孔42，第一安装孔41和第二安装孔42可以沿着壳体4的长度方向延伸，激光发射器18可以设置于第一安装孔41中，光陷阱结构5可以设置于第二安装孔42中，第一安装孔41和第二安装孔42可以均具有多个，每个激光发射器18可以设置于对应的第一安装孔41中，每个光陷阱结构5可以设置于对应的第二安装孔42中。第一安装孔41中可以设置压簧3，压簧3可以与第一安装孔41通过螺纹连接，通过压簧3可以固定激光发射器18。第二安装孔42中可以设置压簧3，压簧3可以与第二安装孔42通过螺纹连接，通过压簧3可以固定光陷阱结构5。

在一些实施例中，如图1所示，检测装置还可以包括：滤光片6，滤光片6可以设置于透镜的远离离子富集膜15的一侧，滤光片6可以设置于透镜与光纤之间，通过滤光片6可以滤除不需要的光线，使得有用的光信号传输至光纤。滤光片6可以设置于腔室43中，可以通过支撑柱20进行支撑，通过压簧21进行固定，可以起到过滤杂光的作用。

可选地，透镜可以具有多个，多个透镜可以沿腔室43的长度方向间隔设置，比如，透镜可以具有三个，三个透镜可以沿腔室43的长度方向间隔设置。透镜可以为平凸镜，透镜可以用于聚焦荧光。

在本发明的实施例中，检测装置还可以包括：支撑结构，支撑结构具有沿腔室43的长度方向贯穿的通孔，透镜设置于通孔中，透镜的边沿与支撑结构的侧壁连接，可以防止外部的光线进入透镜，减少外部光线的干扰。

如图1所示，透镜可以为平凸镜，透镜可以具有三个，透镜可以包括透镜7、透镜8与透镜9，透镜7、透镜8与透镜9可以沿着腔室43的长度方向间隔设置。支撑结构可以包括多个支撑柱，支撑柱可以如图12至图15所示，支撑柱具有沿腔室43的长度方向贯穿的通孔，也即是支撑柱整体为管状。透镜7可以设置于支撑柱17和支撑柱19之间，透镜7可以用于聚焦荧光。透镜8可以放置支撑柱16和支撑柱17之间，透镜8可以用于聚焦荧光。透镜9可以放置在腔室43的底部和支撑柱16之间，透镜9可以用于聚焦荧光。滤光片6可以设置于腔室43中，可以通过支撑柱20进行支撑，通过压簧21进行固定，支撑柱20可以放置在滤光片6和压簧21之间，起到固定支撑的作用，压簧21可以对腔室43中的支撑柱和透镜进行固定。

可选地，如图1、图3和图4所示，检测装置还可以包括：光反射结构10，光反射结构10可以设置于壳体4上，激光发射器18发出的光线经过光反射结构10反射后可以投射至离子富集膜15，通过设置光反射结构10便于光反射结构10与激光发射器18的配合。壳体4上可以设置反射底座固定面44，比如，腔室43的底部可以设置反射底座固定面44，光反射结构10可以放置在反射底座固定面44上，光反射结构10可以通过支撑柱102进行固定，激光发射器18发出的激光通过光反射结构10上的反射镜面101聚焦到离子富集膜15的中心处，以此来激发富集在离子富集膜15上的重金属发出荧光。

在一些实施例中，如图1所示，检测装置还可以包括：载玻片12，载玻片12可以设置于腔室43中，离子富集膜15可以设置于载玻片12上，离子富集膜15与载玻片12可以平行紧贴设置，通过载玻片12可以为离子富集膜15提供放置平台。比如，离子富集膜15可以设置于载玻片12的底侧，可以通过粘接或卡接在载玻片12上，以便于离子富集膜15可以拆卸或更换。

在本发明的实施例中，如图1所示，检测装置还可以包括：密封圈11，密封圈11可以设置于腔室43的内侧壁上，载玻片12的一侧的边缘可以止抵密封圈11，离子富集膜15可以设置于载玻片12的远离密封圈11的一侧，激光发射器18与透镜可以设置于载玻片12的靠近密封圈11的一侧，通过密封圈11可以具有密封作用，实现防水作用，防止地下水进入载玻片12的上方，防止水影响载玻片12上方的结构部件，避免水影响激光发射器18与透镜。壳体4上位于载玻片12下方的区域可以设置进水孔，通过进水孔可以使得地下水接触离子富集膜15。

在一些实施例中，如图1所示，检测装置还可以包括：第一支撑体13，载玻片12的边缘可以设置于第一支撑体13与密封圈11之间，第一支撑体13可以为压簧，通过第一支撑体13可以支撑固定载玻片12，通过第一支撑体13可以将载玻片12的边缘与密封圈11挤压在一起，具有较好的密封性，实现防水作用。腔室43的内侧壁上可以设置密封槽，可以将密封圈11设置在密封槽中，使得密封圈11稳定牢固，使得载玻片12的边缘与密封圈11可以稳定牢固地挤压在一起。

可选地，检测装置还可以包括：第二支撑体14，离子富集膜15的边缘可以设置于第二支撑体14与载玻片12之间，第二支撑体14可以为压簧，通过第二支撑体14可以支撑固定离子富集膜15，通过第二支撑体14可以将离子富集膜15的边缘与载玻片12挤压在一起，将离子富集膜15固定在载玻片12上。

在本发明的实施例中，如图1和图5所示，检测装置还可以包括：连接座2，连接座2与壳体4连接，连接座2可以设置于透镜的远离离子富集膜15的一侧，连接座2与壳体4可以通过螺纹连接，连接座2上可以具有用于穿设光纤的穿孔，光纤的一端可以穿过穿孔，且光纤的一端的端部邻近透镜的远离离子富集膜15的一侧设置，通过光纤将光信号传出，可以通过光纤与外接的光谱检测仪相连。

在本发明的实施例中，检测装置还可以包括：光纤与光谱检测仪，光纤的一端邻近透镜的远离离子富集膜15的一侧设置，离子富集膜15中的离子发出的荧光入射至光纤。，光纤的另一端与光谱检测仪连接，光谱检测仪根据光纤的另一端传输的光信号检测离子富集膜15上的离子，通过光谱检测仪可以检测离子富集膜15上的离子的种类和数量，进而检测出地下水中离子的含量和种类。

在使用过程中，首先将离子富集膜15放置在载玻片12上，采用压簧进行固定，然后将整个装置放置在水中，保证地下水液面浸没离子富集膜15或载玻片12。此时激光发射器18进行发射激光，激光通过光反射结构10上的反射镜面进行反射，将激光聚集到离子富集膜15上，激发出离子富集膜15上重金属的荧光，荧光通过透镜进行聚焦，并通过光纤传输到光谱检测仪上进行分析重金属成分，试验结束。可以取出装置，取下离子富集膜15，等待下次检测。该装置尺寸小，装置外径可以小于60mm，可以放入任何地下水监测井中。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。