海水光学硝酸盐传感器结构设计*

程长阔， 宋家驹， 杨鹏程， 杜军兰

(1.国家海洋技术中心，天津 300111； 2.天津市海华技术开发中心，天津 300111)

海水光学硝酸盐传感器结构设计*

程长阔1， 宋家驹2， 杨鹏程1， 杜军兰1

(1.国家海洋技术中心，天津300111；2.天津市海华技术开发中心，天津300111)

根据海水硝酸盐紫外吸收光谱法测量原理，确定了海水光学硝酸盐传感器的组成与结构方式；根据海水环境应用要求，完成了传感器壳体选材与抗压计算；详细阐述了机械制作工艺测量光路同轴度的保障方法，并对传感器关键部分的密封方式、加工与装配精度进行了说明，实现了传感器水深100 m的应用要求。

硝酸盐; 传感器; 原位测量; 海水

0 引 言

2016年，我国近海局部海域污染严重、陆源排污压力巨大、海洋环境灾害频发等问题依然突出，其主要污染要素为无机氮、活性磷酸盐和石油类[1]。为准确快捷地对海水硝酸盐进行原位监测，适应海洋仪器无人值守应用的趋势，本文基于紫外光谱分析技术，设计了吸收光谱法海水硝酸盐光学测量传感器，实现对海水硝酸盐浓度长期原位测量。

1 传感器结构设计与优化

1.1 传感器组成

根据硝酸盐光学方法测量原理，传感器主要由紫外光源、光纤、光学测量窗口、微型光谱仪、数据处理模块、电刷等组成。如图1所示。

图1紫外光源发射的紫外光经光纤传导到光学测量窗口，入射光经过测量窗口后，部分特征波段被吸收，使得光强减弱，出射光经光纤传导到微型光谱仪，并将其转换为电信号，通过控制电路和信号处理电路得到吸收光谱。……