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一种自动切换量程高精度浊度仪技术发明专利

发布时间:2019-11-08人气:15

本发明提供了一种自动切换量程高精度浊度仪,包括传感器、灯管和灯塞;所述灯管螺纹连 接传感器与灯塞;所述传感器内设有光源、透镜 和滤波片;所述光源由对射、折射和参比三组测量构成;所述对射和折射前端分别设有一个透镜和一个滤波片。本发明设计的浊度仪由一个光源 和3个接收组成,包括低量程,中量程和高量程, 且内部有一个参比光源接收,实现对光衰的补 偿,使量程可以自动切换;同时,光源可以根据变 化调节发出光的亮度,解决光衰的现象;另外,本发明可以配合各种市售4-20ma或485通讯的仪表 一起使用,体积小、操作简单,还配有手抄器,方 便携带,实现移动式测量。

1 . 一 种自动切换量程高精度浊度仪 ,包 括传感器 、灯管 和灯塞 ,其 特 征 在 于 :所 述 灯 管 螺纹连接传感器与灯塞;所述传感器分为上段和下段;所述传感器上下两段连接处设有一 段螺纹;所述灯塞分为头段和尾段;所述灯塞头尾两段连接处设有一段螺纹;所述传感器下 段和灯塞尾段插入灯管内与灯管螺纹连接。

2 .根据权利要求1所述的一种自动切换量程高精度浊度仪,其特征在于:所述传感器上 段中央设有一段半圆柱体型缺口;所述缺口的上方、左方和右方分别开有一个圆柱形通孔 贯穿传感器;所述通孔内分别设有一个灯塞柱。

3 . 根 据 权 利 要 2 所 述 的 一 种 自 动 切 换 量 程 高 精 度 浊 度 仪 ,其 特 征 在 于 :所 述 灯 塞 柱 分 为 短灯塞柱和长灯塞柱;所述短灯塞柱的数量为2,分别设于上方通孔和左方通孔中;所述长 灯塞柱设于右方通孔中。

4 .根据权利要求3所述的一种自动切换量程高精度浊度仪,其特征在于:所述长灯塞柱 末端设有光源;所述光源前设有滤波片和透镜;所述短灯塞柱顶端设有一个透镜;所述短灯 塞柱内透镜后设有滤波片。

5 .根据权利要求4所述的一种自动切换量程高精度浊度仪,其特征在于:所述光源采用 890nm红外二极管;所述光源由对射、折射和参比三组测量构成。

6 .根据权利要求1所述的一种自动切换量程高精度浊度仪,其特征在于:所述传感器内 上方通孔和左方通孔之间开有一条倾斜的连接孔;所述上方通孔右面开有一条平行于右方 通孔的连接孔;所述右方通孔与左方通孔位置相对。

7 .根据权利要求1所述的一种自动切换量程高精度浊度仪,其特征在于:所述传感器上 段和下段的连接处螺纹下设有一个凹面密封圈;所述灯塞头段和尾段的连接处螺纹下设有 一个凹面密封圈。

8 .根据权利要求1所述的一种自动切换量程高精度浊度仪,其特征在于:所述灯管内设 有24位A/D线路板。

9 .根据权利要求1所述的一种自动切换量程高精度浊度仪,其特征在于:所述灯塞内设 有贯通头尾的变形通孔。

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本发明涉及水质检测领域,具体为一种可以自动切换量程的高精度浊度仪。

随着现代社会人们环保意识的逐渐增强,对水污染、水体环境的关注也越来越多。 其中,浊度是水质评价的重要指标。浊度是指水中悬浮物对光线透过时的阻碍程度。水中悬 浮物一般包括泥土、砂粒、微细的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。水的浊 度不仅与水中悬浮物质的含量有关,还与它们的大小、形状及折射系数等有关。由于水中含 有这些物质,使得原本无色透明的水产生浑浊和沉淀。简单来说,浊度,就是水中的浑浊度, 浊度仪就是用来测量水体浊度的仪器。浊度仪发出光线,使之穿过一段水样,并从与入射光 呈 9 0 °的 方 向 上 检 测 有 多 少 光 被 水 中 的 颗 粒 物 所 散 射 。这 种 散 射 光 测 量 方 法 称 作 散 射 法 。任 何真正的浊度都必须按这种方式测量。浊度仪既适用于野外和实验室内的测量,也适用于 全天候的连续监测。还可以设置浊度仪,使之在所测浊度值超出安全标准时发出警报。

传感器与灯塞;传感器分为上段和下段,其上下两段连接处设有一段螺纹;灯塞分为头段和尾段,其头尾两段连接处设有一段螺纹;连接时,传感器下段和灯塞尾段插入灯管内与灯管螺纹连接。

传统浊度仪被广泛用于自来水和污水的浊度测量,使用散射光或者直射光原理, 技术成熟,但无法解决光衰的现象。当光的强度变化时,测量也会随之发生变化,而普通浊 度仪无法应变这种情况,从而影响了测量的精度。另外,传统浊度仪量程比较窄,需要客户 订货前要提供量程,厂家再根据量程来生产产品。很多情况下,客户自己都不清楚自己需要 什么量程,带来了很多不必要的麻烦。

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供一种解决光衰现象、测量精度 高、自动切换量程的浊度仪。

为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案: 一种自动切换量程高精度浊度仪,包括传感器、灯管和灯塞,其中:灯管螺纹连接

进一步地,在传感器上段中央设有一段半圆柱体型缺口;在缺口的上方、左方和右 方分别开有一个圆柱形通孔贯穿传感器;其中,上方通孔和左方通孔之间开有一条倾斜的 连接孔,而上方通孔右面开有一条平行于右方通孔的连接孔,右方通孔与左方通孔位置相 对;同时,在这三个通孔内分别设有一个灯塞柱。

进一步地,灯塞柱分为短灯塞柱和长灯塞柱;短灯塞柱的数量为2,分别设于上方 通孔和左方通孔中;长灯塞柱有一个,设于右方通孔中。

进一步地,长灯塞柱末端设有光源,在光源前依次设有滤波片和透镜;而在短灯塞 柱顶端设有一个透镜,同时在透镜后也设有滤波片。

进一步地,光源采用890nm红外二极管;同时,光源由对射、折射和参比这三组测量 3

进一步地,在传感器上下两段连接处的螺纹下和灯塞头尾两段连接处的螺纹下均 设有一个凹面密封圈,对整体的螺纹连接进行双重密封。

在灯管内设有24位A/D线路板。 进一步地,灯塞内设有贯通头尾的变形通孔。 本发明的有益效果是:(1)浊度仪由一个光源和3个接收组成,包括低量程、中量程和 高 量 程 ,低 量 程 用 9 0 °方 向 的 折 射 ,中 量 程 和 大 量 程 用 对 射 ,且 内 部 有 一 个 参 比 光 源 接 收 , 实现对光衰的补偿,使量程可以自动切换;(2)光源可以根据折射或对射过程中信号的变 化,调节发出光的亮度,解决光衰的现象,延长维护周期,提高耐久度;(3)测量不同浊度的 液 体 时 ,可 以 自 动 更 换 测 量 方 式 ( 折 射 、对 射 ) ,线 性 更 加 合 理 ,测 量 精 度 更 高 ;( 4 ) 配 合 各 种 市售4-20ma或485通讯的仪表一起使用,直接显示水体浊度,体积小、直接投入水中即可操 作,还配有手抄器,方便携带,实现移动式测量。

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实 施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1是本发明的结构示意图; 图2是本发明的剖面结构示意图。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

如图1所示,本发明涉及的一种自动切换量程高精度浊度仪,包括传感器1、灯管2 和灯塞3,灯管2螺纹连接传感器1与灯塞3。

如图2所示,传感器1分为上段和下段。在传感器1上段中央处,设有一段半圆柱体 型的缺口4,在缺口4的正上方、左方和右方分别开有一个圆柱形通孔,这三个通孔贯穿了传 感器1。其中,在上方通孔5和左方通孔6之间开有一条倾斜的连接孔8a,而在上方通孔5右面 还开有一条平行于右方通孔7的连接孔8b。同时,右方通孔7与左方通孔6的位置相对,也就 是说,左方通孔6位于右方通孔7正前方,构成了光线对射的路线;而上方通孔5位于右方通 孔6前方正上方,构成了光线折射的路线,而连接孔8能够增加光路,放大、集中光线变化信 息。

另外,在上方通孔5和左方通孔6中分别设有一个短灯塞柱9,而在右方通孔7中设 有一个长灯塞柱10。在长灯塞柱10末端,设有光源11。光源11采用890nm红外二极管发光,其 发射光比较发散,更适合测量。而在光源11前方,设有滤波片12,滤波片12可以滤掉可见光, 从而保证测量的稳定和精度。在长灯塞柱10内,光源11发出光后,通过滤波片12,进入一条 窄通道,通道比较窄,能够有效防止出现光的反射,影响测量精度。通过窄通道,在长灯塞柱 10前端,还设有透镜13,透镜13可以将发过来的光聚为平行光,使接收更稳定。

为了满足使用需要,光源11由三组测量构成,这三组测量是对射、折射和参比。低 量 程 用 9 0 °方 向 的 折 射 ,接 收 的 信 号 随 着 浊 度 的 增 加 而 增 大 ;中 量 程 和 大 量 程 用 对 射 ,接 收的会随着浊度的增加而减小,满足各种测量情况,使测量在各种情况下保持高精度。为了自 动 切 换 量 程 ,增 加 浊 度 仪 的 实 用 性 ,在 光 源 1 1 内 设 有 一 个 参 比 ,用 以 接 收 原 始 信 号 。原 始 信 号可以根据水体现状,预估一个合适的信号强度。使用时,根据折射或者对射过程中信号的 变化,参比可以调整输入光源11的电流,实现对光衰的补偿,使量程能够自动切换。同时,在 对射和折射的前端,也就是左方通孔6和上方通孔5的接收端,分别设有一个透镜13,对将微 弱的光源信号进行聚焦,和一个滤波片12,进一步过滤可见光。当然,在灯塞柱尾端也设有 玻璃片对其进行防水保护,提高设备整体的耐久性。

为了紧固整个装置,传感器1下端直径小于其上端,而在传感器1上下两端连接处 设有一段螺纹。传感器1与灯管2连接时,其下端会塞入灯管2内,而灯管2内部设有与之相对 应的螺纹,可与传感器1紧密连接。相同的,灯塞3也分为头段和尾段,其头段直径小于尾段。 灯塞3尾段设有一段螺纹,能插入灯管2内与其螺纹连接。为了进一步紧固连接处,在传感器 1上下两段连接处的螺纹下和灯塞3头尾两段连接处的螺纹下均设有一个凹面密封圈14。这 个凹面密封圈14是一个内部带锥度的密封孔,起双重密封作用,还能耐高压,放入百米深井 都不会泄露。

为了处理测量数据,在灯管内设有24位A/D线路板15,可以用以配合各种市售4- 20ma或485通讯的仪表一起使用,能够在仪表上直接显示水体浊度。同时,在灯塞3内部,设 有贯通其头尾的变形通孔16。该变形通孔16是根据设备整体光源11、滤波片12、透镜13还有 光源11在水中的反射,为了控制各光路的干扰,设计而成的。

本发明体积小、直接投入水中即可操作。使用时,将传感器1部分置入水中,也就是 说,在缺口4中会充满待测水体。同时,光源11发出光,经过滤波片12的过滤和透镜13的聚 焦,将平行光射入缺口4的水体中。水体中含有各种物质导致其产生浊度时,各种物质会使 光散射,产生对射和折射。光发生对射和折射的信号会传递到参比光源,从而改变光源11的 电流强度,控制光源11变强或者变弱,补偿光衰,切换量程,完成测量,数据会经由线路板15 将信号转化为数字显示在连接的计算机或者仪表上。本发明还配有手抄器,方便携带,实现 了移动式测量。

以 上 所 述 仅 为 本 发 明 的 优 选 实 施 例 而 已 ,并 不 用 于 限 制 本 发 明 ,尽 管 参 照 前 述 实 施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精 神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。


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