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        一種自動切換量程高精度濁度儀技術發明專利

        發布時間:2019-11-08人氣:54

        本發明提供了一種自動切換量程高精度濁度儀,包括傳感器、燈管和燈塞;所述燈管螺紋連 接傳感器與燈塞;所述傳感器內設有光源、透鏡 和濾波片;所述光源由對射、折射和參比三組測量構成;所述對射和折射前端分別設有一個透鏡和一個濾波片。本發明設計的濁度儀由一個光源 和3個接收組成,包括低量程,中量程和高量程, 且內部有一個參比光源接收,實現對光衰的補 償,使量程可以自動切換;同時,光源可以根據變 化調節發出光的亮度,解決光衰的現象;另外,本發明可以配合各種市售4-20ma或485通訊的儀表 一起使用,體積小、操作簡單,還配有手抄器,方 便攜帶,實現移動式測量。

        1 . 一 種自動切換量程高精度濁度儀 ,包 括傳感器 、燈管 和燈塞 ,其 特 征 在 于 :所 述 燈 管 螺紋連接傳感器與燈塞;所述傳感器分為上段和下段;所述傳感器上下兩段連接處設有一 段螺紋;所述燈塞分為頭段和尾段;所述燈塞頭尾兩段連接處設有一段螺紋;所述傳感器下 段和燈塞尾段插入燈管內與燈管螺紋連接。

        2 .根據權利要求1所述的一種自動切換量程高精度濁度儀,其特征在于:所述傳感器上 段中央設有一段半圓柱體型缺口;所述缺口的上方、左方和右方分別開有一個圓柱形通孔 貫穿傳感器;所述通孔內分別設有一個燈塞柱。

        3 . 根 據 權 利 要 2 所 述 的 一 種 自 動 切 換 量 程 高 精 度 濁 度 儀 ,其 特 征 在 于 :所 述 燈 塞 柱 分 為 短燈塞柱和長燈塞柱;所述短燈塞柱的數量為2,分別設于上方通孔和左方通孔中;所述長 燈塞柱設于右方通孔中。

        4 .根據權利要求3所述的一種自動切換量程高精度濁度儀,其特征在于:所述長燈塞柱 末端設有光源;所述光源前設有濾波片和透鏡;所述短燈塞柱頂端設有一個透鏡;所述短燈 塞柱內透鏡后設有濾波片。

        5 .根據權利要求4所述的一種自動切換量程高精度濁度儀,其特征在于:所述光源采用 890nm紅外二極管;所述光源由對射、折射和參比三組測量構成。

        6 .根據權利要求1所述的一種自動切換量程高精度濁度儀,其特征在于:所述傳感器內 上方通孔和左方通孔之間開有一條傾斜的連接孔;所述上方通孔右面開有一條平行于右方 通孔的連接孔;所述右方通孔與左方通孔位置相對。

        7 .根據權利要求1所述的一種自動切換量程高精度濁度儀,其特征在于:所述傳感器上 段和下段的連接處螺紋下設有一個凹面密封圈;所述燈塞頭段和尾段的連接處螺紋下設有 一個凹面密封圈。

        8 .根據權利要求1所述的一種自動切換量程高精度濁度儀,其特征在于:所述燈管內設 有24位A/D線路板。

        9 .根據權利要求1所述的一種自動切換量程高精度濁度儀,其特征在于:所述燈塞內設 有貫通頭尾的變形通孔。

        微信圖片_20191108152210.jpg

        本發明涉及水質檢測領域,具體為一種可以自動切換量程的高精度濁度儀。

        隨著現代社會人們環保意識的逐漸增強,對水污染、水體環境的關注也越來越多。 其中,濁度是水質評價的重要指標。濁度是指水中懸浮物對光線透過時的阻礙程度。水中懸 浮物一般包括泥土、砂粒、微細的有機物和無機物、浮游生物、微生物和膠體物質等。水的濁 度不僅與水中懸浮物質的含量有關,還與它們的大小、形狀及折射系數等有關。由于水中含 有這些物質,使得原本無色透明的水產生渾濁和沉淀。簡單來說,濁度,就是水中的渾濁度, 濁度儀就是用來測量水體濁度的儀器。濁度儀發出光線,使之穿過一段水樣,并從與入射光 呈 9 0 °的 方 向 上 檢 測 有 多 少 光 被 水 中 的 顆 粒 物 所 散 射 。這 種 散 射 光 測 量 方 法 稱 作 散 射 法 。任 何真正的濁度都必須按這種方式測量。濁度儀既適用于野外和實驗室內的測量,也適用于 全天候的連續監測。還可以設置濁度儀,使之在所測濁度值超出安全標準時發出警報。

        傳感器與燈塞;傳感器分為上段和下段,其上下兩段連接處設有一段螺紋;燈塞分為頭段和尾段,其頭尾兩段連接處設有一段螺紋;連接時,傳感器下段和燈塞尾段插入燈管內與燈管螺紋連接。

        傳統濁度儀被廣泛用于自來水和污水的濁度測量,使用散射光或者直射光原理, 技術成熟,但無法解決光衰的現象。當光的強度變化時,測量也會隨之發生變化,而普通濁 度儀無法應變這種情況,從而影響了測量的精度。另外,傳統濁度儀量程比較窄,需要客戶 訂貨前要提供量程,廠家再根據量程來生產產品。很多情況下,客戶自己都不清楚自己需要 什么量程,帶來了很多不必要的麻煩。

        本發明要解決的技術問題是克服現有的缺陷,提供一種解決光衰現象、測量精度 高、自動切換量程的濁度儀。

        為了解決上述技術問題,本發明提供了如下的技術方案: 一種自動切換量程高精度濁度儀,包括傳感器、燈管和燈塞,其中:燈管螺紋連接

        進一步地,在傳感器上段中央設有一段半圓柱體型缺口;在缺口的上方、左方和右 方分別開有一個圓柱形通孔貫穿傳感器;其中,上方通孔和左方通孔之間開有一條傾斜的 連接孔,而上方通孔右面開有一條平行于右方通孔的連接孔,右方通孔與左方通孔位置相 對;同時,在這三個通孔內分別設有一個燈塞柱。

        進一步地,燈塞柱分為短燈塞柱和長燈塞柱;短燈塞柱的數量為2,分別設于上方 通孔和左方通孔中;長燈塞柱有一個,設于右方通孔中。

        進一步地,長燈塞柱末端設有光源,在光源前依次設有濾波片和透鏡;而在短燈塞 柱頂端設有一個透鏡,同時在透鏡后也設有濾波片。

        進一步地,光源采用890nm紅外二極管;同時,光源由對射、折射和參比這三組測量 3

        進一步地,在傳感器上下兩段連接處的螺紋下和燈塞頭尾兩段連接處的螺紋下均 設有一個凹面密封圈,對整體的螺紋連接進行雙重密封。

        在燈管內設有24位A/D線路板。 進一步地,燈塞內設有貫通頭尾的變形通孔。 本發明的有益效果是:(1)濁度儀由一個光源和3個接收組成,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 對 射 ,且 內 部 有 一 個 參 比 光 源 接 收 , 實現對光衰的補償,使量程可以自動切換;(2)光源可以根據折射或對射過程中信號的變 化,調節發出光的亮度,解決光衰的現象,延長維護周期,提高耐久度;(3)測量不同濁度的 液 體 時 ,可 以 自 動 更 換 測 量 方 式 ( 折 射 、對 射 ) ,線 性 更 加 合 理 ,測 量 精 度 更 高 ;( 4 ) 配 合 各 種 市售4-20ma或485通訊的儀表一起使用,直接顯示水體濁度,體積小、直接投入水中即可操 作,還配有手抄器,方便攜帶,實現移動式測量。

        附圖用來提供對本發明的進一步理解,并且構成說明書的一部分,與本發明的實 施例一起用于解釋本發明,并不構成對本發明的限制。在附圖中:

        圖1是本發明的結構示意圖; 圖2是本發明的剖面結構示意圖。

        以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明,應當理解,此處所描述的優選實 施例僅用于說明和解釋本發明,并不用于限定本發明。

        如圖1所示,本發明涉及的一種自動切換量程高精度濁度儀,包括傳感器1、燈管2 和燈塞3,燈管2螺紋連接傳感器1與燈塞3。

        如圖2所示,傳感器1分為上段和下段。在傳感器1上段中央處,設有一段半圓柱體 型的缺口4,在缺口4的正上方、左方和右方分別開有一個圓柱形通孔,這三個通孔貫穿了傳 感器1。其中,在上方通孔5和左方通孔6之間開有一條傾斜的連接孔8a,而在上方通孔5右面 還開有一條平行于右方通孔7的連接孔8b。同時,右方通孔7與左方通孔6的位置相對,也就 是說,左方通孔6位于右方通孔7正前方,構成了光線對射的路線;而上方通孔5位于右方通 孔6前方正上方,構成了光線折射的路線,而連接孔8能夠增加光路,放大、集中光線變化信 息。

        另外,在上方通孔5和左方通孔6中分別設有一個短燈塞柱9,而在右方通孔7中設 有一個長燈塞柱10。在長燈塞柱10末端,設有光源11。光源11采用890nm紅外二極管發光,其 發射光比較發散,更適合測量。而在光源11前方,設有濾波片12,濾波片12可以濾掉可見光, 從而保證測量的穩定和精度。在長燈塞柱10內,光源11發出光后,通過濾波片12,進入一條 窄通道,通道比較窄,能夠有效防止出現光的反射,影響測量精度。通過窄通道,在長燈塞柱 10前端,還設有透鏡13,透鏡13可以將發過來的光聚為平行光,使接收更穩定。

        為了滿足使用需要,光源11由三組測量構成,這三組測量是對射、折射和參比。低 量 程 用 9 0 °方 向 的 折 射 ,接 收 的 信 號 隨 著 濁 度 的 增 加 而 增 大 ;中 量 程 和 大 量 程 用 對 射 ,接 收的會隨著濁度的增加而減小,滿足各種測量情況,使測量在各種情況下保持高精度。為了自 動 切 換 量 程 ,增 加 濁 度 儀 的 實 用 性 ,在 光 源 1 1 內 設 有 一 個 參 比 ,用 以 接 收 原 始 信 號 。原 始 信 號可以根據水體現狀,預估一個合適的信號強度。使用時,根據折射或者對射過程中信號的 變化,參比可以調整輸入光源11的電流,實現對光衰的補償,使量程能夠自動切換。同時,在 對射和折射的前端,也就是左方通孔6和上方通孔5的接收端,分別設有一個透鏡13,對將微 弱的光源信號進行聚焦,和一個濾波片12,進一步過濾可見光。當然,在燈塞柱尾端也設有 玻璃片對其進行防水保護,提高設備整體的耐久性。

        為了緊固整個裝置,傳感器1下端直徑小于其上端,而在傳感器1上下兩端連接處 設有一段螺紋。傳感器1與燈管2連接時,其下端會塞入燈管2內,而燈管2內部設有與之相對 應的螺紋,可與傳感器1緊密連接。相同的,燈塞3也分為頭段和尾段,其頭段直徑小于尾段。 燈塞3尾段設有一段螺紋,能插入燈管2內與其螺紋連接。為了進一步緊固連接處,在傳感器 1上下兩段連接處的螺紋下和燈塞3頭尾兩段連接處的螺紋下均設有一個凹面密封圈14。這 個凹面密封圈14是一個內部帶錐度的密封孔,起雙重密封作用,還能耐高壓,放入百米深井 都不會泄露。

        為了處理測量數據,在燈管內設有24位A/D線路板15,可以用以配合各種市售4- 20ma或485通訊的儀表一起使用,能夠在儀表上直接顯示水體濁度。同時,在燈塞3內部,設 有貫通其頭尾的變形通孔16。該變形通孔16是根據設備整體光源11、濾波片12、透鏡13還有 光源11在水中的反射,為了控制各光路的干擾,設計而成的。

        本發明體積小、直接投入水中即可操作。使用時,將傳感器1部分置入水中,也就是 說,在缺口4中會充滿待測水體。同時,光源11發出光,經過濾波片12的過濾和透鏡13的聚 焦,將平行光射入缺口4的水體中。水體中含有各種物質導致其產生濁度時,各種物質會使 光散射,產生對射和折射。光發生對射和折射的信號會傳遞到參比光源,從而改變光源11的 電流強度,控制光源11變強或者變弱,補償光衰,切換量程,完成測量,數據會經由線路板15 將信號轉化為數字顯示在連接的計算機或者儀表上。本發明還配有手抄器,方便攜帶,實現 了移動式測量。

        以 上 所 述 僅 為 本 發 明 的 優 選 實 施 例 而 已 ,并 不 用 于 限 制 本 發 明 ,盡 管 參 照 前 述 實 施例對本發明進行了詳細的說明,對于本領域的技術人員來說,其依然可以對前述各實施 例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精 神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。


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