一種浸入式濁度檢測探頭的製作方法

2023-10-25 20:52:27

一種浸入式濁度檢測探頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種浸入式濁度檢測探頭，包含一個主殼體，一個樞軸，一個附殼體，一個紅外光發射器，一個紅外光接收器。其特徵在於：主殼體帶有面向同一方向的窗口和兩個凸出端，紅外光發射器安裝在主殼體內且面向主殼體窗口安裝；樞軸安裝在主殼體兩個凸出端之間；附殼體可繞樞軸旋轉且帶有面向樞軸的窗口，紅外光接收器安裝在附殼體內且面向附殼體窗口安裝；主殼體窗口至樞軸距離大於附殼體窗口至樞軸距離；附殼體帶著紅外光接收器一起旋轉，使紅外光接收器接收光的方向與透射光方向之間成0度~180度角。
【專利說明】一種浸入式濁度檢測探頭

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水質監測領域，特別是水濁度監測中浸入式濁度檢測探頭設備。

【背景技術】
[0002]濁度是水體質量的重要指標之一，在工業水及環境水的監測中往往都需要進行濁度檢測。濁度檢測方式主要有取樣檢測和在線檢測兩種。其中取樣檢測需要提取待測樣本水體後送至相關檢測機構，其檢測過程長，結果返回慢，且樣本在運輸途中會發生沉降，影響測量結果可靠程度，因此在許多期望快速得到測量結果的場合應用較少。相反，在線檢測因其方便快捷近年來倍受青睞。濁度在線檢測設備根據測量方式的不同又分為吸水式和浸入式。其中吸水式通過水泵將樣本水體吸入設備內部進行檢測,其結構較為複雜,往往帶有相關的水體處理模塊，相應的清洗和維護也較為繁瑣。浸入式通過將檢測探頭置入水中進行檢測，其結構較為簡單，清洗維護也較為便捷，非常適用於對水體濁度長期實時的監測。
[0003]對濁度的檢測存在國家計量檢定規程所規定的標準方法，即散射法:通過測量待測樣本在與入射光束呈90度的垂直散射方向對入射光束散射的能量來確定，濁度單位為NTU。該方法的理論依據是90度方向的散射能量基本與樣本中顆粒濃度成正比。然而實際中該方法只適用於小顆粒、一般低池度的情況。在顆粒較大時，散射光在垂直散射方向散射減弱，而在與透射光束夾角大於90度的後散射方向明顯增強。隨著濁度增加(如M0NTU)，受顆粒間互相遮擋的影響，垂直散射方向接受的散射光能量隨顆粒濃度的增長率開始降低，偏離線性區，此時垂直散射與透射光強度之比能保持較好線性。在高濁度(如M00NTU)，即顆粒濃度較大時，顆粒間互相遮擋嚴重，垂直散射與透射光強度之比亦偏離線性區，而此時在與透射光束夾角小於90度的前散射方向的能量變化可以用於修正濁度計算值，保持測量的線性。
[0004]基於濁度檢測標準方法，當前的浸入式濁度檢測設備的探頭一般含有f 3個固定的光電接收器件，用於對含有特定大小及濃度顆粒的水體檢測濁度。如含單個90度散射接收器的用來檢測小顆粒低量程內的濁度；一個90度散射接收器和一個透射接收器用來檢測小顆粒中量程內的濁度；一個90度散射接收器、一個透射接收器和一個前散射接收器用來檢測小顆粒大量程內的濁度；一個90度散射接收器和一個後散射接收器用來檢測小顆粒低量程內的濁度和大顆粒的濁度；等等。若在一個抬頭上同時安裝90度散射、透射、前散射、後散射的接收器，固然可以針對大小顆粒獲得更大的測量範圍，但受安裝位置的影響，接收器的窗口會在探頭附近反射雜散光，給各個接收器帶來幹擾。


【發明內容】

[0005]為擴展浸入式濁度檢測的適用範圍，本實用新型公開了一種能夠根據實測情況調整接收器位置以在較大量程內針對不同尺寸顆粒檢測濁度的浸入式濁度檢測探頭。
[0006]本發明的內容是:一種浸入式濁度檢測探頭，包含一個主殼體，一個樞軸,一個附殼體，一個紅外光發射器，一個紅外光接收器。其特徵在於:所述主殼體帶有面向同一方向的窗口和兩個凸出端；所述樞軸安裝在所述兩個凸出端之間；所述附殼體可繞所述樞軸旋轉且帶有面向所述樞軸的窗口，使所述附殼體窗口法線能夠與所述主殼體窗口法線成0度^180度角，所述主殼體窗口至所述樞軸距離大於所述附殼體窗口至所述樞軸距離；所述紅外光發射器安裝在所述主殼體內且面向主殼體窗口安裝；所述紅外光接收器安裝在所述附殼體內且面向附殼體窗口安裝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的剖面示意圖。
[0008]圖2是本實用新型的側面示意圖。

【具體實施方式】
[0009]以下結合附圖和實施例進一步闡釋本實用新型。
[0010]如圖1和圖2，主殼體1上帶有窗口 11和兩個凸出端12和13，窗口 11與凸出端12和13面向同一方向。樞軸2安裝在凸出端12和13之間。附殼體3帶有窗口 31，窗口31面向樞軸2，並且附殼體3可繞樞軸2旋轉，使得附殼體3的窗口 31的法線311能夠與主殼體1的窗口 11的法線111成0度?180度角。主殼體1的窗口 11至樞軸2的距離大於附殼體3的窗口 31至樞軸2的距離。紅外光發射器4面向窗口 11安裝在主殼體1內。紅外光接收器5面向窗口 31安裝在附殼體3內。這樣附殼體3可以帶著紅外光接收器5 —起繞樞軸2旋轉，使得紅外光接收器5接收光的方向51與透射光方向41之間成0度?180度角。在接收光方向51與透射光方向41之間夾角0度時，紅外光接收器5接收到的是透射光信號；在接收光方向51與透射光方向41之間夾角90度時，紅外光接收器5接收到的是垂直散射信號；在接收光方向51與透射光方向41之間夾角大於0度小於90度時，紅外光接收器5接收到的是前散射信號，典型的前散射信號角度是2(Γ40度左右；在接收光方向51與透射光方向41之間夾角大於90度小於180度時，紅外光接收器5接收到的是後散射信號，典型的後散射信號角度是12(Γ140度左右；在接收光方向51與透射光方向41之間夾角180度時，紅外光接收器5背向紅外光發射器4，接收不到光信號。
[0011]本實用新型的探頭在實際應用中紅外光接收器5常規位於垂直散射位置進行檢測；當檢測到濁度超過第一閾值(如40NTU)時，紅外光接收器5在垂直散射位置記錄信號並旋轉至透射位置記錄信號，以供系統進行濁度計算；當檢測到濁度超過第二閾值(如400NTU)時，紅外光接收器5在垂直散射位置記錄信號並旋轉至透射位置和前散射位置記錄信號，以供系統進行濁度計算；當操作人員判斷探頭用於檢測懸濁物為大顆粒的水體時，人工操縱系統使紅外光接收器5在後散射位置進行檢測。
[0012]在本實用新型的一個實施例中，附殼體3在繞樞軸2旋轉中僅能帶著紅外光接收器5停留在有限且固定的四個位置，包括一個垂直散射位置、一個透射位置、一個前散射位置和一個後散射位置。系統根據測量需要僅在此固定的四個位置中選擇位置記錄接收的光強。
[0013]在本實用新型的又一個實施例中，附殼體3在繞樞軸2旋轉中僅能停留在任意位置。系統可以在旋轉過程中記錄接收的光強，形成繞附近水體一周的光強檢測數據。在一個典型實施例中，系統可根據這些數據進行計算、比對，自行判斷顆粒大小並計算修正的濁o 丫I
【權利要求】
1.一種浸入式濁度檢測探頭，包含一個主殼體,一個樞軸,一個附殼體,一個紅外光發射器，一個紅外光接收器，其特徵在於:所述主殼體帶有面向同一方向的窗口和兩個凸出端；所述樞軸安裝在所述兩個凸出端之間；所述附殼體可繞所述樞軸旋轉且帶有面向所述樞軸的窗口，使所述附殼體窗口法線能夠與所述主殼體窗口法線成ο度?180度角，所述主殼體窗口至所述樞軸距離大於所述附殼體窗口至所述樞軸距離；所述紅外光發射器安裝在所述主殼體內且面向主殼體窗口安裝；所述紅外光接收器安裝在所述附殼體內且面向附殼體窗口安裝。
2.如權利要求1所述的探頭，其中所述附殼體在繞所述樞軸旋轉中僅能停留在有限且固定的四個位置，所述四個位置包括一個垂直散射位置、一個透射位置、一個前散射位置和一個後散射位置。
3.如權利要求1所述的探頭，其中所述附殼體在繞所述樞軸旋轉中能停留在任意位置。
【文檔編號】G01N21/49GK204203094SQ201420535527
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】王瑜, 劉志高, 高建林 申請人:北京華安富邦軟體有限公司