一種光電轉換裝置的製作方法
2023-05-08 13:48:31
專利名稱：一種光電轉換裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光電轉化裝置，具體涉及一種粉塵濃度傳感器用光電轉換裝置。
背景技術：
目前對於粉塵濃度的測量，主要有以下幾種方式一種採用粉塵採樣器，利用濾膜 計重法原理抽取一定體積的含塵空氣，粉塵被捕集在濾膜上，根據濾膜上增加的粉塵質 量，再利用公式計算出單位體積空氣中粉塵質量濃度。這種方式不僅不便於操作，而且不能 連續測量。一種是直讀式測塵儀，主要利用間接方法如光散射、β源吸收等原理，利用採樣 器進行標定，可即時顯示測量出的粉塵濃度值來，但工作時間短，測量次數有限，不能夠對 粉塵連續監測，只能作為常規可攜式測塵儀使用。現在開發出一種可連續檢測直讀式粉塵濃度傳感器可連續檢測粉塵濃度。專利號為「CN200620125097.X」，專利名稱為「粉塵濃度傳感器」的中國專利公開 了 「一種對粉塵濃度進行長時間連續監測並即時顯示粉塵濃度值，同時轉換成頻率信號輸 出的傳感器。結構由外殼、粉塵採樣頭、粉塵室、風機、光電接收裝置組成；」 「光電接收裝 置包括光源座、光源架、光源密封套、光電倍增管」。該專利公開的粉塵濃度傳感器能夠實現 在粉塵環境下的連續工作，但是因其使用光電倍增管，使用時需要提供較高的電壓，這在粉 塵作業場所構成了安全隱患。光電轉換裝置是粉塵濃度傳感器中的重要組成部分，如何使其工作穩定、靈敏度 高，是一直努力解決的課題。
發明內容
本發明的目的是克服上述現有技術中的缺點，提供一種穩定靈敏度高，且結構合 理小巧的光電裝換裝置。本發明的一種光電轉換裝置，所述光電轉換單元包括一個發出雷射光束的半導體 雷射光源，在該雷射光源發出光束的前進方向上，依次設有入射光通道、光照區、出射光通 道、光陷阱；經過光照區且與光路垂直方向上設有球面反射鏡、半導體光探測器，球面反射 鏡和光探測器分別在光照區的兩側，光探測器與一放大電路連接；所述進氣接管和出氣接 管對稱分布在光照區的兩側，進氣接管在光照區的上端，出氣接管在光照區的下端，所述進 氣接管的管徑小於出氣接管的管徑；所述進氣接管的管孔呈扁平狀。在本發明一個優選實施例中，所述光電轉換裝置設有一與外界相通的腔體，該腔 體用於容納球面反光鏡，便於球面反射鏡的拆卸。在本發明一個優選實施例中，所述雷射光源的功率為2-3. 5毫瓦。在本發明一個優選實施例中，所述半導體光電探測器為高敏感度的光電二極體。在本發明一個優選實施例中，所述光陷阱內壁為黑色。本發明是這樣工作的，含塵空氣從進氣接管進入，經過光照區，在出氣接管排出。 雷射光源從入射光路進入，經過光照區，從出射光路進入光陷阱。當光在光照區照射到含塵空氣中的塵埃顆粒時，會發生折射，一部分折射光會直接折射進入光探測器的光敏區，另一 部分會折射到球面反射鏡上，再由鏡面反射鏡將折射光折射進入光探測器的光敏區，光探 測器將接收的光信號裝換為電壓信號傳輸到放大電路。本發明與現有技術方案相比其優點是1)、出氣接管的管徑大於進氣接管的管徑，形成近似漏鬥形，從而減少含塵空氣中 的塵埃顆粒在光照區中推積，進而可減少維護次數。進氣接管的管孔呈扁平狀，對含塵空氣 中的顆粒進行強制整形，使得粉塵顆粒在管腔中均勻分布，提高測量精度和量程範圍。2)、球面反射鏡為可拆卸安裝，這樣方便將球面反射鏡拆下清潔。3)、光陷阱的內壁都為黑色，可吸收光，無反射，不會產生幹擾。4)、光電探測器選用高敏感度的光電二極體，靈敏度高，可使用直流放大電路，穩 定無漂移。綜上，本發明的光電裝換裝置，結構合理，測量穩定性好，靈敏度精度高，易維護。
圖1為本發明一種實施例結構示意圖；圖2為圖1俯視剖視圖；圖3為現有技術中進氣接管的截面圖；圖4為本實施例中進氣接管的截面圖。其中，110為雷射光源；120為總安裝座；130為進氣接管；140為出氣接管；150為 光電探測器；160為放大電路；170為光源安裝座；180為球面反射鏡；121為出射光路；122 為入射光路；123為光陷阱；161為電路板；162為電路安裝座；131為管孔；132為管壁； 131"為現有技術的管孔；132"為現有技術中的管壁。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能 更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。如圖1結合圖2所示，總安裝座120為一長方體結構，中間有一圓形空間作為光照 區，雷射光源110安裝在總安裝座120的左端安裝孔中，通過安裝座170固定在總安裝座 上，可通過螺釘連接。總安裝座120右端安裝有一黑色物體，形成光陷阱。總安裝座120上 端孔中接有進氣接管130，下端孔中接有出氣接管140，所述進氣接管130、出氣接管140都 向內延伸入光照區域。總安裝座120前端安裝孔中安裝有球面反射鏡180，後端安裝孔中安 裝有光電探測器150，光電探測器150和放大電路160連接。電路板161通過電路安裝座 162固定連接在總安裝座120的後面。本實施例的光電轉換裝置是這樣工作的，含塵空氣從進氣接管130進入，經過光 照區，在出氣接管140排出。雷射光源110從入射光路122進入，經過光照區，從出射光路 121進入光陷阱123。當光在光照區照射到含塵空氣中的塵埃顆粒時，會發生折射，一部分 折射光會直接折射進入光探測器150的光敏區，另一部分會折射到球面反射鏡180上，再由 鏡面反射鏡180將折射光折射進入光探測器150的光敏區，光探測器將接收的光信號裝換 為電壓信號傳輸到放大電路160。
出氣接管140的管徑大於進氣接管130的管徑，形成近似漏鬥形，從而減少含塵空 氣中的塵埃顆粒在光照區中推積，進而可減少維護次數。如圖3所示，含塵空氣在採樣泵的作用下，旋轉著進入進氣管道，現有技術中的進 氣接管130的管孔131"呈圓形，因而使得塵埃顆粒在管腔中心分布比較密，外圍分布比較 稀鬆，這樣分布不均勻，會影響測量精度，同時當粉塵濃度達到一定程度時，因管腔中心粉 塵密度過密，使得無法繼續測量，因而量程範圍小。如圖4所示，本實施例的進氣接管63的管孔631呈扁平狀，可使塵埃顆粒在管壁 中撞擊，從而改變其分布規律，使塵埃顆粒分布均勻，從而提高測量精度，同時提高量程範 圍。球面反射鏡180為可拆卸安裝，這樣方便將球面反射鏡拆下清潔，本實施例是用 黑色膠布將其固定在總安裝座的安裝孔中，也可使用其它可拆卸得安裝方式。作為本發明的一個優先實施方式，光陷阱123的內壁都為黑色，可吸收光，無反 射，不會產生幹擾。作為本發明的一個更優實施方式，光電探測器150可選用高敏感度的光電二極體。作為本發明的一個最優實施方式，雷射光源110可選用功率為2-3. 5毫瓦的。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何 熟悉本領域的技術人員在本發明所揭露的技術範圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或 替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書所限 定的保護範圍為準。
權利要求
1. 一種光電轉換裝置，其特徵在於所述光電轉換單元包括一個發出雷射光束的半導 體雷射光源，在該雷射光源發出光束的前進方向上，依次設有入射光通道、光照區、出射光 通道、光陷阱；經過光照區且與光路垂直方向上設有球面反射鏡、半導體光探測器，球面反 射鏡和光探測器分別在光照區的兩側，光探測器與一放大電路連接；所述進氣接管和出氣 接管對稱分布在光照區的兩側，進氣接管在光照區的上端，出氣接管在光照區的下端，所述 進氣接管的管徑小於出氣接管的管徑；所述進氣接管的管孔呈偏平狀。
2.根據權利要求1所述的一種光電轉換裝置，其特徵在於所述光電轉換裝置設有一 與外界相通的腔體，該腔體用於容納球面反光鏡，便於球面反射鏡的拆卸。
3.根據權利要求2所述的一種光電轉換裝置，其特徵在於所述雷射光源的功率為 2-3. 5毫瓦。
4.根據權利要求1所述的一種光電轉換裝置，其特徵在於所述半導體光電探測器為 高敏感度的光電二極體。
5.根據權利要求1所述的一種光電轉換裝置，其特徵在於所述光陷阱和出射光內壁 為黑色。
全文摘要
本發明公開了一種光電轉換裝置，所述光電轉換單元包括一個發出雷射光束的半導體雷射光源，在該雷射光源發出光束的前進方向上，依次設有入射光通道、光照區、出射光通道、光陷阱；經過光照區且與光路垂直方向上設有球面反射鏡、半導體光探測器，球面反射鏡和光探測器分別在光照區的兩側，光探測器與一放大電路連接；所述進氣接管和出氣接管對稱分布在光照區的兩側，進氣接管在光照區的上端，出氣接管在光照區的下端，所述進氣接管的管徑小於出氣接管的管徑；所述進氣接管的管孔呈偏平狀。本發明的光電裝換裝置，結構合理，測量穩定性好，靈敏度精度高，易維護。
文檔編號G01N15/06GK102004069SQ20101029410
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者範人傑 申請人:常熟市礦山機電器材有限公司