濁度測量用傳感器組件的製作方法
2023-04-29 17:37:46 3
專利名稱：濁度測量用傳感器組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種傳感器組件，具體而言是一種濁度測量用傳感器組件。
背景技術：
一般情況下，檢測流體的渾濁程度時所使用的濁度測量用傳感器包括發散出測量束流(beam)(通常使用高頻)的發射器(Transmitter)、用於接收由所述發射器發散出來並通過了流體的束流的接收器(Receiver)。測量時，將發射器發散的測量束流的值與接收器吸納的通過了待測流體後的束流的值相互進行比較，由此可以測量到流體的透射度，即流體的濁度。但此裝置採用了作為高頻發散器的發射器(Transmitter)及作為用於吸納的聲波檢測器的接收器，其高價格成為問題。不僅如此，由發射器發散出來的高頻測量束流在通過流體的傳播路徑過程中，由於流體的流動或周邊的噪聲等細微的波長因素，容易造成幹擾及散射，這就使得所述接收器吸納到比實際透射度更多的測量束流，從而發射器發散出來的測量束流的值與通過了流體的束流的值之間產生誤差的可能性高。不僅如此，將濁度為零的狀態下的基準值設置於接收器的作業、及基於該設置值而體現出濁度的作業也會由於幹擾因素而變得非常費事。用於解決上述問題的現有的方法是沿著測量束流的傳播方向額外設置一個截面面積較小的用於發散測量束流的發射器，從而防止測量束流的散射，其典型的實例有生成雷射束流的發射器。但是，如上所述的生成雷射束流的發射器不僅其本身的價格高昂，還需要實施將發射器與接收器精密地進行排列的設置作業，使測量變得十分地費事。此外，現有的濁度測量用傳感器可以固定在流體的通道或流體的儲存空間中使用，但要沿著流體的儲存空間或流體的通道以移動的方式使用是幾乎不可能的。因此能採用現有的濁度測量用傳感器的領域也會變窄，傳感器產品的實用價值會進一步降低。因此，我們需要一種操作簡單、價格低廉、易於操作且測量範圍的誤差小的濁度測量用傳感器組件。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種濁度測量用傳感器組件。為了解決上述問題本發明的技術方案是這樣的
一種濁度測量用傳感器組件，包括發射器和接收器，其特徵在於，所述發射器為發散紫外光的發光元件，所述接收器為受光元件，所述受光元件設置於與所述發光元件相對的位置，所述發光元件和所述受光元件保持一定間距。本發明的原理是發光元件發射出來的光(紫外線)穿過待測流體後，到達受光元件。待測流體中的異物或汙泥成分會吸收或散射一部分由發光元件發散出來的光，受光元件測量出被衰減的透射光或散射光的強度，從而檢測出流體的透射度，即流體的濁度。
所述受光元件是由多個信道用元件分散設置於受光部位而成。所述發光元件使用紫外線發光二極體，而所述受光元件從光電二極體或光電電晶體中選擇其一而使用。所述紫外線發光二極體被廣泛地使用於音響或錄像機的遠程控制(遠距離控制器)與計算機的紫外線通信埠，即使使用較低電力也能發散出有效的光能。因此與普通的紫外線燈相比，其發熱量與故障較少，同時，可以通過調節電力大小來調節其亮度。所述光二極體是具有光檢測功能的半導體二極體。所述光電電晶體具有與結式電晶體相同的構成，為使光能到達基級-集電極的PN結而被置於透明罩內，能如光電二極體一樣運轉，但對光更加敏感。與現有技術相比，本發明的有益效果是
(1)相比於利用了高頻的現有的濁度測量用傳感器，本發明成本低、結構簡單。同時，本發明不僅利用如高頻這樣的波長，還同時利用了光能所具有的波動性與粒子性，因此，在使用時幾乎不受外界環境幹擾，從而有效地實現濁度的測量。(2)由於本發明可以在幾乎不受外界環境幹擾的情況下實現濁度的測量，因此，可以先利用發光元件及受光元件測量出不存在待測流體的情況下的光的強度，並將該強度設定為基準值，然後將所述基準值與通過了待測流體的光的強度值進行比較，從而可以更加輕鬆容易地體現出流體的濁度。(3)本發明的濁度測量用傳感器組件不僅能在固定的位置上進行流體濁度的測量，還可以在沿著流體內部移動的同時實現流體濁度的測量。由此進一步確保了濁度測量用傳感器的適用範圍，從而可以大大提高傳感器產品的實用價值。
下面結合附圖和具體實施方式
來詳細說明本發明；
圖1和圖2為本發明的濁度測量用傳感器組件的運轉原理示意圖。圖3為同時設置有本發明的傳感器組件與控制組件的狀態的配線圖。圖4 (a)及(b)為根據本發明的傳感器組件的固定方式的設置狀態圖。圖5為根據本發明的傳感器組件的移動方式的設置狀態圖。圖中標號為
1一發光元件；2—受光元件、2 2b, 2c—信道用元件；3—流體通道；
4一透明管、4a—流體管道；
5—CPU ；6—電池；7—A/D轉換器；8— LCD監視器；
9一控制組件；10—傳感器組件；
11 一組件罩、Ila—電纜；
12—儲存槽、12a—排出管；
13—導軌、13a—引導支架； 14 一導線。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。如圖1所示，本發明的濁度測量用傳感器組件包括發散紫外線的發光元件1和受光元件2。所述受光元件2設置於與所述發光元件1相對的位置上，且所述發光元件1與所述受光元件2保持一定的間距。優選地，所述發光元件1採用紫外線發光二極體(LED)，所述受光元件2從光電二極體(Photo diode)或光電電晶體(Photo transistor)中選擇其一。所述紫外線發光二極體被廣泛地使用於音響或錄像機的遠程控制(遠距離控制器)與計算機的紫外線通信埠，即使使用較低電力也能發散出有效的光能。因此與普通的紫外線燈相比，其發熱量與故障較少，同時，可以通過調節電力大小來調節其亮度。更優選地，本發明採用的紫外線發光二極體是與普通的電阻不同的、具有自身的內部電阻的發光二極體，例如韓國K0DENSHI株式會社(Kodenshi Korea Co. , Ltd)的紫外線發光二極體，其商品名稱為CL-IKL3、發光角度為士 17度。所述受光元件2的光電二極體也稱光二極體，是具有光檢測功能的半導體二極體。優選地，可以採用市場上銷售的韓國KODENSHI株式會社(Kodenshi Korea Co.，Ltd) 的商品名稱為HP-202的光電二極體產品。所述HP-202光電二極體的輸出的直線範圍廣、 光譜敏感度的特性比光電電晶體優秀。不僅如此，由於利用光生伏打效應，因此元件的特徵在於不需要偏置(為了給予元件的運轉點而對電極施加一定的電流或電壓)。所述光電電晶體具有與結式電晶體相同的構成，為使光能到達基級-集電極的PN 結而被置於透明罩內。光電電晶體能如光電二極體一樣運轉，但對光更加敏感。如上所述，構成本發明的濁度測量用傳感器組件的發光元件1與受光元件2，可以採用市場上廣泛銷售的紫外線發光二極體或光電二極體或光電電晶體。由於這些部件的價格非常低廉，因此可以提供幾乎不受外界環境的幹擾而實現濁度的測量且價格合理的傳感器。不僅如此，由於本發明的濁度測量用傳感器組件幾乎不受外界環境的幹擾，因此可以先利用發光元件1及受光元件2測量出不存在有待測流體的情況下的光的強度，將該強度設定為基準值，然後與通過了流體的光的強度值進行比較，從而可以更加輕鬆容易地體現出流體的濁度。如圖1及圖2所示，將待測流體置於發光元件1與受光元件2中間後，發光元件1 與受光元件2可以採用任何設置形態。待測流體處於由透明管4的內部所形成的流體通道 3內，而所述發光元件1與受光元件2位於透明管4外部的相對位置上。發光元件1通過導線14獲得電源，受光元件2所測量的透射光或散射光的值(電勢)通過導線14傳送到控制組件。如圖2所示，所述受光元件2由多個分散設置於受光部位的信道用元件2 2b, 2c 組成。通過各信道用元件2 2b, 2c，可以在各個角度及位置上更加細緻地進行到達受光部位的透射光或散射光的強度的測量。基於角度與位置條件，將各信道用元件加，2b, 2c測量出來的值進行綜合運算處理後，可以提供更加準確的濁度測量值。圖2中的3個信道用元件 2a, 2b, 2c在受光部位處設置成一條直線，但也可以以更多數量的信道用元件來分散設置於一定面積的受光部位上。如圖3所示，控制組件9包括發光元件1的電池6、對受光元件2所輸入的數據進行運算的CPTO、及由所述CPTO進行運算處理的值經由A/D轉換器7 (模擬一數字)而體現出來的LCD監視器8。傳感器組件包括發光元件1及受光元件2。所述電池6與發光元件1 一同提供控制組件9運轉所需的電源。當然，也可以不採用這樣的電池6，而是採用發光元件1及CPTO通過電纜連接於一般電源的方法。如圖3 所示的控制組件9也是示意了另一個優選的實施例，此外當然還可以有多種控制組件的電路構成。圖4 (a)及(b)中所示的是傳感器組件10以固定方式安裝而使用的實施例。其中， 如圖4 (a)所示，在透明管4元件的外側設置「工」字型的組件罩11，發光元件1與受光元件2相對地設置於所述組件罩11的上、下兩側端內部邊。如圖4 (b)所示，當提供流體通道3的流體管道如並不是透明管元件時，將所述組件罩11貼緊於流體管道如而設置，同時，將設置於組件罩11的上、下兩側端的發光元件 1及受光元件2穿過流體管道如，插入流體通道3的內部。當然，還可以通過其他各種方式將本發明的濁度測量用傳感器組件10以固定方式設置於流體通道3。圖5所示的是傳感器組件10以移動方式設置而使用的實施例。在存儲流體的儲存槽12的內部，以垂直方向設置導軌13，將安裝有傳感器組件10的浮標式組件罩11通過引導支架13a連接設置於所述導軌13上。當流體流入所述儲存槽12的內部時，浮標式組件罩11會隨著流體的水面向上方移動；當流體通過儲存槽12的排出管1 被排出時，浮標式組件罩11會隨著流體的水面向下方移動。在這樣移動的過程中可以使用發光元件1及受光元件2測量流體的濁度。當然，在上述組件罩11內可以是只設置有發光元件1與受光元件2 ；也可以是設置有構成傳感器組件的發光元件1與受光元件2、構成控制組件9部件的電池6與CPTO以及A/D轉換器7。當然，為了實現傳感器組件10的運轉或數據交換，在所述組件罩11上連接設置有電纜(11a)。進一步地，可以在與發光元件1及受光元件2相鄰的位置設置洗滌噴嘴(未圖示)， 以此來防止所述發光元件1與受光元件2的表面附著異物或汙泥，從而避免傳感器的誤運轉及測量值發生誤差。所述洗滌噴嘴連接於風箱，可以是噴射洗滌用空氣的空氣噴射噴嘴，也可以是連接於泵、噴射洗滌水的洗滌水噴射噴嘴。如圖4 (a)所示，當發光元件1與受光元件2設置於流體通道3的外側時，優選空氣噴射噴嘴；如圖4(b)及圖5所示，當發光元件1與受光元件2設置於流體通道3或存儲槽12的內部時，優選洗滌噴射噴嘴。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求
1.一種濁度測量用傳感器組件，包括發射器和接收器，其特徵在於，所述發射器為發散紫外光的發光元件1，所述接收器為受光元件2，所述受光元件2設置於與所述發光元件1 相對的位置，所述發光元件1和所述受光元件2保持一定間距。
2.根據權利要求1所述的濁度測量用傳感器組件，其特徵在於，所述受光元件2是由多個信道用元件Oa) (2b) (2c)分散設置於受光部位而成。
3.根據權利要求1或2所述的濁度測量用傳感器組件，其特徵在於，所述發光元件1使用紫外線發光二極體(LED)，所述受光元件2從光電二極體(Photo diode)或光電電晶體 (Photo transistor)中選擇其一而使用。
全文摘要
本發明提供了一種濁度測量用傳感器結構，包括發射器和接收器，其特徵在於，所述發射器為發散紫外光的發光元件1，所述接收器為受光元件2，所述受光元件2設置於與所述發光元件1相對的位置，所述發光元件1和所述受光元件2保持一定間距。本發明價格低廉且測量範圍的誤差較少，能有效地執行濁度的測量，易於設定特定基準值，從而可以更加輕鬆容易地體現所測量的濁度，同時，在傳感器的移動過程中也可以實現濁度的測量。因此，可以廣泛地應用於各種流體的濁度測量。
文檔編號G01N21/49GK102213676SQ201010614940
公開日2011年10月12日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年4月6日
發明者樸成進, 鄭柄健, 金仁洙 申請人:南亮壓力容器技術(上海)有限公司