可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器的製作方法

2023-10-06 08:11:39 3

專利名稱：可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器的製作方法
技術領域：
可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器，屬於可見光吸收法臭氧濃度測量儀器領域。
背景技術：
眾所周知臭氧對波長在200～280nm的紫外線具有非常強的吸收，因此許多廠家生產的臭氧濃度檢測裝置採用紫外線吸收法，用該方法可以將吸收室尺寸做的很小，使檢測裝置小巧緊湊。目前我國使用的主要是進口設備或進口關鍵部件國內組裝設備，但用該方法也存在著許多缺陷，例如目前所能提供的高穩定性能紫外線光源價格高且壽命短，穩定工作壽命在幾千小時，很難突破1萬小時；一臺紫外線吸收法臭氧濃度檢測裝置價格在幾萬至十幾萬，很難普及使用。
實用新型內容經過反覆試驗證明，臭氧的吸收光譜除紫外線波段具有很強的吸收外，在440～750nm的可見光波段具有較弱的吸收，但在該波段內相應的光電技術發展相當成熟，光源可採用LED發光二極體或LD雷射二極體，使用壽命大於10萬小時，價格非常低廉，僅相當於紫外線光源的幾百分之一到幾千分之一，同時功耗也大為降低，只有幾百分之一。可見光傳感器為光電二極體或光電池。與紫外線傳感器使用壽命相當，但價格只有紫外線傳感器的幾十分之一。
本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術存在的問題，提供一種結構簡單、使用壽命長，大於10萬小時，價格非常低廉、性能高於紫外線吸收法的可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是該可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器，其特徵在於包括外殼、在外殼內的臭氧吸收室，臭氧吸收室上設有臭氧進氣口和臭氧出氣口，臭氧吸收室兩端通過密封片，壓板、堵頭密封，光發射管和光接收管正對，其工作電路板通過端蓋固定在外殼內，電氣連接插頭與端蓋固連。其原理是光發射管7和光接收管15及工作電路在臭氧吸收室11的兩端；光發射管7發出恆定強度的光線經過臭氧吸收室11到達光接收管15，臭氧吸收室11無臭氧時接收到的光強度值為A0，當臭氧吸收室11內有臭氧時其部分光線被臭氧吸收，光接收管15接收到的光強度就會降低(臭氧濃度越高降低的幅度越大，臭氧濃度越低降低的幅度越小)，此時的光強度值為A1，通過光強度變化(A0-A1)的差值和臭氧吸收室11的長度值，即可計算出臭氧的濃度。
密封片為透明玻璃片或光反射密封片，其作用是將臭氧吸收室密封，防止臭氧從兩端洩漏。
光發射管為LED發光二極體或LD雷射二極體。光接收管為光電二極體或光電池。發射和接收可見光。
光發射管和光接收管還可設置在臭氧吸收室的同一端，此結構光發射管相對一端的密封片為光反射密封片。光發射管發射出的光通過光反射密封片反射到達光接收管。
與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果是該可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器的光源採用普通LED發光二極體或LD雷射二極體，使用壽命大於10萬小時，價格非常低廉，僅相當於紫外線光源的幾百分之一到幾千分之一，同時功耗也大為降低，只有幾百分之一。可見光傳感器採用光電二極體或光電池，使用壽命與紫外線傳感器相當，但價格只有紫外線傳感器的幾十分之一。其它性能均高於紫外線吸收法傳感器。


圖1是本實用新型實施例1結構剖示示意圖；圖2是圖1實施例1的外形結構示意簡圖；圖3是本實用新型的實施例2結構示意簡圖。
圖1-3是本實用新型的二個最佳實施例。其中1電氣連接插頭 2臭氧出氣口 3外殼 4臭氧進氣 5、17端蓋 6、16線路板 7光發射管 9、13透明玻璃片 11臭氧吸收室 10、12堵頭 8、14壓板 15光接收管 18光反射密封片。
參照圖1-2所示實施例1結構剖示及外形簡圖。外殼3為管狀，臭氧吸收室11為管狀直徑小於外殼3，套裝在外殼3內，臭氧吸收室11內充臭氧氣體，臭氧吸收室11前端上方設有臭氧進氣口4，後端上方設有臭氧出氣口2，臭氧吸收室11兩端通過圓形壓板8、14，透明玻璃片9、13、堵頭10、12密封，透明玻璃片9、13一端安裝在壓板14和堵頭12之間，另一端安裝在壓板8和堵頭10之間，防止臭氧從兩端洩漏。堵頭10、12，壓板8、15中間設計有孔，光發射管7安裝在壓板8的孔內正對透明玻璃片9、堵頭10孔和臭氧吸收室11一端，光接收管15安裝在壓板14的孔內正對透明玻璃片13、堵頭12孔和臭氧吸收室11的另一端，其工作電路板6、16通過端蓋5、17固定在外殼3內，電氣連接插頭1與端蓋17固連。其原理是光發射管7和光接收管15及工作電路在臭氧吸收室11的兩端；光發射管7發出恆定強度的光線經過臭氧吸收室11到達光接收管15，臭氧吸收室11無臭氧時接收到的光強度值為A0，當臭氧吸收室11內有臭氧時其部分光線被臭氧吸收，光接收管15接收到的光強度就會降低(臭氧濃度越高降低的幅度越大，臭氧濃度越低降低的幅度越小)，此時的光強度值為A1，通過光強度變化(A0-A1)的差值和臭氧吸收室11的長度值，即可計算出臭氧的濃度。光發射管7為LED發光二極體，採用恆流源電路驅動使發光強度穩定。光接收管15為2DU系列光電二極體。用橙紅色雷射二極體做光源時效果基本相同。光接收管也可採用光電池。
參照圖3所示實施例2結構外形簡圖。其中，光發射管7和光接收管15在臭氧吸收室11的同一端，13為透明密封片，18為光反射密封片，光發射管7發出恆定強度的光線到達光反射密封片18後反射回的部分到達光接收管15，使得有效光路長度增加。對於臭氧吸收室11長度受限制的應用場合可採樣此光線反射的方法降低吸收室長度。需要注意的是光發射管7和光接收管15之間要進行光隔離，避免未經反射的光線直接到達光接收管15，採樣雷射二極體做光源很容易做到。其餘同實施例1。
對於不同的濃度測量範圍，需要不同的臭氧吸收室長度以保證足夠的測量精度，濃度低的應用場合需要較長的臭氧吸收室，濃度高的場合需要較短的臭氧吸收室。對於臭氧吸收室長度受限制的應用場合可採樣光線反射的方法降低臭氧吸收室長度。
權利要求1.可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器，其特徵在於包括外殼(3)、在外殼(3)內的臭氧吸收室(11)，臭氧吸收室(11)上設有臭氧進氣口(4)和臭氧出氣口(2)，臭氧吸收室(11)兩端通過密封片、壓板(8)、(14)，堵頭(10)、(12)密封，光發射管(7)和光接收管(15)正對，其工作電路板(6)、(16)通過端蓋(5)、(17)固定在外殼(3)內，電氣連接插頭(1)與端蓋(17)固連。
2.根據權利要求1所述的可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器，其特徵在於密封片為透明玻璃片(9)、(13)。
3.根據權利要求1或2所述的可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器，其特徵在於光發射管(7)為LED發光二極體，光接收管(15)為光電二極體。
4.根據權利要求1或2所述的可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器，其特徵在於光發射管(7)為LED發光二極體，光接收管(15)為光電池。
5.根據權利要求1或2所述的可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器，其特徵在於光發射管(7)為LD雷射二極體。
6.根據權利要求1所述的可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器，其特徵在於光發射管(7)和光接收管(15)設置在臭氧吸收室(11)的同一端時，密封片為透明玻璃片(13)，相對的密封片為光反射密封片(18)。
專利摘要可見光臭氧濃度檢測裝置用傳感器，屬於臭氧濃度測量裝置器領域。其特徵在於包括外殼(3)、在外殼(3)內的臭氧吸收室(11)，臭氧吸收室(11)上設有臭氧進氣口(4)和臭氧出氣口(2)，臭氧吸收室(11)兩端通過密封片、壓板(8)、(14)，堵頭(10)、(12)密封，光發射管(7)和光接收管(15)正對，其工作電路板(6)、(16)通過端蓋(5)、(17)固定在外殼(3)內，電氣連接插頭(1)與端蓋(17)固連。具有光源採用普通LED發光二極體，光接收管為光電二極體。使用壽命大於10萬小時，價格非常低廉，僅相當於紫外線光源的幾百分之一到幾千分之一等優點。
文檔編號G01N21/31GK2786618SQ20052008160
公開日2006年6月7日 申請日期2005年3月18日 優先權日2005年3月18日
發明者孟憲鋒 申請人:孟憲鋒