專利名稱：光電濃度傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及溶液濃度的測量技術。
現(xiàn)有的阿貝式濃度傳感器是將折光棱鏡的一個折光面與被測溶液接觸，利用不同濃度的溶液具有不同的折射率，在折光棱鏡的折射率一定的條件下，臨界角的大小僅取決于被測溶液的濃度這一特點，當光線入射到被測溶液和折光棱鏡所形成的界面時，折射角小于臨界角的光線進入折光棱鏡，經(jīng)過折光棱鏡的折射光再通過望遠系統(tǒng)后聚焦到帶有刻度的分劃板上，并形成一條明暗分界線，其線所對應的刻度便可反映出被測溶液的濃度。這種濃度傳感器存在著以下缺點1.在測量時，必須將被測溶液對準光源或明亮處，使用不太方便。
2.溶液的濃度是通過明暗分界線在視場分劃板中的位置來反映的，所以必須與觀察部分連在一起，而且只能以人眼觀測。由于色差存在，明暗分界線并不分明，大大增加了檢測人員的勞動強度，同時也限制了測量精度和使用范圍。
本實用新型旨在提供一種新的足以克服上述缺點的光電濃度傳感器。
這種光電濃度傳感器的原理結構如圖1所示。它主要由半導體發(fā)光器件1、聚光鏡2、基準反射鏡3、光敏探測器4整體密封而成。并且由于使用時要求的精度不同，聚光鏡2相對于基準反射鏡3可以有不同的組成結構。如圖1(A)聚光鏡2與基準反射鏡3采用分離結構的形式；如圖1(B)聚光鏡2與基準反射鏡3的組成可以采用更加緊湊的半球結構6。被測溶液5放置于基準反射鏡3上，并有一界面形成，當入射光經(jīng)過界面時，一部分反射光被光敏探測器4接收，在光敏探測器4上的負載電阻上得到的電壓值便能反映出被測溶液的濃度，即光電濃度傳感器將溶液的濃度轉換為電信號輸出，經(jīng)過信號處理電路可以很直觀地觀測被測溶液的濃度。采用改變?nèi)肷涔饨嵌群透淖冐撦d電阻的方法，可以提高測量精度，進一步減小測量的非線性誤差。這種光電濃度傳感器，可適用于如制糖、食品、農(nóng)業(yè)科研、醫(yī)學等行業(yè)以及石油、化工業(yè)對液體的測量和控制。
本實用新型所具有的優(yōu)點和積極效果如下1.光電濃度傳感器輸出的反映被測溶液濃度的電信號，經(jīng)過信號處理電路，可以直觀地觀測被測溶液濃度，從而大大減輕了檢測人員的勞動強度，提高了生產(chǎn)效益和測量精度(如對蔗糖溶液濃度的測量，傳感器的測量精度高于1／1000)。
2.光電濃度傳感器整體密封，體積很小，重量輕，成本低，用途十分廣泛，使用觀測方便。測量時，可將被測溶液置于光電濃度傳感器的基準反射鏡上，也可將光電濃度傳感器置于被測溶液中。尤其是選用防腐材料密封的光電濃度傳感器，對測量酸、堿等腐蝕性液體也十分方便。


圖1，光電濃度傳感器原理結構示意圖；圖2，光電濃度傳感器最佳實施例結構示意圖。
本實用新型最佳實施例如圖2所示，聚光鏡2膠合在基準反射鏡3上，并且這一部分與半導體發(fā)光器件1和光敏探測器4密封為一整體，有三芯輸入輸出電纜。光電濃度傳感器的基準反射鏡3上放置被測溶液5。半導體發(fā)光器件1發(fā)出的光經(jīng)聚光鏡2進入基準反射鏡3，并斜入射到基準反射鏡3與被測溶液5的界面上，于是光線按折、反射定律，一部分光被折射掉，一部分光被反射，反射光再經(jīng)過一個聚光鏡2聚光后，會聚于光敏探測器4上，在光敏探測器4的可調(diào)負載電阻上得到的電壓值便能反映出被測溶液的濃度。如果將該電信號輸入信號處理電路后，則可直觀地觀測到被測溶液的濃度。
權利要求1.光電濃度傳感器，其特征在于由半導體發(fā)光器件1、聚光鏡2、基準反射鏡3以及光敏探測器4整體密封而成。聚光鏡2與基準反射鏡3可以有不同的組成結構。
2.如權利要求1所述的光電濃度傳感器，其特征在于聚光鏡2與基準反射鏡3的組成結構可以是分離式的，或者是由聚光鏡2膠合在基準反射鏡3上的組成結構，或者是直接加工出來的一個半球結構6。
專利摘要光電濃度傳感器，涉及溶液濃度的測量技術。它主要由半導體發(fā)光器件、聚光鏡、基準反射鏡以及光敏探測器整體密封而成，可將溶液的濃度轉換為電信號輸出?？扇〈延械陌⒇愂綕舛葌鞲衅?，具有體積小、重量輕、制作工藝簡單、成本低、精度高、用途廣泛、使用觀測方便、減輕勞動強度、提高生產(chǎn)效益等特點，是對現(xiàn)有濃度傳感器的重大變革。可廣泛用于制糖、食品、農(nóng)業(yè)科研、醫(yī)學等行業(yè)以及石油化工業(yè)對液體的測量和控制。
文檔編號G01N21/41GK2035478SQ88218979
公開日1989年4月5日 申請日期1988年10月26日 優(yōu)先權日1988年10月26日
發(fā)明者王祖文 申請人:中國科學院光電技術研究所