專(zhuān)利名稱(chēng)：光電液態(tài)色度檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用色度光電轉(zhuǎn)換特性來(lái)實(shí)現(xiàn)光電液態(tài)色度在線(xiàn)檢測(cè)的裝置。
辨別色度的測(cè)量如在印染工業(yè)上的應(yīng)用，尚未有在線(xiàn)色度信號(hào)顯示的監(jiān)測(cè)手段，通常的做法是用色度測(cè)量?jī)x器進(jìn)行比較如目視色度計(jì)，賴(lài)特色度計(jì)，斯太爾斯三色色度計(jì)，唐納森六原色度計(jì)，麥克亞當(dāng)雙目色度計(jì)，伯納姆色度計(jì)以及光電色度計(jì)等。其設(shè)備龐大復(fù)雜，造價(jià)昂貴，大多數(shù)測(cè)量是要采樣(不是液態(tài)色度樣品)，與標(biāo)準(zhǔn)樣品(試板)進(jìn)行比較(波長(zhǎng)和譜線(xiàn))，測(cè)試繁瑣，其中的光電色度計(jì)也不例外，它們給出的不是電信號(hào)，憑視覺(jué)觀(guān)測(cè)，因而無(wú)法與計(jì)算機(jī)聯(lián)用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種液態(tài)色度在線(xiàn)(在工作流程中)檢測(cè)裝置，克服了上述各種色度計(jì)的缺陷，它能將色度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)使用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，進(jìn)行在線(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，它還具有下列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)1.可觀(guān)測(cè)流動(dòng)或靜止的著色液體，不斷變化液態(tài)色度，即實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)檢測(cè)。
2.可將色度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)(電流或電壓)或數(shù)字顯示，響應(yīng)速度快，可與計(jì)算機(jī)聯(lián)用，進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙測(cè)遙控。
3.動(dòng)態(tài)范圍，分辨率以及報(bào)警點(diǎn)可任意設(shè)定。
4.體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。
5.性能穩(wěn)定可靠，重復(fù)性好。
光電液態(tài)色度在線(xiàn)檢測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)為一方形體，兩側(cè)裝有可調(diào)螺紋套管各1件，左側(cè)套管內(nèi)裝有光源，右側(cè)套管內(nèi)裝有光電檢測(cè)器，透明窗裝在左右套管內(nèi)，在窗的套管外部用膠體凝固填充滿(mǎn)方形體中間為圓形通道，通過(guò)兩端有帶孔的方形蓋用螺絲固緊在方形體上，光纖與光源耦合，將光纖端露出一小段玻璃纖維，然后插入比玻璃纖維外徑略大一點(diǎn)的金屬管內(nèi)徑中，用膠固著，將玻璃纖維與小金屬管的一端端面研磨拋光，用外購(gòu)件五維調(diào)架(X、Y、Z俯仰角)將它對(duì)正在發(fā)光體的一側(cè)，在光纖的另一端有光信號(hào)輸出(光電轉(zhuǎn)換有電信號(hào)輸出)即可。這時(shí)用光學(xué)環(huán)氧樹(shù)脂膠將發(fā)光半導(dǎo)體芯片(或其它光源)與研磨拋光好的端面膠合在一起，待固化后，取下五維調(diào)架，此時(shí)光源的光一部份進(jìn)入光纖中，另一部分(大部分)透過(guò)透明窗，穿過(guò)腔體(著色液體)再進(jìn)入另一透明窗，透明窗靠著色體腔的一側(cè)，涂有防浸潤(rùn)涂層，一般用硅脂和石臘。被光電檢測(cè)器件接收，并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。
用一定波長(zhǎng)的光如紅外可見(jiàn)光或紫外光，通過(guò)一段有某種顏色(如黑、蘭、紫、綠、黃、橙、紅以及它們?nèi)我鈳追N的混合)的液體介質(zhì)，當(dāng)著色液體有濃淡(即深淺程度不同)差別時(shí)，則透過(guò)這一段著色液體的光強(qiáng)度亦有相應(yīng)的變化，對(duì)光源波長(zhǎng)和以波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的光電檢測(cè)器(如光電倍增管、硅、鍺光電管)將光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的變化，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)色度的檢測(cè)。
對(duì)選用光源的波長(zhǎng)與被測(cè)著色液體的波長(zhǎng)之差越大，則越靈敏，如測(cè)紅色液體色度則選用紫外光源就更為敏感，光源與光電檢測(cè)器間距越大，(在具有足夠的透射光強(qiáng)度情況下)則分辨率越高，因此，為了改變其測(cè)量色度的動(dòng)態(tài)范圍和分辨率，要在殼體的設(shè)計(jì)上把光源和光電檢測(cè)之間的間距做成可調(diào)的而不是固定不變的。
本實(shí)用新型是選用不同的波長(zhǎng)的光源，如紅外可見(jiàn)光和紫外光，由于著色液體對(duì)穿過(guò)它的光，具有不同的吸收和散射，也就具有不同的透射光強(qiáng)度。
由于光源強(qiáng)度不穩(wěn)定或者由溫度起伏引起光強(qiáng)度變化，為了消除這些干擾因素，本實(shí)用新型在方形體左端設(shè)置了光導(dǎo)纖維的補(bǔ)償部分，它將光源發(fā)出光的一部分傳到另一光電檢測(cè)器3作參考信號(hào)，用以消除其不穩(wěn)定因素，兩者電信號(hào)共同進(jìn)入信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理顯示對(duì)任何一種顏色，嚴(yán)格按其不同比值配成著色液體，在每一固定比值下測(cè)出它的電信號(hào)值輸入電腦模擬記錄或數(shù)模轉(zhuǎn)換記錄，以電流或電壓表示色度值。以此參考數(shù)值，可方便的對(duì)工業(yè)規(guī)模大量的待測(cè)著色液體在線(xiàn)識(shí)別它們的色度，由此可給出自動(dòng)控制色度的信號(hào)如果光源穩(wěn)定，則光導(dǎo)纖維補(bǔ)償部份就不起作用。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明

圖1.是結(jié)構(gòu)剖面正視圖。
圖2.是圖1的俯視圖。
圖3.是光源11及其殼體放大示意圖。
參見(jiàn)圖1檢測(cè)裝置方型體1，左右兩側(cè)裝有可調(diào)套管7，上有背母13起固定位置作用，光源11及其殼體10裝在左側(cè)套管7內(nèi)，根據(jù)測(cè)試不同的顏色，選擇不同波長(zhǎng)的光源，如紅外，可見(jiàn)光和紫外光，5是電源供光源和光電檢測(cè)器用。光源發(fā)出的光通過(guò)透明窗8穿過(guò)充滿(mǎn)著色液體通道9(參見(jiàn)圖2虛線(xiàn)部分是圓形)直接到達(dá)相應(yīng)波長(zhǎng)的光電檢測(cè)器6。2是光導(dǎo)纖維，采用大芯徑300μm，大數(shù)值0.7孔徑的玻璃光纖，它將光源11發(fā)出的光一部份傳輸?shù)脚c6相同的光電檢測(cè)器3上，這是作參考信號(hào)用，以消除光源強(qiáng)度不穩(wěn)定起補(bǔ)償?shù)淖饔谩?0是光源殼體，作用之一是保護(hù)發(fā)光體，之二可在外面進(jìn)行五維調(diào)節(jié)使發(fā)光體11與光電器件6的平面相互平行經(jīng)嚴(yán)格校準(zhǔn)對(duì)直，使發(fā)生的電信號(hào)最大為準(zhǔn)，參見(jiàn)圖3。12是光學(xué)樹(shù)脂膠和細(xì)管13起固定光纖2的作用，并可將光束聚集，將發(fā)散光束聚焦成窄束，來(lái)直射到光電檢測(cè)器6上。由3轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)和6轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，共同進(jìn)入信號(hào)處理系統(tǒng)4進(jìn)行處理顯示，并可與計(jì)算機(jī)聯(lián)用。
本實(shí)用新型應(yīng)用范圍如下1.在印染工業(yè)上應(yīng)用針對(duì)當(dāng)前印染工業(yè)尚未有在線(xiàn)色度顯示的監(jiān)測(cè)手段，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，因而在印染布匹時(shí)，先浸入染缸的布料著色深，隨著布料的不斷加入，染缸中的顏料不斷地被著色的布帶走，因而后投入的布著色越來(lái)越淡，這樣影響了印染質(zhì)量，隨之也影響了市場(chǎng)銷(xiāo)售和出口創(chuàng)匯。
2.監(jiān)視液態(tài)燃料質(zhì)量本文所提到的這種檢測(cè)裝置，所用電源的電壓低于20V，電流低于20mA，屬于易燃易爆環(huán)境下的安全規(guī)范之內(nèi)所允許的范圍。
液態(tài)燃料質(zhì)量好壞，多數(shù)反應(yīng)在它們的混濁度上，因而測(cè)量和監(jiān)視濁度變化，也就直接控制其質(zhì)量。無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)，軍工航天以及民用液化氣的生產(chǎn)使用，都可用它來(lái)隨時(shí)計(jì)量。
3.對(duì)市場(chǎng)上供應(yīng)鮮牛奶的監(jiān)測(cè)。
為維護(hù)消除費(fèi)者利益，對(duì)出廠(chǎng)向用戶(hù)出售的鮮牛奶，進(jìn)行其純度檢測(cè)勢(shì)在必行，純?cè)c摻加百分之幾的水是可以由此計(jì)量出來(lái)的，因此可為鮮牛奶分等定價(jià)提供數(shù)字依據(jù)。
4.對(duì)污水的監(jiān)測(cè)被污染了的水有化學(xué)成份的變化，也有顏色上的變化，大多是二者相關(guān)聯(lián)，因而排放的污水監(jiān)測(cè)以及污水經(jīng)處理之后的濁度監(jiān)測(cè)，這種檢測(cè)裝置是很理想的。
5.凡是著色液態(tài)需要測(cè)量色度，混濁度以及純度的場(chǎng)合，都是適用的。
權(quán)利要求1.一種利用光電轉(zhuǎn)換的光電液態(tài)色度檢測(cè)裝置其特征在于a.該裝置為一方形體1，兩側(cè)裝有可調(diào)螺紋套管7，光源11裝在套管7內(nèi)左側(cè)，光電檢測(cè)器6裝在套管7的右側(cè)，透明窗8裝在左右套管內(nèi)，在窗的套管外部用膠體凝固填充滿(mǎn)，方形體1中間為圓形通道9，通道兩端裝有帶孔的方形蓋，用螺絲固緊在方形體上，經(jīng)選擇的光源11發(fā)出的光，透過(guò)透明窗8，穿過(guò)著色液體通道9到達(dá)相應(yīng)波長(zhǎng)的光電檢測(cè)器6轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，b.由光源11引出的光導(dǎo)纖維2將光的一部份傳輸?shù)脚c光電檢測(cè)器6相同的光電檢測(cè)器3作參考信號(hào)用，以消除光源的光強(qiáng)度不穩(wěn)定，由檢測(cè)器3和由檢測(cè)器6轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)同時(shí)進(jìn)入信號(hào)處理系統(tǒng)4進(jìn)行處理顯示，實(shí)現(xiàn)色度檢測(cè)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是光電檢測(cè)器6、3可采用光電倍增管、硅、鍺光電管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是光導(dǎo)纖維2采用大芯徑300μm，大數(shù)值孔徑0.7的玻璃光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是透明窗8靠著色液體腔的一側(cè)涂有防浸潤(rùn)涂層，一般情況用硅脂和石臘。
專(zhuān)利摘要一種使用光電轉(zhuǎn)換的光電液態(tài)色度在線(xiàn)檢測(cè)裝置，為一方形體，其內(nèi)腔為圓形，兩側(cè)裝有可調(diào)螺紋套用螺母固定位置，光源裝在左側(cè)套管內(nèi)，光電檢測(cè)器裝在右側(cè)套管內(nèi)，其間裝有透明窗，光源發(fā)出的光通過(guò)透明窗穿過(guò)著色液體通道到達(dá)光電檢測(cè)器上，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。在左側(cè)光源上裝有光導(dǎo)纖維其補(bǔ)償信號(hào)消除光源不穩(wěn)定因素。兩種信號(hào)同時(shí)進(jìn)入信號(hào)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)色度檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01J3/46GK2034686SQ8820406
公開(kāi)日1989年3月22日 申請(qǐng)日期1988年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月19日
發(fā)明者孫德興 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所