專利名稱：可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光學鍍膜監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，是一種可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn) 換裝置。 背彔技術(shù)
在光學鍍膜監(jiān)控系統(tǒng)中，光信號的強弱，光電轉(zhuǎn)換的效率，對于監(jiān)控系統(tǒng)的 靈敏度及準確性起著非常重要的作用。因此，加強光束的亮度，減少光信號傳導 過程中的損失和衰減，提高轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的靈敏度，是膜厚監(jiān)控技術(shù)的關(guān)鍵。在現(xiàn)有 的技術(shù)中，用于光電轉(zhuǎn)換裝置中的光接受傳感器件通常采用的是光電倍增管，該 元件體積大、占用空間多，而且使用這種元件必須配套高壓電源，致使電路復雜， 制作成本高。其次，傳感器接受光路中的聚焦透鏡多為固定安裝，使得透鏡聚焦 點的投射距離無法調(diào)節(jié)，難以將光信號聚焦點精確的投到傳感器的接受面上，造 成光電信號轉(zhuǎn)換效率低，容易產(chǎn)生信號衰減，由此影響整個監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測效果。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，且能夠提高光電信號轉(zhuǎn) 換的精準性、穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)換效率的可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn)換裝置。
實現(xiàn)本實用新型的目的所采取的技術(shù)方案是該裝置是由光學鏡箱和信號轉(zhuǎn) 換箱兩部分構(gòu)成，二者之間的結(jié)合部位通過緊固件連接，其中，光學鏡箱位于膜 厚光信號傳輸部件的光束出射端，其內(nèi)設(shè)有可以軸向移動調(diào)節(jié)的聚焦透鏡組件， 信號轉(zhuǎn)換箱內(nèi)設(shè)置有光電信號轉(zhuǎn)換電路板、用于支撐電路板的支座和支座壓套， 支座的中心帶有與光學鏡箱連通的光信號通道孔。
所述聚焦透鏡組件是由依次組裝的聚焦透鏡、透鏡固定座、調(diào)節(jié)螺釘組成。
所述光學鏡箱的箱壁上對稱設(shè)有用于調(diào)節(jié)聚焦透鏡組件軸向移動的長槽孔。 所述光電轉(zhuǎn)換電路板上的元器件包括
一個光接旻待感罌件，菜用^光二極管，用子接變光信號并轉(zhuǎn)換為電信號； 一個大倍率的I/V變換電路，用于將交流電信號變換為直流電信號； 一個前置放大器，可將I/V變換電路輸出的電壓信號進行初步放大； 各元器件均裝在電路板上，并通過箱體上的接線柱，將信號傳輸線與箱體外 部的信號處理系統(tǒng)連接。
按照上述方案制成的可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn)換裝置，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理， 性能可靠。通過對聚焦透鏡的移動調(diào)節(jié)，可使接受的膜厚光信號全部準確地投射 在傳感器接受面上，由此消除了膜厚信號損失和衰減。由于采用硅光二極管作為 傳感器元件，不僅體積小，占用空間少，而且只需使用一般直流電源，并通過大 倍率的I/V變換電路，可擴大對膜厚信號光譜帶寬的適應范圍，達到提高轉(zhuǎn)換信 號的精準性、穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)換效率的有益效果。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是電路框圖。
具體實施方式

參看圖1，本實用新型的可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn)換裝置，由光學鏡箱601 和信號轉(zhuǎn)換箱609兩部分構(gòu)成，信號轉(zhuǎn)換箱609通過緊固件與光學鏡箱601的光 束出射端連接，光學鏡箱601固裝在膜厚光信號傳輸部件的光束出射端，鏡箱內(nèi) 設(shè)置有可以軸向移動調(diào)節(jié)的聚焦透鏡組件，該組件包括依次組裝的透鏡座602、 聚焦透鏡604和調(diào)節(jié)螺釘603。在光學鏡箱601的箱壁上對應設(shè)有用于調(diào)節(jié)聚焦 透鏡組件的長ffl^L612。當入射光波帶寬需要變化時，由聚焦透鏡604將由光信
號傳輸部件分離出來的平行光進行聚焦，焦點彌散斑的大小可根據(jù)光接受傳感器
件605的光接受面確定，這樣可使投射光線的聚焦點始終在傳感器的受光面上。 信號轉(zhuǎn)換箱609內(nèi)設(shè)置有用子光電信號轉(zhuǎn)換的電路板606、電路板支座607和支 座壓套608，支座的中心帶有與光學鏡箱601連通的光信號通道孔，通道孔壁上 可涂抹吸光表層，以避免產(chǎn)生雜光影響光信號的質(zhì)量。
結(jié)合圖1，參看圖2，是光電信號轉(zhuǎn)換的電路框圖，圖中，光電轉(zhuǎn)換電路板 606上的電路包括用于接受光信號并轉(zhuǎn)換為電信號的光接受傳感器件605，將 交流電信號變換為直流電信號的大倍率的I/V變換電路614，將I/V變換電路輸 出的電壓信號進行初步放大的前置放大器615，各元器件均裝在電路板上，并通 過箱體上的接線柱610、 611，將信號傳輸線與信號轉(zhuǎn)換箱體609外部的信號處理 系統(tǒng)連接。為提高膜厚信號的轉(zhuǎn)換效率，裝在電路板606上的光接受傳感器件605 采用的是高靈敏度、能夠適應不同寬波長范圍的硅光二極管。由于光源發(fā)出的光 束經(jīng)過長距離的傳導和鍍膜的反射，發(fā)射到傳感器上的光信號非常微弱，經(jīng)傳感 器上產(chǎn)生的電流僅能達到pA nA數(shù)量級，采用通常的串聯(lián)電阻獲取電壓的方法 根本無法測到信號變化。因此，本案的光電信號轉(zhuǎn)換電路是在光接受傳感器件605 的信號輸出端連接了一個大倍率的I/V變換電路614,可使100pA的輸入電流對 應20mV的輸出電壓。同時，在I/V變換電路輸出端連接了一個前置放大器615， 可對I/V變換電路輸出的信號電壓進行初步放大，前置放大器采用精密運放的反 相放大器，可增益50倍左右。這樣，對應于100pA的光電流，使光電轉(zhuǎn)換器的 輸出電壓可達到1500mV,從而為信號的后續(xù)處理創(chuàng)造有利條件。采用這種電路 設(shè)計，可以直接使用普通直流電源，不但安全可靠性強，而且可以簡化結(jié)構(gòu)，降 低成本。
權(quán)利要求1、一種可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于它是由光學鏡箱和信號轉(zhuǎn)換箱兩部分構(gòu)成，二者之間的結(jié)合部位通過緊固件連接，其中，光學鏡箱位于膜厚光信號傳輸部件的光束出射端，其內(nèi)設(shè)有可以軸向移動調(diào)節(jié)的聚焦透鏡組件，信號轉(zhuǎn)換箱內(nèi)設(shè)置有由支座支撐的光電信號轉(zhuǎn)換電路板，箱體上設(shè)有接線柱，支座的中心帶有與光學鏡箱連通的光信號通道孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 所述聚焦透鏡組件是由依次組裝的聚焦透鏡、透鏡固定座、調(diào)節(jié)螺釘組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 所述光學鏡箱的箱壁上對稱設(shè)有用于調(diào)節(jié)聚焦透鏡組件軸向移動的長槽孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn)換裝置，其特 征在于所述光電信號轉(zhuǎn)換電路包括 一個光接受傳感器件，用于接受光信號并 轉(zhuǎn)換為電信號； 一個大倍率的I/V變換電路，用于將交流電信號變換為直流電信 號； 一個前置放大器，用于將I/V變換電路輸出的電壓信號進行初步放大。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述光接受傳感器件采用硅光二極管。
專利摘要本實用新型是用于光學鍍膜監(jiān)控系統(tǒng)的一種可調(diào)式膜厚監(jiān)控光電信號轉(zhuǎn)換裝置，是由光學鏡箱和信號轉(zhuǎn)換箱兩部分構(gòu)成，二者之間的結(jié)合部位通過緊固件連接，其中，光學鏡箱位于膜厚光信號傳輸部件的光束出射端，其內(nèi)設(shè)有可以軸向移動調(diào)節(jié)的聚焦透鏡組件，信號轉(zhuǎn)換箱內(nèi)設(shè)置有光電信號轉(zhuǎn)換電路板、用于支撐電路板的支座和支座壓套。該裝置通過調(diào)聚焦透鏡的移動調(diào)節(jié)，可使膜厚光信號全部投射在傳感接受面上，由此消除了膜厚信號損失和衰減。同時通過光電信號轉(zhuǎn)換增益電路，可擴大對膜厚信號光譜帶寬的適應范圍，達到提高轉(zhuǎn)換信號的精準性、穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)換效率的有益效果。
文檔編號G02B26/02GK201012935SQ20072008936
公開日2008年1月30日 申請日期2007年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
發(fā)明者黨亞軍, 蘭 張, 楊育興, 菊池和夫, 趙升林 申請人:河南中光學集團有限公司