專利名稱：單色紅外光源水分測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
單色紅外光源水分測量儀
本實用新型涉及一種水分測量儀，具體來說是一種單色紅外光源水分
目前，國內(nèi)生產(chǎn)薄膜類物質(zhì)的生產(chǎn)廠家大都使用傳統(tǒng)的水分測量儀， 這種測量儀大都釆用鹵素?zé)糇龉庠矗缓笸ㄟ^濾光片得到測量水分用的紅 外光源，在具體使用中，鹵素?zé)舭l(fā)光時產(chǎn)生紅外線的效率很低，為了獲得 更高強(qiáng)度的紅外線就必須提高鹵素?zé)舻男?，這樣卣素?zé)舭l(fā)光時產(chǎn)生大量 的熱量，必須釆用強(qiáng)制冷卻方式，才能保證儀器的正常工作，同時過高的 熱量使儀器帶來不穩(wěn)定的漂移，使得儀器的測量結(jié)果發(fā)生變化，影響儀器 測量的準(zhǔn)確性，為了克服上述缺點，需要增加很多復(fù)雜結(jié)構(gòu)來保證其正常 使用。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述技術(shù)的中存在的不足之處，提供了 一 種設(shè)計合理，使用方便的單色紅外光源水分測量儀，由于釆用了不發(fā)熱的 紅外光源獲得紅外線，并且單色紅外光源釆用脈沖電源供電，使得儀器的 結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，提高了測量精度。
為了達(dá)到上述目的，本實用新型釆用的技術(shù)方案是測量儀兩端分別 裝有發(fā)射頭和接收頭，測量時，被測薄膜介質(zhì)置于發(fā)射頭和接收頭之間， 發(fā)射頭內(nèi)部靠近被測介質(zhì)的一側(cè)，按距離被測介質(zhì)由遠(yuǎn)及近的順序分別裝 有單色紅外光源和準(zhǔn)直聚焦器，單色紅外光源通過數(shù)據(jù)線與裝在發(fā)射頭內(nèi) 部的脈沖電源相連，接收頭內(nèi)部靠近被測介質(zhì)的一側(cè)，裝有硫化鉛探測器， 硫化鉛探測器通過數(shù)據(jù)線與控制器相連，控制器的信號輸出端通過數(shù)據(jù)線 與脈沖電源的控制電路相連，所述的硫化鉛探測器內(nèi)部裝有信號放大器及 恒溫控制電路，準(zhǔn)直聚焦器是由金屬和光學(xué)透鏡構(gòu)成的。
本實用新型的優(yōu)點是
由于本實用新型獨特設(shè)計了采用多只單色紅外光源獲得紅外線，紅外 光源釆用脈沖電源供電，經(jīng)過電調(diào)制的紅外線經(jīng)準(zhǔn)直聚焦器穿過被測量的
背景技術(shù)薄膜物質(zhì)，由硫化鉛探測器接收信號，然后經(jīng)過放大計算水分。本裝置解 決了水分測量儀紅外線調(diào)制問題，從而節(jié)省了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械調(diào)制器和笨 重的強(qiáng)制散熱裝置，使儀器結(jié)構(gòu)簡單，提高了儀器的穩(wěn)定性和測量精度。

圖l是本實用新型方框示意圖2是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖3是本實用新型VF轉(zhuǎn)換器第一 VF轉(zhuǎn)換電路原理示意圖； 圖4是本實用新型VF轉(zhuǎn)換器第二 VF轉(zhuǎn)換電路原理示意圖； 圖5是本實用新型VF轉(zhuǎn)換器第三VF轉(zhuǎn)換電路原理示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 由圖l一圖5可知，本實用新型測量儀兩端分別裝有發(fā)射頭2和接收頭 4,測量時，被測薄膜介質(zhì)置于發(fā)射頭2和接收頭4之間，發(fā)射頭2內(nèi)部靠 近被測介質(zhì)的一側(cè)，按距離被測介質(zhì)由遠(yuǎn)及近的順序分別裝有單色紅外光 源1和準(zhǔn)直聚焦器3,單色紅外光源1通過數(shù)據(jù)線與裝在發(fā)射頭2內(nèi)部的脈 沖電源7相連，接收頭4內(nèi)部靠近被測介質(zhì)的一側(cè)，裝有硫化鉛探測器5， 硫化鉛探測器5通過數(shù)據(jù)線與控制器6相連，控制器6的信號輸出端通過 數(shù)據(jù)線與脈沖電源7的控制電路相連，所述的硫化鉛探測器5內(nèi)部裝有信 號放大器及恒溫控制電路8，準(zhǔn)直聚焦器3是由金屬和光學(xué)透鏡構(gòu)成的。
控制器6由VF轉(zhuǎn)換器9、單片機(jī)IO、顯示器ll、鍵盤12和通訊端口 13幾部分組成，VF轉(zhuǎn)換器9的信號輸入端通過數(shù)據(jù)線與硫化鉛探測器5上 的信號放大器及恒溫控制電路8相連，而VF轉(zhuǎn)換器9的信號輸出端和鍵盤 12則分別通過數(shù)據(jù)線與單片機(jī)10上相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入端口相連，顯示器11 通過數(shù)據(jù)線與單片機(jī)10上相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端口相連，單片機(jī)10上設(shè)置有 通訊端口 13。
所述的VF轉(zhuǎn)換器9由第一 VF轉(zhuǎn)換電路14、第二 VF轉(zhuǎn)換電路15和第三 VF轉(zhuǎn)換電路16三部分組成，在第一VF轉(zhuǎn)換電路14上，第一信號輸入端口 VI與滑動變阻器RP1上的電阻線圈左端的接線柱連接，滑動變阻器RP1上 的電阻線圈右端的接線柱和滑動變阻器RP1上的滑臂右端的觸頭都與電阻 Rl的左端連接，電阻R1的右端分別與芯片IC1的管腳1和電容C2的一端連接，電容C2的另一端分別與芯片IC1的管腳IO和管腳13連接，芯片IC1 的管腳2、 3、 6、 8和9空接，芯片IC1的管腳4分別與負(fù)12伏電壓源和 電容C3的一端連接，電容C3的另一端分別與接地電極、電容C1的一端和 芯片ICl的管腳ll、 14連接，電容C1的另一端與芯片IC1的管腳5連接， 電阻M的左端與正5伏電壓源連接，電阻M的右端分別與芯片IC1的管 腳7和二極管Ll的陽極連接，二極管Ll的陰極與光電耦器Al的管腳2連' 接，光電耦器A1的管腳1與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端與正5 伏電壓源連接，光電耦器A1的管腳3數(shù)字接地，光電耦器A1的管腳4分 別與電阻R4的一端和二極管L2的陽極連接，電阻R4的另一端與正5伏電 壓源連接，二極管L2的陰極與第一輸出端口 VF1連接，芯片IC1的管腳12 分別與正12伏電壓源和電容C4的一端相連，電容C4的另一端接地，在第 二VF轉(zhuǎn)換電路15上，第二信號輸入端口 V2與滑動變阻器RP2上的電阻線 圈左端的接線柱連接，滑動變阻器RP2上的電阻線圈右端的接線柱和滑動 變阻器RP2上的滑臂右端的觸頭都與電阻R5的左端連接，電阻R5的右端 分別與芯片IC2的管腳1和電容C6的一端連接，電容C6的另一端分別與' 芯片IC2的管腳IO和管腳13連接，芯片IC2的管腳2、 3、 6、 8和9空接， 芯片IC2的管腳4分別與負(fù)12伏電壓源和電容C7的一端連接，電容C7的 另一端分別與接地電極、電容C5的一端和芯片IC2的管腳11、 14連接， 電容C5的另一端與芯片IC2的管腳5連接，電阻R6的左端與正5伏電壓 源連接，電阻R6的右端分別與芯片IC2的管腳7和二極管L3的陽極連接， 二極管L3的陰極與光電耦器A2的管腳2連接，光電耦器A2的管腳1與電 阻R7的一端連接，電阻R7的另一端與正5伏電壓源連接，光電耦器A2的 管腳3數(shù)字接地，光電耦器A2的管腳4分別與電阻R8的一端和二極管L4 的陽極連接，電阻R8的另一端與正5伏電壓源連接，二極管L4的陰極與 第二輸出端口 VF2連接，芯片IC2的管腳12分別與正12伏電壓源和電容 C8的一端相連，電容C8的另一端接地，在第三VF轉(zhuǎn)換電路16上，第三信 號輸入端口 V3與滑動變阻器RP3上的電阻線圈左端的接線柱連接，滑動變 阻器RP3上的電阻線圈右端的接線柱和滑動變阻器RP3上的滑臂右端的觸 頭都與電阻R9的左端連接，電阻R9的右端分別與芯片IC3的管腳1和電 容CIO的一端連接，電容CIO的另一端分別與芯片IC3的管腳IO和管腳13連接，芯片IC3的管腳2、 3、 6、 8和9空接，芯片IC3的管腳4分別與負(fù) 12伏電壓源和電容C11的一端連接，電容Cll的另一端分別與接地電極、 電容C9的一端和芯片IC3的管腳11、14連接，電容C9的另一端與芯片IC3 的管腳5連接，電阻R10的左端與正5伏電壓源連接，電阻R10的右端分' 別與芯片IC3的管腳7和二極管L5的陽極連接，二極管L5的陰極與光電 耦器A3的管腳2連接，光電耦器A3的管腳1與電阻R11的一端連接，電 阻Rll的另一端與正5伏電壓源連接，光電耦器A3的管腳3數(shù)字接地，光 電耦器A3的管腳4分別與電阻R12的一端和二極管L6的陽極連接，電阻 R12的另一端與正5伏電壓源連接，二極管L6的陰極與第三輸出端口 VF3 連接，芯片IC3的管腳12分別與正12伏電壓源和電吝C12的一端相連， 電容C12的另一端接地。
通過上述結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)，當(dāng)采用三只單色紅外光源l時，波長分別是 1.81|am、 1.94jatn、 2.12|am,三只單色紅外光源l采用一個脈沖電源供電， 保證其同步工作，把它們按照一定角度固定，使它們發(fā)出的單色紅外光經(jīng) 過準(zhǔn)直聚焦器3后照射到被測薄膜物質(zhì)9后能夠分別由三個硫化鉛探測器5 接收，三個硫化鉛探測器5分別接收對水分反映不靈敏的參比光1. 81 iam、 對水分反映靈敏的測量光1. 94 jum、和對薄膜物質(zhì)密度反映靈敏的補(bǔ)償光 2. 12 jam。
準(zhǔn)直聚焦器3由金屬和光學(xué)透鏡經(jīng)過精密加工而成，其特點是可以把 三個單色紅外光源l發(fā)出的紅外光按照不同的發(fā)射角準(zhǔn)直聚焦在同一點上, 當(dāng)被測物質(zhì)經(jīng)過這個聚焦點，三種單色紅外光同時照射到被測物質(zhì)上，然 后由三個硫化鉛探測器5分別接收三種單色紅外光源1照射到被測物質(zhì)9 ' 后紅外光源的強(qiáng)度信號，然后經(jīng)過放大器放大由控制器計算顯示出被測物 質(zhì)的水分含量。
三個硫化鉛探測器5分別有各自的恒溫控制器和放大器，硫化鉛探測 器5在工作的時候需要恒溫才能保證測量信號的穩(wěn)定性，因此設(shè)計了三套 恒溫控制電路來控制硫化鉛內(nèi)的半導(dǎo)體制冷器。且三個單色紅外光源l釆 用一個脈沖電源7供電，保證其同步工作。
權(quán)利要求1.一種單色紅外光源水分測量儀，包括單色紅外光源(1)，其特征在于測量儀兩端分別裝有發(fā)射頭(2)和接收頭(4)，測量時，被測薄膜介質(zhì)置于發(fā)射頭(2)和接收頭(4)之間，發(fā)射頭(2)內(nèi)部靠近被測介質(zhì)的一側(cè)，按距離被測介質(zhì)由遠(yuǎn)及近的順序分別裝有單色紅外光源(1)和準(zhǔn)直聚焦器(3)，單色紅外光源(1)通過數(shù)據(jù)線與裝在發(fā)射頭(2)內(nèi)部的脈沖電源(7)相連，接收頭(4)內(nèi)部靠近被測介質(zhì)的一側(cè)，裝有硫化鉛探測器(5)，硫化鉛探測器(5)通過數(shù)據(jù)線與控制器(6)相連，控制器(6)的信號輸出端通過數(shù)據(jù)線與脈沖電源(7)的控制電路相連，所述的硫化鉛探測器(5)內(nèi)部裝有信號放大器及恒溫控制電路(8)，準(zhǔn)直聚焦器(3)是由金屬和光學(xué)透鏡構(gòu)成的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單色紅外光源水分測量儀，其特征在于控制器 (6 )由VF轉(zhuǎn)換器(9 )、單片機(jī)(10 )、顯示器(11 )、鍵盤(12 )和通訊端口 (13)幾部分組成，VF轉(zhuǎn)換器(9)的信號輸入端通過數(shù)據(jù)線與硫化 鉛探測器(5 )上的信號放大器及恒溫控制電路(8 )相連，而VF轉(zhuǎn)換器 (9)的信號輸出端和鍵盤(12)則分別通過數(shù)據(jù)線與單片機(jī)(10)上相 應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入端口相連，顯示器(11)通過數(shù)據(jù)線與單片機(jī)(10)上相應(yīng) 的數(shù)據(jù)輸出端口相連，單片機(jī)(10)上設(shè)置有通訊端口 (13)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的單色紅外光源水分測量儀，其特征在于所述的 VF轉(zhuǎn)換器(9 )由第一 VF轉(zhuǎn)換電路(14 )、第二 VF轉(zhuǎn)換電路(15 )和第 三VF轉(zhuǎn)換電路(16 )三部分組成，在第一 VF轉(zhuǎn)換電路(14 )上，第一信 號輸入端口 VI與滑動變阻器RP1上的電阻線圈左端的接線柱連接，滑動 變阻器RP1上的電阻線圈右端的接線柱和滑動變阻器RP1上的滑臂右端的 觸頭都與電阻R1的左端連接，電阻R1的右端分別與芯片IC1的管腳l和 電容C2的一端連接，電容C2的另一端分別與芯片IC1的管腳IO和管腳 13連接，芯片IC1的管腳2、 3、 6、 8和9空接，芯片IC1的管腳4分別 與負(fù)12伏電壓源和電容C3的一端連接，電容C3的另一端分別與接地電 極、電容C1的一端和芯片IC1的管腳11、 14連接，電容C1的另一端與 芯片IC1的管腳5連接，電阻R2的左端與正5伏電壓源連接，電阻R2的 右端分別與芯片IC1的管腳7和二極管Ll的陽極連接，二極管Ll的陰極 與光電耦器A1的管腳2連接，光電耦器A1的管腳1與電阻R3的一端連 接，電阻R3的另一端與正5伏電壓源連接，光電耦器A1的管腳3數(shù)字接 地，光電耦器A1的管腳4分別與電阻R4的一端和二極管U的陽極連接，電阻R4的另 一端與正5伏電壓源連接，二極管L2的陰極與第一輸出端口 VF1連接，芯片IC1的管腳12分別與正12伏電壓源和電容C4的一端相 連，電容C4的另一端接地，在第二VF轉(zhuǎn)換電路(15)上，第二信號輸入 端口 V2與滑動變阻器RP2上的電阻線圈左端的接線柱連接，滑動變阻器 RP2上的電阻線圈右端的接線柱和滑動變阻器RP2上的滑臂右端的觸頭都 與電阻R5的左端連接，電阻R5的右端分別與芯片IC2的管腳1和電容 C6的一端連接，電容C6的另 一端分別與芯片IC2的管腳10和管腳13連 接，芯片IC2的管腳2、 3、 6、 8和9空接，芯片IC2的管腳4分別與負(fù) 12伏電壓源和電容C7的一端連接，電容C7的另一端分別與接地電極、 電容C5的一端和芯片IC2的管腳11、 14連接，電容C5的另一端與芯片 IC2的管腳5連接，電阻R6的左端與正5伏電壓源連接，電阻R6的右端 分別與芯片IC2的管腳7和二極管L3的陽極連接，二極管L3的陰極與光 電耦器A2的管腳2連接，光電耦器A2的管腳1與電阻R7的一端連接， 電阻R7的另一端與正5伏電壓源連接，光電耦器A2的管腳3數(shù)字接地， 光電耦器A2的管腳4分別與電阻R8的一端和二極管L4的陽極連接，電 阻R8的另一端與正5伏電壓源連接，二極管L4的陰極與第二輸出端口 VF2連接，芯片IC2的管腳12分別與正12伏電壓源和電容C8的一端相 連，電容C8的另一端接地，在第三VF轉(zhuǎn)換電路(16)上，第三信號輸入 端口 V3與滑動變阻器RP3上的電阻線圈左端的接線柱連接，滑動變阻器 RP3上的電阻線圈右端的接線柱和滑動變阻器RP3上的滑臂右端的觸頭都 與電阻R9的左端連接，電阻R9的右端分別與芯片IC3的管腳1和電容 C10的一端連接，電容C10的另一端分別與芯片IC3的管腳IO和管腳13 連接，芯片IC3的管腳2、 3、 6、 8和9空接，芯片IC3的管腳4分別與 負(fù)12伏電壓源和電容C11的一端連接，電容Cll的另一端分別與接地電 極、電容C9的一端和芯片IC3的管腳11、 14連接，電容C9的另一端與 芯片IC3的管腳5連接，電阻R10的左端與正5伏電壓源連接，電阻RIO 的右端分別與芯片IC3的管腳7和二極管L5的陽極連接，二極管L5的陰 極與光電耦器A3的管腳2連接，光電耦器A3的管腳1與電阻Rll的一端 連接，電阻Rll的另一端與正5伏電壓源連接，光電耦器A3的管腳3數(shù) 字接地，光電耦器A3的管腳4分別與電阻R12的一端和二極管L6的陽極 連接，電阻R12的另一端與正5伏電壓源連接，二極管L6的陰極與第三 輸出端口 VF3連接，芯片IC3的管腳12分別與正12伏電壓源和電容C12 的一端相連，電容C12的另一端接地。
專利摘要本實用新型公開了一種單色紅外光源水分測量儀，測量儀兩端分別裝有發(fā)射頭和接收頭，測量時，被測薄膜介質(zhì)至于發(fā)射頭和接收頭之間，發(fā)射頭內(nèi)部靠近被測介質(zhì)的一側(cè)，按距離被測介質(zhì)由遠(yuǎn)及近的順序分別裝有單色紅外光源和準(zhǔn)直聚焦器，單色紅外光源通過數(shù)據(jù)線與裝在發(fā)射頭內(nèi)部的脈沖電源相連，接收頭內(nèi)部靠近被測介質(zhì)的一側(cè)，裝有硫化鉛探測器，硫化鉛探測器通過數(shù)據(jù)線與控制器相連，控制器的信號輸出端通過數(shù)據(jù)線與脈沖電源的控制電路相連，所述的硫化鉛探測器內(nèi)部裝有信號放大器及恒溫控制電路，準(zhǔn)直聚焦器是由金屬和光學(xué)透鏡構(gòu)成的。本實用新型設(shè)計合理，使用方便的單色紅外光源水分測量儀，使得儀器的結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，提高了測量精度。
文檔編號G01N21/17GK201387417SQ20082021187
公開日2010年1月20日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者蘇海林, 莫長濤 申請人:哈爾濱商業(yè)大學(xué);莫長濤;蘇海林