水中油分濃度探測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水中油分濃度探測裝置，包括清洗口螺塞、測量腔體上接體、石英玻璃管、導(dǎo)線、信號處理電路板、測量腔體、測量腔體下接體、發(fā)光管和探測器；石英玻璃管安裝于測量腔體的中通孔中；測量腔體設(shè)有徑向貫穿測量腔體、中心軸線與中通孔中心軸線垂直相交、平置的徑向通孔；徑向通孔為中心軸線相交的2個(gè)徑向通孔，夾角為60°C，每個(gè)徑向通孔的一端設(shè)置發(fā)光管，另一端設(shè)置探測器，與中間的石英玻璃管構(gòu)成2個(gè)對射式光路；發(fā)光管中一個(gè)為波長為630nm的紅色可見光LED，另一個(gè)為波長為920nm的近紅外LED。本發(fā)明用于測量時(shí)，能夠避免散射效應(yīng)的二值特性對量程和精度限制，能防止雙波長之間相互干擾，測量精度高。
【專利說明】水中油分濃度探測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水中油分濃度探測裝置，尤其是一種船舶艙底水中油分濃度探測 裝直。

【背景技術(shù)】
[0002] 船艙排放的洗艙水等含有少量油類、鐵銹、沙土等雜質(zhì)，油類是主要的污染成分， 根據(jù)頂0 MEPC 108(49)標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要對油類排放進(jìn)行監(jiān)控，現(xiàn)在通常是通過水中油分 濃度探測裝置檢測水中油分濃度?，F(xiàn)有技術(shù)的水中油分濃度探測裝置中設(shè)有由發(fā)光管、石 英玻璃管和探測器組成的單波長對射式光路，構(gòu)成傳統(tǒng)的紅外油分濃度傳感器，這種傳統(tǒng) 的的紅外油分濃度傳感器基于單波長的近紅外的吸收/散射法，對水中油分濃度進(jìn)行檢 測?，F(xiàn)有技術(shù)的水中油分濃度探測裝置存在以下的缺陷：由于散射效應(yīng)的存在，使測量存在 二值特性，即：探測器測量到一個(gè)信號，可能對應(yīng)高濃度和低濃度兩種情況，由于散射效應(yīng) 的二值特性，使有現(xiàn)有技術(shù)的水中油分濃度探測裝置量程和精度受到很大限制： 1、量程必須分為低量程（30ppm)和高量程（lOOOppm)兩種，分別用于低濃度和高濃度 油分雜質(zhì)濃度測量環(huán)境。兩種量程之間傳感器特性差異較大，無法通用，難以實(shí)現(xiàn)量程自動 切換。
[0003] 2、在低量程傳感器和高量程傳感器兩個(gè)線性區(qū)中間，由于散射效應(yīng)表現(xiàn)出明顯的 非線性，難以進(jìn)行測量、標(biāo)定，存在一段"量程空白區(qū)"，對這一區(qū)域內(nèi)的油水混合物測量，精 度無法保證。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于測量時(shí)，能夠避免散射效應(yīng)的二值特 性對量程和精度限制，測量精度高的水中油分濃度探測裝置。
[0005] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。
[0006] 水中油分濃度探測裝置，包括清洗口螺塞、測量腔體上接體、石英玻璃管、導(dǎo)線、信 號處理電路板、測量腔體、測量腔體下接體、發(fā)光管和探測器；所述測量腔體上接體、測量腔 體下接體分別固定連接在測量腔體的上下端；連接成一體的測量腔體上接體、測量腔體、測 量腔體下接體中分別設(shè)有中心軸線同軸的、垂直、連通的上通孔、中通孔、下通孔；所述清洗 口螺塞密封連接在測量腔體上接體中上通孔的上端孔口；所述測量腔體上接體側(cè)壁設(shè)有與 上通孔徑向相通的污水出口；所述石英玻璃管安裝于測量腔體的中通孔中；所述測量腔體 設(shè)有徑向貫穿測量腔體、中心軸線與中通孔中心軸線垂直相交、平置的徑向通孔；所述徑向 通孔的一端設(shè)置發(fā)光管，另一端設(shè)置探測器，與中間的石英玻璃管構(gòu)成對射式光路；所述信 號處理電路板固定連接在測量腔體外壁；所述發(fā)光管、探測器通過導(dǎo)線與信號處理電路板 連接；其改進(jìn)之處在于：所述徑向通孔為中心軸線相交的2個(gè)徑向通孔，夾角為60°C，每個(gè) 徑向通孔的一端設(shè)置發(fā)光管，另一端設(shè)置探測器，與中間的石英玻璃管構(gòu)成2個(gè)對射式光 路；所述發(fā)光管中一個(gè)為波長為630nm的紅色可見光LED,另一個(gè)為波長為920nm的近紅外 LED。
[0007] 上述結(jié)構(gòu)中，所述石英玻璃管外徑為12mm。
[0008] 上述結(jié)構(gòu)中，所述石英玻璃管的內(nèi)壁設(shè)有多層可見-近紅外寬波段高透過率光學(xué) 鍍膜。
[0009] 上述結(jié)構(gòu)中，所述石英玻璃管的外壁鍍有機(jī)高分子氟碳憎油膜。
[0010] 上述結(jié)構(gòu)中，所述石英玻璃管的外壁有機(jī)高分子氟碳憎油膜的厚度15?20微米。
[0011] 上述結(jié)構(gòu)中，所述測量腔體側(cè)壁設(shè)有與中通孔相通的徑向濕度觀察孔，所述徑向 濕度觀察孔孔口設(shè)有濕度指示器。
[0012] 上述結(jié)構(gòu)中，所述發(fā)光管的發(fā)射視場角為7°，探測器的接收視場角為15°。
[0013] 上述結(jié)構(gòu)中，所述測量腔體下接體側(cè)壁設(shè)有與下通孔徑向相通的取樣口。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果： 1、采用雙波長對射式光路，發(fā)光管中一個(gè)為波長為630nm的紅色可見光LED，另一個(gè)為 波長為920nm的近紅外LED，利用油分和雜質(zhì)對不同波長的具有不同的吸收散射特性，顯著 提高水中油分深度檢測的精確性，避免散射效應(yīng)的二值特性對量程和精度限制。
[0015] 2、630nm的紅色可見光LED與920nm的近紅外LED在光譜波段上會存在一定的重 合區(qū)域，雙波長對射式光路的夾角為60°C，能很好的避免兩者之間的干擾。
[0016] 3、使用12mm直徑的石英玻璃管構(gòu)成圓柱形測量腔，測量時(shí)被測水充滿圓柱形測 量腔，形成柱狀透鏡，起到會聚作用。
[0017] 4、石英玻璃管的內(nèi)壁設(shè)有多層可見-近紅外寬波段高透過率光學(xué)鍍膜，保證測量 腔的具有很高的光學(xué)效率。
[0018] 5、石英玻璃管的外壁鍍有機(jī)高分子氟碳憎油膜，防止油污污染，保護(hù)光學(xué)鍍膜膜 層。
[0019] 6、測量腔體側(cè)壁設(shè)有濕度指示器，可以很直觀，清晰的觀察測量腔體內(nèi)部的濕度 狀態(tài)。
[0020] 7、發(fā)光管的發(fā)射視場角為7°，探測器的接收視場角為15°，可以形成較好的發(fā) 射、接收效果，進(jìn)一步提高測量的精確度。
[0021] 8、測量腔體下接體側(cè)壁設(shè)有與下通孔徑向相通的取樣口，可從取樣口很方便地取 樣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2為圖1中的A-A剖面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面根據(jù)附圖并結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025] 水中油分濃度探測裝置，包括清洗口螺塞1、測量腔體上接體2、石英玻璃管4、導(dǎo) 線5、信號處理電路板6、測量腔體7、測量腔體下接體8、發(fā)光管11和探測器12 ;測量腔體 上接體2、測量腔體下接體8分別固定連接在測量腔體7的上下端；連接成一體的測量腔體 上接體2、測量腔體7、測量腔體下接體8中分別設(shè)有中心軸線同軸的、垂直、連通的上通孔 2. 1、中通孔7. 1、下通孔8. 1 ;清洗口螺塞1密封連接在測量腔體上接體2中上通孔2. 1的 上端孔口；測量腔體上接體2側(cè)壁設(shè)有與上通孔2. 1徑向相通的污水出口 2. 2。
[0026] 石英玻璃管4安裝于測量腔體7的中通孔7. 1中，本實(shí)施例中，石英玻璃管4外徑 為12_，內(nèi)壁設(shè)有多層可見-近紅外寬波段高透過率光學(xué)鍍膜，外壁鍍有機(jī)高分子氟碳憎 油膜，石英玻璃管4的外壁有機(jī)高分子氟碳憎油膜的厚度20微米；測量腔體7設(shè)有徑向貫 穿測量腔體7、中心軸線與中通孔7. 1中心軸線垂直相交、平置的徑向通孔7. 2 ;徑向通孔 7. 2的一端設(shè)置發(fā)光管11，另一端設(shè)置探測器12,與中間的石英玻璃管4構(gòu)成對射式光路； 信號處理電路板6固定連接在測量腔體7外壁；發(fā)光管11、探測器12通過導(dǎo)線5與信號處 理電路板6連接；徑向通孔7. 2為中心軸線相交的2個(gè)徑向通孔，夾角為60°C，每個(gè)徑向通 孔7. 2的一端設(shè)置發(fā)光管11，另一端設(shè)置探測器12,與中間的石英玻璃管4構(gòu)成2個(gè)對射 式光路，本實(shí)施例中，發(fā)光管11的發(fā)射視場角為7°，探測器12的接收視場角為15° ;發(fā)光 管11中一個(gè)為波長為630nm的紅色可見光LED，另一個(gè)為波長為920nm的近紅外LED。
[0027] 測量腔體7側(cè)壁設(shè)有與中通孔7. 1相通的徑向濕度觀察孔7. 3,徑向濕度觀察孔 7. 3孔口設(shè)有濕度指示器14。
[0028] 測量腔體下接體8側(cè)壁設(shè)有與下通孔8. 1徑向相通的取樣口 8. 2。
[0029] 本發(fā)明在使用時(shí)，待檢測的水從測量腔體下接體8中下通孔8. 1進(jìn)入，從下通孔 8. 1流入石英玻璃管4中，并充滿石英玻璃管4內(nèi)腔，低功耗單片機(jī)MCU從信號處理電路板 6發(fā)出ΙΚΗζ調(diào)制信號對波長為630nm的紅色可見光LED、波長為920nm的近紅外LED進(jìn)行 電源調(diào)制，以抑制外界雜散光的干擾，發(fā)光管11發(fā)光，探測器12接收后輸出光電信號經(jīng)過 放大器放大后由高精度A/D采樣器采集，使用RS485實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)在線檢測。
【權(quán)利要求】
1. 一種水中油分濃度探測裝置，包括清洗口螺塞（1)、測量腔體上接體（2)、石英玻璃 管（4)、導(dǎo)線（5)、信號處理電路板（6)、測量腔體（7)、測量腔體下接體（8)、發(fā)光管（11)和 探測器（12);所述測量腔體上接體（2)、測量腔體下接體（8)分別固定連接在測量腔體（7) 的上下端；連接成一體的測量腔體上接體（2)、測量腔體（7)、測量腔體下接體（8)中分別設(shè) 有中心軸線同軸的、垂直、連通的上通孔（2. 1)、中通孔（7. 1)、下通孔（8. 1);所述清洗口螺 塞（1)密封連接在測量腔體上接體（2)中上通孔（2. 1)的上端孔口；所述測量腔體上接體 (2)側(cè)壁設(shè)有與上通孔（2. 1)徑向相通的污水出口（2. 2);所述石英玻璃管（4)安裝于測量 腔體（7)的中通孔（7. 1)中；所述測量腔體（7)設(shè)有徑向貫穿測量腔體（7)、中心軸線與中 通孔（7. 1)中心軸線垂直相交、平置的徑向通孔（7. 2);所述徑向通孔（7. 2)的一端設(shè)置發(fā) 光管（11)，另一端設(shè)置探測器（12)，與中間的石英玻璃管（4)構(gòu)成對射式光路；所述信號處 理電路板（6 )固定連接在測量腔體（7 )外壁；所述發(fā)光管（11 )、探測器（12 )通過導(dǎo)線（5 )與 信號處理電路板（6)連接；其特征在于：所述徑向通孔（7. 2)為中心軸線相交的2個(gè)徑向通 孔，夾角為60°C，每個(gè)徑向通孔（7. 2)的一端設(shè)置發(fā)光管（11)，另一端設(shè)置探測器（12)，與 中間的石英玻璃管（4)構(gòu)成2個(gè)對射式光路；所述發(fā)光管（11)中一個(gè)為波長為630nm的紅 色可見光LED，另一個(gè)為波長為920nm的近紅外LED。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中油分濃度探測裝置，其特征在于：所述石英玻璃管（4)夕卜 徑為12mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水中油分濃度探測裝置，其特征在于：所述石英玻璃管 (4)的內(nèi)壁設(shè)有多層可見-近紅外寬波段高透過率光學(xué)鍍膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的水中油分濃度探測裝置，其特征在于：所述石英玻璃管（4)的 外壁鍍有機(jī)高分子氟碳憎油膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水中油分濃度探測裝置，其特征在于：所述石英玻璃管（4)的 外壁有機(jī)高分子氟碳憎油膜的厚度15?20微米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的水中油分濃度探測裝置，其特征在于：所述測量腔體（7)側(cè)壁 設(shè)有與中通孔（7. 1)相通的徑向濕度觀察孔（7. 3)，所述徑向濕度觀察孔（7. 3)孔口設(shè)有濕 度指示器（14)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水中油分濃度探測裝置，其特征在于：所述發(fā)光管（11)的發(fā) 射視場角為7°，探測器（12)的接收視場角為15°。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水中油分濃度探測裝置，其特征在于：所述測量腔體下 接體（8)側(cè)壁設(shè)有與下通孔（8. 1)徑向相通的取樣口（8. 2)。
【文檔編號】G01N21/3577GK104215602SQ201410416579
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】李橋, 張?zhí)焓? 錢貴軍 申請人:江蘇遠(yuǎn)望儀器有限公司