專(zhuān)利名稱：雙通道式光電探測(cè)探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量煙塵濃度的光電探測(cè)探頭。
測(cè)量煙塵濃度，國(guó)內(nèi)目前主要采用的是人工采樣稱量法。這種方法可測(cè)量塵粒的質(zhì)量濃度，技術(shù)簡(jiǎn)單，稱量準(zhǔn)確。但其作業(yè)環(huán)境惡劣，操作過(guò)程復(fù)雜。因此近年來(lái)人們一直在尋找一種能連續(xù)、自動(dòng)、在線監(jiān)測(cè)的測(cè)塵儀器，而光電法測(cè)塵儀以其不可比擬的優(yōu)點(diǎn)受到了普遍的重視。現(xiàn)有光電測(cè)塵儀包括有發(fā)射探頭和接收探頭，分別安裝于煙道的兩測(cè)。在兩個(gè)探頭的端部分別開(kāi)有發(fā)射和接收光束的小孔，因此必須保證光束能同時(shí)通過(guò)兩個(gè)小孔才能確保測(cè)塵儀的正常工作，這就給儀器的安裝帶來(lái)了很大的困難。其次，采用的探測(cè)光源有激光、紅外光等，激光發(fā)生裝置復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，紅外光波長(zhǎng)范圍大，合適波段的光難以掌握，相應(yīng)光源也不容易獲得。再次，現(xiàn)有的發(fā)射探頭為單通道式光電探測(cè)探頭，參考光強(qiáng)為一個(gè)固定值，容易引起測(cè)量值的系統(tǒng)誤差。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，發(fā)射與接收一體化、測(cè)量精度高、易于安裝的雙通道式光電探測(cè)探頭。
本實(shí)用新型的雙通道式光電探測(cè)探頭包括有光源系統(tǒng)、聚光系統(tǒng)、擋光機(jī)構(gòu)(13)、物鏡筒(20)、(28)和光探測(cè)器(24)，光源系統(tǒng)包括有燈殼(1)、聚焦透鏡(9)和位于聚焦透鏡(9)焦點(diǎn)位置的光源(8)，光源(8)通過(guò)燈座(2)與燈殼(1)聯(lián)接，在燈殼(1)的前部開(kāi)有一內(nèi)槽，聚焦透鏡(9)裝在該槽內(nèi)并通過(guò)壓圈(10)固定；聚光系統(tǒng)包括有聯(lián)接座(35)和準(zhǔn)聚焦透鏡(12)、(37)，聯(lián)接座(35)的一端與燈殼(1)聯(lián)接，另一端裝有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的物鏡筒(20)、(28)，聯(lián)接座(35)與燈殼(1)聯(lián)接處裝有一組準(zhǔn)聚焦透鏡(12)、(37)并分別用鏡座(11)、(36)固定在聯(lián)接座(35)上，聯(lián)接座(35)的中部設(shè)有一槽，用于安放擋光機(jī)構(gòu)(13)；物鏡筒(20)、(28)與聯(lián)接座(35)聯(lián)接的一端分別裝有光欄(15)、(34)，另一端裝有一組物鏡(22)、(27)并由物鏡座(23)、(26)固定，光欄(15)、(34)中部的小孔位置恰好是準(zhǔn)聚焦透鏡(12)、(37)和物鏡(22)、(27)的左右焦點(diǎn)，在物鏡筒(20)、(28)內(nèi)分別設(shè)置有析光鏡座(17)、(33)并用擋釘(19)、(29)將析光鏡(18)、(30)固定在其上；光探測(cè)器(24)安裝在物鏡筒一側(cè)能接收到析光鏡(18)、(30)信號(hào)的位置上。
本實(shí)用新型裝在煙道壁上，光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)聚焦透鏡形成平行光，借助于兩組準(zhǔn)聚焦透鏡和物鏡以及位于其共同焦點(diǎn)處的光欄作用，形成了兩束準(zhǔn)平行光。其中一束平行光透過(guò)析光鏡穿過(guò)含塵煙道，被裝在煙道對(duì)面的三垂面反射鏡反射，沿原路返回，經(jīng)過(guò)析光鏡全反射進(jìn)入光探測(cè)器，形成信號(hào)光；另一束平行光透過(guò)析光鏡射向物鏡前的三垂面反射鏡(不穿過(guò)煙道)并沿原路返回，經(jīng)析光鏡全反射進(jìn)入光探測(cè)器形成參考光。其中擋光系統(tǒng)中的擋光片往復(fù)擺動(dòng)，使信號(hào)光和參考光交替通過(guò)，分時(shí)進(jìn)入光探測(cè)器。析光鏡的作用是將光源射來(lái)的光束完全透過(guò)而將反射回來(lái)的光束全反射向光探測(cè)器。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的光電探測(cè)探頭集發(fā)射、接收于一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，煙道對(duì)面只需安裝三垂面反射鏡能將光束原路反射回來(lái)即可，大大降低了安裝精度，安裝十分方便。
2、本實(shí)用新型的光源采用了可見(jiàn)光，并雙重聚光，在沒(méi)有降低光強(qiáng)的條件下降低了光源成本。
3、本實(shí)用新型采用了雙通道式光電探測(cè)探頭，其信號(hào)光和參考光由同一光源產(chǎn)生，因同一光探測(cè)器傳感測(cè)定，參考光光強(qiáng)隨光源光強(qiáng)的變化而變化，與信號(hào)光同步，因而消除了測(cè)量時(shí)的系統(tǒng)誤差，提高了測(cè)量精度。
本實(shí)用新型的詳細(xì)結(jié)構(gòu)由附圖給出。


圖1為雙通道式光電探測(cè)探頭的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2為沿圖1中A-A線的剖視圖；圖3為沿圖1中B-B線的剖視圖4為圖1中的C向視圖。
圖1、圖2、圖3、圖4詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征。
圖1中，光源燈泡(8)裝在燈殼(1)內(nèi)，電線(3)、接線導(dǎo)向桿(4)、電觸頭壓簧(5)和電觸頭(6)組成供電單元，向光源燈泡(8)供電。光源燈泡(8)與燈殼(1)之間由燈座(2)絕緣。燈座(2)與燈殼(1)間滑動(dòng)聯(lián)接，燈座(2)可以沿軸線在燈殼(1)內(nèi)前后移動(dòng)，同時(shí)在燈殼(1)上相互垂直設(shè)計(jì)有兩個(gè)能夠上下左右移動(dòng)燈座(2)位置的微調(diào)節(jié)螺絲(49)，并在一個(gè)微調(diào)螺絲的對(duì)面設(shè)計(jì)有一個(gè)固定螺釘(7)，在燈殼(1)的發(fā)光位置設(shè)計(jì)有散熱孔(39)和散熱片(38)。燈殼的前部安裝聚焦透鏡(9)，壓圈(10)的內(nèi)凹面壓緊聚焦透鏡(9)，其外測(cè)有絲扣，與燈殼(1)螺紋聯(lián)接。前后調(diào)節(jié)燈座(2)，并調(diào)節(jié)微調(diào)節(jié)螺絲(49)，可使光源燈泡(8)正好位于聚焦透鏡(9)的焦點(diǎn)處，并用固定螺釘(7)固定。光電探測(cè)探頭的中部設(shè)計(jì)了聯(lián)接座(35)，把燈殼(1)和物鏡筒(20)、(28)聯(lián)接成一體。聯(lián)接座(35)一端與燈殼(1)聯(lián)接，內(nèi)部裝有一組準(zhǔn)聚焦透鏡(12)、(37)，準(zhǔn)聚焦透鏡(12)、(37)粘接于鏡座(11)、(36)上，鏡座(11)、(36)與聯(lián)接座(35)用絲扣聯(lián)接，聯(lián)接座(35)的中部開(kāi)有一槽，用于安放擋光機(jī)構(gòu)(13)。聯(lián)接座(35)的另一端安裝有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的物鏡筒(20)、(28)。物鏡筒(20)、(28)的左端設(shè)計(jì)有光欄(15)、(34)，每個(gè)光欄都用4個(gè)錐端緊定螺釘(14)與物鏡筒(20)、(28)固定，在光欄(15)、(34)上有小孔，小孔位置可由4個(gè)錐端緊定螺釘(14)微調(diào)，使其位于準(zhǔn)聚焦透鏡(12)、(37)和物鏡(22)、(27)的公共焦點(diǎn)上。物鏡筒(20)、(28)的中部安裝著析光鏡座(17)、(33)，析光鏡座內(nèi)側(cè)開(kāi)有一條鍵槽，可以通過(guò)該鍵槽及物鏡筒上的滑動(dòng)釘(16)、(32)調(diào)節(jié)析光鏡座(17)、(33)位置并固定，析光鏡(18)、(30)用擋釘(19)、(29)固定在析光鏡座(17)、(33)上。物鏡筒(20)、(28)的右端安裝有一組物鏡(22)、(27)，兩個(gè)物鏡(22)、(27)分別粘結(jié)于鏡座(23)、(26)上，該物鏡座(23)、(26)與物鏡筒(20)、(28)用絲扣聯(lián)接，中間夾裝調(diào)焦墊圈(21)、(25)用來(lái)微調(diào)物鏡(22)、(27)，使其焦點(diǎn)正好位于光欄小孔處。鏡筒支座(31)安裝在物鏡筒(20)、(28)上，在每個(gè)物鏡筒(20)、(28)的下部都有一個(gè)透光孔，來(lái)自三垂面反射鏡的反射光照射到析光鏡(18)、(30)上，再被析光鏡反射穿過(guò)透光孔交匯于安裝在支座(31)上的光檢測(cè)器(24)上，由光檢測(cè)器交替測(cè)出參考光與信號(hào)光的光強(qiáng)。
擋光機(jī)構(gòu)(13)的結(jié)構(gòu)特征如圖2所示，該裝置是由擋光片(41)和永磁鐵(42)、(44)以及電磁線圈(43)組成，擋光片(41)的U形槽兩側(cè)分別裝有兩塊同極相對(duì)的永磁鐵(42)、(44)，在兩塊永磁鐵之間有電磁線圈(43)，擋光片(41)上對(duì)稱分布有兩個(gè)通光孔(40)、(45)。給電磁線圈(43)通以交變電流，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，交替吸引永磁鐵(42)、(44)，使擋光片(41)沿軸擺動(dòng)，擋光片(41)上的小孔相應(yīng)產(chǎn)生位移，使參考光和信號(hào)光分時(shí)進(jìn)入光探測(cè)器(24)。
圖3給出了光探測(cè)器(24)的結(jié)構(gòu)圖，光敏二極管(47)安裝在光敏管座(46)內(nèi)，光敏管座(46)的前端設(shè)置有紅色濾光片(48)，光敏管座(46)用支座(31)固定在物鏡筒(20)、(28)的一側(cè)能同時(shí)接收到從物鏡筒通光孔處傳來(lái)的反射光信號(hào)位置處。
權(quán)利要求1.一種雙通道式光電探測(cè)探頭，包括有光源系統(tǒng)、聚光系統(tǒng)、擋光機(jī)構(gòu)(13)、物鏡筒(20)、(28)和光探測(cè)器(24)，其特征在于光源系統(tǒng)包括有燈殼(1)、聚焦透鏡(9)和位于聚焦透鏡(9)焦點(diǎn)位置的光源(8)，光源(8)通過(guò)燈座(2)與燈殼(1)聯(lián)接，在燈殼(1)的前部開(kāi)有一內(nèi)槽，聚焦透鏡(9)裝在該槽內(nèi)并通過(guò)壓圈(10)固定；聚光系統(tǒng)包括有聯(lián)接座(35)和準(zhǔn)聚焦透鏡(12)、(37)，聯(lián)接座(35)的一端與燈殼(1)聯(lián)接，另一端裝有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的物鏡筒(20)、(28)，聯(lián)接座(35)與燈殼(1)聯(lián)接處裝有一組準(zhǔn)聚焦透鏡(12)、(37)并分別用鏡座(11)、(36)固定在聯(lián)接座(35)上，聯(lián)接座(35)的中部設(shè)有一槽，用于安放擋光機(jī)構(gòu)(13)；物鏡筒(20)、(28)與聯(lián)接座(35)聯(lián)接的一端分別裝有光欄(15)、(34)，另一端裝有一組物鏡(22)、(27)并由物鏡座(23)、(26)固定，光欄(15)、(34)中部的小孔位置恰好是準(zhǔn)聚焦透鏡(12)、(37)和物鏡(22)、(27)的左右焦點(diǎn)，在物鏡筒(20)、(28)內(nèi)分別設(shè)置有析光鏡座(17)、(33)并用擋釘(19)、(29)將析光鏡(18)、(30)固定在其上；光探測(cè)器(24)安裝存物鏡筒一側(cè)能接收到析光鏡(18)、(30)信號(hào)的位置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道式光電探測(cè)探頭，其特征在于上述的擋光機(jī)構(gòu)(13)由擋光片(41)、電磁線圈(43)和永磁鐵(42)、(44)組成，擋光片(41)的U形槽兩側(cè)分別裝有同極相對(duì)的永磁鐵(42)、(44)，在兩塊永磁鐵之間有電磁線圈(43)，擋光片(41)上對(duì)稱分布有兩個(gè)通光孔(40)、(45)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道式光電探測(cè)探頭，其特征在于上述的光探測(cè)器(24)是用支座(31)將光敏管座(46)固定在物鏡筒(20)、(28)的一側(cè)，在光敏管座(46)內(nèi)設(shè)置有光敏二極管(47)并在前端設(shè)有紅色濾光片(48)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道式光電探測(cè)探頭，其特征在于在燈殼(1)的光源位置設(shè)計(jì)有散熱片(38)和散熱孔(39)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道式光電探測(cè)探頭，其特征在于燈座(2)與燈殼(1)之間滑動(dòng)聯(lián)接，燈座(2)可以沿軸線在燈殼(1)內(nèi)前后移動(dòng)，在燈殼(1)上相互垂直設(shè)有兩個(gè)調(diào)整燈座(2)使其恰好處于燈殼(1)中心軸線位置的微調(diào)螺絲(49)并設(shè)有一個(gè)固定螺釘(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通式光電探測(cè)探頭，其特征在于物鏡(22)、(27)與物鏡座(23)、(26)之間有用于調(diào)整物鏡焦點(diǎn)位置的調(diào)焦墊圈(21)、(25)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道式光電探測(cè)探頭，其特征在于光欄(15)、(34)是分別用四個(gè)錐端緊定螺釘(14)與物鏡筒(20)、(28)固定，并可由錐端緊定螺釘(14)微調(diào)小孔位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道式光電探測(cè)探頭，其特征在于析光鏡座(17)、(33)的一側(cè)有鍵槽，物鏡筒(20)、(28)上的滑動(dòng)釘(16)、(32)控制析光鏡座(17)、(33)沿鍵槽前后移動(dòng)并將其固定。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量煙塵濃度的雙通道式光電探測(cè)探頭，其光源通過(guò)燈座與燈殼聯(lián)接，聚焦透鏡裝在燈殼前部，聯(lián)接座一端與燈殼聯(lián)接，另一端裝物鏡筒，聯(lián)接座與燈殼聯(lián)接處裝有準(zhǔn)聚焦透鏡，中部安放擋光機(jī)構(gòu)，物鏡筒一端裝有光欄，另一端裝有物鏡，物鏡筒內(nèi)有折光鏡；光探測(cè)器安裝在物鏡筒一側(cè)。本實(shí)用新型集發(fā)射、接收于一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，安裝方便，同時(shí)光路采用雙通道式，消除了系統(tǒng)誤差，提高了測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01N21/00GK2248872SQ9522960
公開(kāi)日1997年3月5日 申請(qǐng)日期1995年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月12日
發(fā)明者白惠峰, 陳安世, 鄭詩(shī)道, 徐宗照, 白名臣 申請(qǐng)人:太原中綠環(huán)保技術(shù)有限公司