一種浸沒(méi)式水中油監(jiān)測(cè)探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種浸沒(méi)式水中油監(jiān)測(cè)探頭，是一種光學(xué)探頭設(shè)備，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水中油是近年來(lái)在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)的新熱點(diǎn)，可以覆蓋到工業(yè)冷卻水、循環(huán)水、鍋爐用水、污水排放等應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是在石化、煉油等行業(yè)的循環(huán)水處理領(lǐng)域，水中油的在線監(jiān)測(cè)極為重要。浸沒(méi)式水中油監(jiān)測(cè)傳感器能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)探頭直接放入被測(cè)水樣中進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，無(wú)需專門制備水樣，能夠滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)要求，是連續(xù)在線水中油監(jiān)測(cè)的核心傳感器?，F(xiàn)有的浸沒(méi)式水中油傳感器主要采用近紅外光散射法和紫外熒光法兩種光電監(jiān)測(cè)方法，其中紫外熒光法具有監(jiān)測(cè)靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快特點(diǎn)，是水中油在線監(jiān)測(cè)中最具前景的方法之一。紫外熒光法已在美國(guó)、加拿大、瑞士、俄羅斯等發(fā)達(dá)地區(qū)和國(guó)家廣泛應(yīng)用，并被列為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》GB 177378.5-1998也采用熒光法測(cè)量海水中的油，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局頒布的HU/T 92-2002《水污染排放總量檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》中也明確規(guī)定水中油在線檢測(cè)方法為熒光法。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的浸沒(méi)式水中油監(jiān)測(cè)探頭以進(jìn)口產(chǎn)品為主，進(jìn)口產(chǎn)品多采用光纖束導(dǎo)光，光學(xué)窗口較小，光通量小，由于國(guó)內(nèi)水質(zhì)狀況復(fù)雜，進(jìn)口產(chǎn)品難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，水樣中懸浮顆粒物對(duì)光路的遮擋造成抗干擾能力差的問(wèn)題。同時(shí)，由于光路復(fù)雜，成本很高，難以廣泛應(yīng)用推廣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種浸沒(méi)式水中油監(jiān)測(cè)探頭，采用高頻調(diào)制光源和大孔徑光路設(shè)計(jì)，提高抗干擾能力；同時(shí)簡(jiǎn)化光路設(shè)計(jì)，降低成本，適合于廣泛應(yīng)用推廣。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)具體實(shí)現(xiàn):
[0006]—種浸沒(méi)式水中油監(jiān)測(cè)探頭，包括封閉結(jié)構(gòu)的殼體和置于殼體內(nèi)部的紫外光源、熒光濾光片、光電探測(cè)器、主板和驅(qū)動(dòng)電路板，所述殼體的前端開口并且在開口處嵌入式連接玻璃窗;在所述玻璃窗的內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)有光電探測(cè)器和紫外光源，所述光電探測(cè)器和所述紫外光源連接到驅(qū)動(dòng)電路板上，所述驅(qū)動(dòng)電路板與主板連接;在所述殼體上設(shè)有防水接頭。
[0007]所述光電探測(cè)器的前端設(shè)有所述熒光濾光片。
[0008]所述光電探測(cè)器對(duì)應(yīng)位于所述玻璃窗的中央，并且垂直于所述玻璃窗表面設(shè)置，所述紫外光源指向所述光電探測(cè)器面向的方向。
[0009]優(yōu)選地，所述紫外光源設(shè)有至少兩個(gè)，所述紫外光源圍繞所述光電探測(cè)器設(shè)置。
[0010]所述光電探測(cè)器和所述紫外光源圍繞所述玻璃窗的中央設(shè)置，所述紫外光源和所述光電探測(cè)器指向同一個(gè)方向。
[0011]優(yōu)選地，所述光電探測(cè)器和所述紫外光源均指向所述玻璃窗的中央。
[0012]所述殼體外部為棒狀構(gòu)造，并且在殼體的后端設(shè)有防水接頭。
[0013]優(yōu)選地，所述殼體外部為圓柱體形狀。
[0014]所述殼體包括筒體、前端密封頭和后端密封頭，所述前端密封頭與所述筒體的前端密封連接，所述后端密封頭與所述筒體的后端密封連接，所述玻璃窗設(shè)置在所述前端密封頭上，并且所述玻璃窗與所述前端密封頭密封連接;所述防水接頭安裝在所述后端密封頭上，并且所述防水接頭與所述后端密封頭密封連接。
[0015]本實(shí)用新型所述的監(jiān)測(cè)探頭，浸沒(méi)在水樣中工作，驅(qū)動(dòng)電路板上的驅(qū)動(dòng)電路控制紫外光源發(fā)出高頻調(diào)制紫外光，高頻紫外光透過(guò)玻璃窗照射到水樣中，紫外光激發(fā)水中油產(chǎn)生的熒光信號(hào)透過(guò)玻璃窗進(jìn)入探頭內(nèi)部，熒光濾光片放置在光電探測(cè)器的前端，透過(guò)玻璃窗的熒光經(jīng)熒光濾光片過(guò)濾后到達(dá)光電探測(cè)器，光電探測(cè)器完成熒光信號(hào)到電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)電路板將光電探測(cè)器的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并濾波、放大，輸出到主板。主板對(duì)接收到的熒光電壓信號(hào)解調(diào)處理，并經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)一步處理。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)的定標(biāo)過(guò)程，寫入定標(biāo)數(shù)據(jù)后即可進(jìn)行在線水中油監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)信息通過(guò)主板的對(duì)外接口輸出。
[0016]所述的玻璃窗，可選用平面JGSl石英窗片或藍(lán)寶石窗片。
[00?7] 所述的紫外光源，選用紫外LED，可選中心波長(zhǎng)為254nm、280nm或365nm。
[0018]所述的光電探測(cè)器可選用PIN光電二極管，在280nm—500nm寬光譜范圍內(nèi)具有較好的光譜響應(yīng)。
[0019]所述的熒光濾光片，選用寬帶帶通濾光片，當(dāng)選用254nm紫外光源時(shí)，熒光濾光片選擇通帶優(yōu)選為280nm-380nm;當(dāng)選用280nm紫外光源時(shí)，焚光濾光片選擇通帶優(yōu)選為為300nm-400nm;當(dāng)選用365nm紫外光源時(shí)，焚光濾光片選擇通帶優(yōu)選為為420nm_480nm。
[0020]所述的驅(qū)動(dòng)電路板，包括紫外光源的調(diào)制驅(qū)動(dòng)及光電探測(cè)器的信號(hào)放大濾波。
[0021]所述的主板，以DSP為核心處理器，在其內(nèi)部運(yùn)行解調(diào)算法、定標(biāo)處理等;DSP外圍擴(kuò)展AD將驅(qū)動(dòng)板輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并通過(guò)擴(kuò)展接口將監(jiān)測(cè)信息輸出。
[0022]所述的殼體，采用密封結(jié)構(gòu)，具有防水功能，采用316L不銹鋼材料。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0024](I)采用了高頻調(diào)制光源，抗環(huán)境光干擾能力更強(qiáng)；
[0025](2)采用大孔徑光路設(shè)計(jì)，光通量更大，抗水樣中懸浮物干擾能力更強(qiáng)；
[0026](3)光路更簡(jiǎn)單，成本更低，適合于廣泛應(yīng)用推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0027]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]圖1為本實(shí)用新型所述一種浸沒(méi)式水中油監(jiān)測(cè)探頭的結(jié)構(gòu)圖；其中圖1(a)是其中一種結(jié)構(gòu)圖；圖1(13)是另一種結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2為本實(shí)用新型一種浸沒(méi)式水中油監(jiān)測(cè)探頭的工作原理圖。
[0030]圖中:
[0031]1、玻璃窗；2、熒光濾光片；3、光電探測(cè)器;4、筒體;5、后端密封頭;6、防水接頭;7、主板;8、驅(qū)動(dòng)電路板;9、紫外光源;1、前端密封頭。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如圖1-2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述一種浸沒(méi)式水中油監(jiān)測(cè)探頭，包括封閉結(jié)構(gòu)的殼體和置于殼體內(nèi)部的紫外光源、焚光濾光片、光電探測(cè)器3、主板和驅(qū)動(dòng)電路板，所述殼體的前端開口并且在開口處嵌入式連接玻璃窗;在所述玻璃窗的內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)有光電探測(cè)器和紫外光源，所述光電探測(cè)器3和所述紫外光源連接到驅(qū)動(dòng)電路板8上，所述驅(qū)動(dòng)電路板8與主板7連接;在所述殼體上設(shè)有防水接頭6。
[0033]所述光電探測(cè)器3的前端設(shè)有所述熒光濾光片2。
[0034]如圖1(b)所示，所述光電探測(cè)器3對(duì)應(yīng)位于所述玻璃窗I的中央，并且