一种高准直性的紫外防污装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高准直性的紫外防污装置及制备方法，包括基板，所述基板上侧设置有紫外光源，紫外光源外侧设置有密封外壳，密封外壳与基板之间通过密封装置连接，紫外光源上设置有准直透镜，密封外壳内设置有气体；将紫外光源的光通过准直透镜的折射，集中照射到传感器的工作部位，提高了防污效果。

A high collimation UV antifouling device and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高准直性的紫外防污装置及其制备方法
本专利技术属于水下传感器领域，尤其涉及一种高准直性的紫外防污装置及其制备方法。
技术介绍
海洋传感器是海洋研究的重要设备，长时间工作时，海水中的细菌和浮游生物会附着在外壁上，并产生石灰质沉积，水中的藻类等海洋生物也会覆盖在海洋传感器外壁，影响其正常工作，严重缩短了传感器使用寿命。因此防止海洋生物在传感器工作部附着和生长具有重要意义。采用紫外LED发射260-280nm的紫外线照射传感器工作部，可以破坏海洋生物的细胞复制，防止海洋传感器表面的细菌吸附和浮游生物生长，抑制藻类等海洋生物的细胞增殖，避免海洋生物附着在传感器工作部，大大提高传感器的工作寿命。现有技术制备的紫外LED发光原理为载流子自发辐射复合产生光子而发光的，LED工作时为点光源，其光强分布呈球形对称分布，因此紫外LED用在海洋传感器防污装置上时，只有照射在传感器工作部的紫外光是有效的，照射在其他区域的紫外光是无效的，甚至是有害的。海洋传感器工作部直径为3厘米，紫外LED距离工作部10厘米时，仅有2.25％的紫外光能够照射到传感器的工作部，这大大降低了紫外LED的使用效率。中国专利(CN105424092A)公开了一种海洋生物附着的海洋温盐深探测仪，利用紫外发光二极管抑制因生物附着造成的传感器性能失效、检测数据不可靠等问题。这两个专利使用的紫外LED光源透过剥离罩直接照射出去，对光强分布没有调整，只有很少一部分光照射到传感器工作部上，对紫外LED的光输出功率也有很高要求，大大浪费了能源。
技术实现思路
针对现有技术的不足，现提供了种高准直性的紫外防污装置，光源发出的光集中照射到传感器的工作部位，大大提高防污装置的防污效果和使用寿命。本专利技术还提供上述装置的工作方法。本专利技术的技术方案如下：一种高准直性的紫外防污装置，包括基板，所述基板上侧设置有紫外光源，紫外光源外侧设置有密封外壳，密封外壳与基板之间通过密封装置连接。优选的，紫外光源上设置有准直透镜。将紫外光源的光通过准直透镜的折射，集中照射到传感器的工作部位，提高了防污效果。密封外壳内部填充高压氮气或氩气。设备组装时，在氮气或者氩气气氛下进行，密封完成后，密封外壳内部即存在氮气或者氩气。优选的，所述密封外壳底边设有向外延伸的凸缘，所述密封装置包括密封橡胶圈、密封螺栓、密封压环；密封外壳通过密封螺栓贯穿连接在基板上，密封压板按压分布在凸缘上，凸缘与基板之间设置有密封橡胶圈。通过密封橡胶圈、密封螺栓、密封压环的组合，使得密封更加彻底。优选的，所述密封外壳为倒置的“U”型，所述密封装置包括密封橡胶圈，所述密封外壳与基板之间通过密封橡胶圈密封。利用密封橡胶圈的弹力进行密封，密封效果好。优选的，所述基板为平板型。优选的，所述基板为“凸”型。优选的，所述密封外壳为石英材料。优选的，所述基板上设置有与密封橡胶圈相适应的凹槽。一种高准直性的紫外防污装置及其制备方法，其制备步骤如下：(1)加工基板,根据密封橡胶圈直径，加工放置密封橡胶圈的凹槽；(2)将紫外光源底部涂敷导热硅脂后安装在(1)所述的基板正面上；(3)将准直透镜安装到紫外光源上部；(4)在(1)所述的基板凹槽处放入密封橡胶圈，将密封外壳放在密封橡胶圈上方；(5)将密封压环放在密封外壳上方，拧紧密封螺栓，使整体系统具有很好的防水性能。(6)在密封外壳内部充满氮气或氩气。一种高准直性的紫外防污装置及其制备方法，其制备步骤如下：(1)加工基板，材质为不锈钢；(2)将紫外光源底部涂敷导热硅脂后安装在(1)所述的基板正面上；紫外光源波长300nm，功率100mW；(3)将准直透镜安装在紫外光源上部，使紫外光源发光面处于准直透镜的焦平面上；(4)将密封外壳与基板之间通过密封橡胶圈连接；(5)在密封外壳内部充满氮气或氩气。本专利技术的有益效果在于：1、现有紫外防污光源系统光强分布没有整形，光源发出的很大一部分光没有照射到传感器的工作部位上，严重浪费能源，降低防污效果，本申请通过光学设计，在光源前方安装一准直透镜，将紫外光源的光通过准直透镜的折射，集中照射到传感器的工作部位，提高了防污效果。2、通过密封橡胶圈、密封螺栓、密封压环组合的方式安装密封外壳，安装更加紧密，具有良好的防水性。3、密封外壳内部设置有氮气或氩气，可以避免氧气和水汽对光源和电路的氧化、腐蚀作用，提高光源使用寿命。附图说明图1为本专利技术实施例2的结构示意图；图2为本专利技术实施例1的结构示意图；图3为传统无透镜结构的光源模拟的光线分布曲线；图4为具有准直透镜的紫外防污装置的光线分布曲线；图中1、基板；2、密封橡胶圈；3、密封压环；4、密封螺栓；5、密封外壳；6、凹槽；7、准直透镜；8、紫外光源；9、模拟的光线；10、探测器接收面。具体实施方式下面通过实施例并结合附图对本专利技术做进一步说明，但不限于此。实施例1：一种高准直性的紫外防污装置，包括基板，基板材质为铝，基板为平板型，所述基板上侧设置有紫外光源，紫外光源为LED或者荧光灯管，紫外光源的发射波长为200-350nm，功率为1-100mW；紫外光源外侧设置有密封外壳，密封外壳为石英材料，厚度0.1-5mm；密封外壳与基板之间通过密封装置连接。紫外光源上设置有准直透镜；准直透镜材料为石英，形状为半球型，半径1-10mm；所述密封外壳底边设有向外延伸的凸缘，所述密封装置包括密封橡胶圈、密封螺栓、密封压环；密封外壳通过密封螺栓贯穿连接在基板上，密封压板按压分布在凸缘上，凸缘与基板之间设置有密封橡胶圈；密封外壳内部设置有氮气或氩气，从图3和图4可以看出，采用准直透镜后，光线更为密集，大部分光线照射到探测是工作面上，使用效率高。实施例2：一种高准直性的紫外防污装置，其结构如实施例1所述，与实施例1不同的是，所述密封外壳为倒置“U”型，所述密封装置包括密封橡胶圈，所述密封外壳与基板之间通过密封橡胶圈密封。实施例3：一种高准直性的紫外防污装置，其结构如实施例2所述，与实施例2不同的是，所述基板为“凸”型。实施例:4：一种高准直性的紫外防污装置，其结构如实施例1所述，与实施例1不同的是，所述基板材质为铜或氮化铝或不锈钢等高热导率材料。实施例5：一种高准直性的紫外防污装置及其制备方法，其结构如实施例1，制备步骤如下：(1)加工基板,根据密封橡胶圈直径，加工放置密封橡胶圈的凹槽；(2)将紫外光源底部涂敷导热硅脂后安装在(1)所述的基板正面上；(3)将准直透镜安装到紫外光源上部；(4)在(1)所述的基板凹槽处放入密封橡胶圈，将密封外壳放在密封橡胶圈上方；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高准直性的紫外防污装置，其特征在于：包括基板，所述基板上侧设置有紫外光源，紫外光源外侧设置有密封外壳，密封外壳与基板之间通过密封装置连接；紫外光源上设置有准直透镜。/n

【技术特征摘要】
1.一种高准直性的紫外防污装置，其特征在于：包括基板，所述基板上侧设置有紫外光源，紫外光源外侧设置有密封外壳，密封外壳与基板之间通过密封装置连接；紫外光源上设置有准直透镜。


2.根据权利要求1所述的高准直性的紫外防污装置，其特征在于：所述密封外壳内部填充氮气或氩气。


3.根据权利要求1所述的高准直性的紫外防污装置，其特征在于：所述密封外壳底边设有向外延伸的凸缘，所述密封装置包括密封橡胶圈、密封螺栓、密封压环；密封外壳通过密封螺栓贯穿连接在基板上，密封压板按压分布在凸缘上，凸缘与基板之间设置有密封橡胶圈。


4.根据权利要求3所述的高准直性的紫外防污装置，其特征在于：所述基板为平板型。


5.根据权利要求3所述的高准直性的紫外防污装置，其特征在于：所述基板上设置有与密封橡胶圈相适应的凹槽。


6.根据权利要求1所述的高准直性的紫外防污装置，其特征在于：所述密封外壳底为“U”型，所述密封装置包括密封橡胶圈，所述密封外壳与基板之间通过密封橡胶圈密封。


7.根据权利要求6所述的高准直性的紫外防污装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐现刚，徐明升，肖龙飞，陈秀芳，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37