发散型微功耗光学流体污染检测传感器制造技术

一种发散型微功耗光学流体污染检测传感器，由光源组合体、成像装置和摄像机组成。光源组合体包括光源及安装、定位构件，光源为半导体单色发光器件；成像装置包括流体污染物显示屏、物镜组及安装、调整构件，流体污染物显示屏为发散式结构；光源、流体污染物显示屏与物镜组形成的光路为直射式光路。此种传感器的检测准确度与重复性好，寿命至少为５年，成本仅为国外相同用途传感器的６％，功率仅为国外相同用途传感器的０．５～２５％。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学传感器，特别涉及一种用于流体污染检测的光学传感器。流体污染的检测研究，特别是工业油液固体颗粒污染控制工程的研究在国外始于本世纪六十年代，发展至今已形成了一套完整的检测控制理论并设计出了相应的检测设备，这些设备中，有代表性的产品为美国太平洋公司的HIAC-8000A型颗粒计数器、美国PARKER公司的PLC-2000型激光颗粒计数器、德国西德福公司的UCC系列颗粒计数器。对于上述产品，影响性能、使用寿命的关键部件是传感器，而现有传感器一般以激光作为光源，不仅价格昂贵(MC-20传感器的售价98年底为1．2万美元)，而且使用寿命有限，两年左右就须重新标定或置换，每次标定调换费用约2．5万人民币。鉴于传感器的寿命短且售价和维护费用高，因此极大地妨碍了流体污染检测控制技术的推广应用和发展。国内从本世纪八十年代中期开始流体污染检测的研究，但进展不大，至今尚无成熟的流体污染检测仪器问世。申请人94年研制出并在96年获国家级新产品称号的“ZXY-1型”油液颗粒污染检测仪所使用的传感器以白炽灯泡为光源，采用折射式光路，不仅寿命短、体积大，而且分析准确度与稳定性不高。本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改进的流体污染检测传感器，此种传感器不仅增长了使用寿命，而且功耗小，成本低，便于维护。本专利技术的目的是这样实现的针对现有传感器存在的问题进行改进，以新的光源代替激光光源并根据新光源的特点进行光路设计和结构设计。本专利技术提供的传感器由光源组合体、成像装置和摄像机组成；光源组合体包括光源及其安装、定位构件，光源为半导体单色发光器件；成像装置包括流体污染物显示屏、物镜组及其安装、调整构件；光源、流体污染物显示屏与物镜组形成的光路为直射式光路。本专利技术提供的传感器，其光源——半导体单色发光器件可以是发光二极管，也可以是发光三极管，这些器件既廉价又易于获取。根据此种光源特点设计的流体污染物显示屏为发散式狭缝结构，能使被检测的流体实现发散性，从而提高检测精度。本专利技术的具体结构由以下的实施例及其附图给出。附图说明图1是根据本专利技术所提供的流体污染检测传感器的一种结构图；图2是光源组合体的结构图；图3是流体污染物显示屏的组成构件的主视图；图4是流体污染物显示屏的组成构件的侧视图；图5是根据本专利技术所提供的流体污染检测传感器的光路图。实施例本实施例中的传感器的结构如图1所示，由光源组合体1、成像装置和摄像机9组成。光源组合体的结构如图2所示，由毛玻璃片14、光源座15、弹簧16、压盖17、光源套18、光源19组装而成；光源座15为阶梯孔阶梯圆筒，用于安装毛玻璃片14和光源套18，光源19位于光源套内腔并与光源套内壁相粘结，光源套通过弹簧16和压盖17固定在在光源座上；光源19为发光二极管。成像装置的结构如图1所示，包括支座2、接嘴3、取样槽4、紧固套5、连接筒6、镜筒7、流体污染物显示屏10、物镜组11和密封圈12；流体污染物显示屏10由两块形状相同的玻璃块组装而成，一块粘结在支座2上，一块粘结在取样槽4上，玻璃块的形状如图3、图4所示，为薄圆柱体，其一侧端面为平面与斜面的组合面，平面位于中部，斜面对称地分布在平面的上下两侧，两块玻璃的组装方式是平面与斜面的组合面相对安装且中部平面之间留有流体通过的缝隙13，该缝隙为0．3～1毫米，具体尺寸根据被检测流体的类型确定。接嘴3为两个，安装在取样槽4上，一个是被检测流体的入口，一个是已检测流体的出口；物镜组11安装在连接筒6和镜筒7内；支座2、取样槽4、连接筒6和镜筒7通过紧固套5及螺纹连接成一体。摄像机9通过连接筒8与成像装置组装成一体，如图1所示。光源19、毛玻璃片14、流体污染物显示屏10与物镜组11形成的光路如图5所示，为直射式光路。本专利技术具有以下优点1．以半导体单色发光器件作为光源使成本大幅度降低，其成本仅为国外相同用途传感器售价的6％。2．以半导体单色发光器件作为光源使功耗大幅度降低，其功耗仅为国外相同用途传感器功耗的0．5～25％，给仪器的小型化、便携式打下了基础。3．以半导体单色发光器件作为光源，传感器的使用寿命至少为5年，而国外传感器的寿命一般为2～4年，而且在使用过程中因激光光源的衰变会导致性能下降，必须进行调试，付出昂贵的调试费。4．维护或调试可在用户现场进行，而不必象国外传感器那样返回生产厂家或专业技术服务点进行，极大地方便了用户。5．流体污染物显示屏的结构特点及与接嘴的组装方式使被检测流体在经过检测狭缝之前进行了由细管到平面的发散，因而污染物进一步舒张和分布均匀，对数据起到了明显的平滑作用，相对于收敛式狭缝，给运算和统计带来了更好的信号基础，有利于提高检测的准确度和重复性。本专利技术提供的传感器可检测各种污染流体，广泛用于航空航天、化工、机械制造、汽车工业及环境保护等领域。权利要求1．一种发散型微功耗光学流体污染检测传感器，由光源组合体(1)、成像装置和摄像机(9)组成，光源组合体包括光源(19)及其安装、定位构件，成像装置包括流体污染物显示屏(10)、物镜组(11)及其安装、调整构件，其特征在于光源为半导体单色发光器件，光源、流体污染物显示屏与物镜组形成的光路为直射式光路。2．根据权利要求1所述的发散型微功耗光学流体污染检测传感器，其特征在于半导体单色发光器件为发光二极管或发光三极管。3．根据权利要求1或2所述的发散型微功耗光学流体污染检测传感器，其特征在于流体污染物显示屏(10)由两块形状相同的玻璃块组装而成，玻璃块的形状为薄圆柱体，其一侧端面为平面与斜面的组合面，平面位于中部，斜而对称地分布在平面的上下两侧，两块玻璃的组装方式是平面与斜面的组合面相对安装且中部平面之间留有流体通过的缝隙(13)。4．根据权利要求3所述的发散型微功耗光学流体污染检测传感器，其特征在于组成流体污染物显示屏的两块玻璃中部平面之间的缝隙(13)为0．3～1毫米。全文摘要一种发散型微功耗光学流体污染检测传感器,由光源组合体、成像装置和摄像机组成。光源组合体包括光源及安装、定位构件,光源为半导体单色发光器件;成像装置包括流体污染物显示屏、物镜组及安装、调整构件,流体污染物显示屏为发散式结构;光源、流体污染物显示屏与物镜组形成的光路为直射式光路。此种传感器的检测准确度与重复性好,寿命至少为5年,成本仅为国外相同用途传感器的6%,功率仅为国外相同用途传感器的0.5～25%。文档编号G01N21/85GK1281141SQ9911501公开日2001年1月24日 申请日期1999年7月15日 优先权日1999年7月15日专利技术者史明德, 龙怀忠 申请人:成都东方微电子技术应用研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发散型微功耗光学流体污染检测传感器，由光源组合体（１）、成像装置和摄像机（９）组成，光源组合体包括光源（１９）及其安装、定位构件，成像装置包括流体污染物显示屏（１０）、物镜组（１１）及其安装、调整构件，其特征在于光源为半导体单色发光器件，光源、流体污染物显示屏与物镜组形成的光路为直射式光路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史明德，龙怀忠，
申请(专利权)人：成都东方微电子技术应用研究所，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]