[發明專利]具有固態UV發射器的線上傳感器光源

有效

• 申請號: 201110307181.9
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102563453A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 威廉·H·溫
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾分析儀表公司
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V23/00;F21V17/12
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張煥生;謝麗娜

技術領域

本發明一般涉及線上傳感器和測量，并且更具體地，涉及用于在該應用中使用的紫外(UV)光源。

背景技術

在線UV傳感器在工業和醫藥應用中被廣泛使用。迄今為止，低和中壓氣體放電燈已經用作進行這樣的測量的光源。在醫藥領域中，最常使用的光源是低壓汞(Hg)燈，其以紫外線和可見光譜中的多個特定波長發射離散光線。為了隔離所關注的特定的發射線或者波長，必須使用帶通干涉濾波器。這種濾波器極大削減了可用的光信號，特別是在紫外光譜中，其中濾波器的透射率幾乎不超過20％。

常用于線上傳感器應用的低壓汞燈組件通常需要大約4-5瓦特功率，并且總的效率很低且分布在通過燈發射的多個離散光譜線中。這些燈具有光學噪聲并且易于輸出偏移，由于在高防護溫度下操作導致發熱，并且需要特定的高壓電源。

為了補償燈輸出中的變化以及保持精確的結果，監控和比較測量信號和參考信號。為了隔離所關注的光譜線，對于參考信號和測量信號必須使用匹配的濾波器。在雙光束應用中，因為對于每個參考和測量通道需要匹配的濾波器和檢測器使得光學要求更加復雜，并且必須隔離通道。這可以通過下面所述來實現，例如，采用并排式濾波器/檢測器結構或采用光束分離，不管哪一種方法都將會導致光信號的進一步減少。

如果期望的波長不是可用的發射線之一，燈涂有磷光體，當其被可用線之一激勵時，會以期望波長發出熒光，則效率進一步降低。

圖1-2示出了現有技術中典型的低壓汞燈組件。該組件具有柱形殼體11，其在一端具有電連接器12且在另一端具有連接到流通池的適配器13。低壓汞燈14和高壓電源16與參考檢測器和濾波器17，17一起封閉在殼體內。如這些圖所示，由于燈的相對大的尺寸及其電源，使得整個組件尺寸也相對較大且使用很笨重。

低壓汞燈的另一個問題是當其在危險的環境中使用時，必須采用特別的封閉件和連接器以滿足安全要求。這些要求通常包括批準的殼體，其能夠抑制在應該點燃燈中的氣體時的爆炸并且能夠布線特定的線纜，將電信號與危險環境隔離。如圖3所示，這樣的裝置通常包括防爆殼19，其在一端具有防爆殼端帽21以及防爆線纜襯墊22，并且在另一端具有防爆窗組件23和流通池適配器24。

發明內容

一般說來，本發明的目的是提供用于線上傳感器應用中使用的新的和改進的UV光源。

本發明的另一目的是提供具有上述特性的UV光源，其能克服以前提供的UV光源的限制和缺點。

通過提供用于線上傳感器的光源實現這些以及其他目的：該線上傳感器具有一個或多個固態UV發射器以發射范圍在240至400nm的單一波長的光的光源。由每個發射器發射的光具有在10-20nm大小的帶寬且直接導向線上傳感器中的測量檢測器。UV發射器封閉在能連接到線上傳感器的殼體中，其具有也位于殼體內的參考檢測器和UV發射器的整流器以及孔，光從發射器通過該孔到達測量檢測器。

附圖說明

圖1是現有技術的UV光源的立體圖。

圖2是圖1的現有技術光源的垂直剖視圖。

圖3是現有技術的另一UV光源的垂直剖視圖。

圖4是包含本發明的UV光源的一個實施例的立體圖。

圖5是圖4的實施例的垂直剖視圖。

圖6是包含本發明的UV光源的另一個實施例的正視圖。

圖7是沿著圖6中的線7-7的截面視圖。

圖8是圖6的實施例的簡化電路圖。

圖9是示出圖6的實施例的操作的時序圖。

具體實施方式

如圖4和圖5中所示，光源具有殼體26，該殼體具有大體圓形的底座27和可移除的蓋子28，該蓋子由筒形側壁28a和與側壁一體形成的端壁28b組成。蓋子具有與側壁上的內螺紋31配合的外螺紋29，以便于將蓋子和底座固定到一起。電連接器32安裝在底座的外部，以連接到為該裝置加載電信號和電源的外部電路，并且端壁28b具有螺紋孔33以連接線上傳感器。

固態UV發射器或LED(發光二極管)36安裝在殼體內的電路板37上。與使用其它線上傳感器的低壓汞燈不同，這些發射器傳送具有10-20nm大小的帶寬的單一波長的發射光。該發射光光譜很純凈，具有集中在期望波長的0.5-1.5毫瓦的功率。這樣的發射器目前可以在大約為240-400nm的光譜范圍內以10-20nm的間隔使用。