[發明專利]數字式光纖濃度傳感器

無效

• 申請號: 201310519463.4
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN103743672A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 王耀斌
• 申請（專利權）人: 陜西高新實業有限公司
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 劉斌

技術領域

本發明涉及一種濃度傳感器，具體涉及一種數字式光纖濃度傳感器。

背景技術

在石化、冶金、造紙、制糖等行業，通常需測量介質的濃度。然而用電導法測濃度存在電極在溶液中被腐蝕的問題。而根據介質的折射率取決于濃度C和溫度T?的光學方法測量濃度的折光儀，由于其硅光電池的分辨率低，存在溫漂，且抗干擾抗腐蝕能力差，溫度補償不準確，使用中受到限制。

發明內容

本發明提供一種數字式光纖濃度傳感器，其采用光纖傳輸信號、CCD?光電探測、單片微機處理和數據融合技術，具有抗干擾能力強，測量精度高，性能穩定可靠，適合在強電磁干擾或腐蝕性介質中測量濃度。

本發明的技術解決方案是：

一種數字式光纖濃度傳感器，包括CCD?器件及其驅動電路，其特殊之處在于：所述CCD?器件包括給采樣保持電路S?/H，光敏元件列陣，數字電路和模擬電路，所述光敏元件列陣的兩側是轉移柵電極SH，所述轉移柵電極SH的兩側為CCD?模擬移位寄存器，脈沖發生器和驅動器；所述驅動電路為TCDl32D?線陣的驅動電路。

上述光敏元件列陣由l09l?個光電二極管構成；其中前64?個和3?個是用作暗電流檢測而被遮蔽的，中間l024?個光電二極管是曝光像敏單元。

上述每個光敏單元的尺寸為l4um?長，中心距亦為l4um，光敏元件列陣總長為l4.336?mm。

本發明的優點在于：采用光纖傳輸信號、CCD?光電探測、單片微機處理和數據融合技術，具有抗干擾能力強，測量精度高，性能穩定可靠，適合在強電磁干擾或腐蝕性介質中測量濃度。

附圖說明

圖1為本發明結電路結構原理圖。

具體實施方式

參見圖1，一種數字式光纖濃度傳感器，包括CCD?器件及其驅動電路，?CCD?器件包括給采樣保持電路S?/H，光敏元件列陣，數字電路和模擬電路，光敏元件列陣的兩側是轉移柵電極SH，轉移柵電極SH的兩側為CCD?模擬移位寄存器，脈沖發生器和驅動器；驅動電路為TCDl32D?線陣的驅動電路。

光敏元件列陣由l09l?個光電二極管構成；其中前64?個和3?個是用作暗電流檢測而被遮蔽的，中間l024?個光電二極管是曝光像敏單元。

每個光敏單元的尺寸為l4um?長，中心距亦為l4um，光敏元件列陣總長為l4.336?mm。

TCDl32D?線陣器件的基本結構及工作原理

給采樣保持電路S?/H?提供一個參考電位U_REF，SS?及U_SS接地，U_DD和U_AD分別接數字電路和模擬電路的?﹢l2V?電源，TCDl32D?在三路脈沖￠_CCD、￠_SH和￠_M的作用下，在器件的第20?號管腳（OS）輸出信號。由l09l?個光電二極管構成光敏元件列陣。其中前64?個和3?個是用作暗電流檢測而被遮蔽的，圖中用D_N符號表示；中間l024?個光電二極管是曝光像敏單元，圖中用S_N表示；每個光敏單元的尺寸為l4um?長，中心距亦為l4um，光敏元件列陣總長為l4.336?mm。光敏的兩側是轉移柵電極SH，轉移柵的兩側為CCD?模擬移位寄存器，另外還有采樣保持電路S?/?H、脈沖發生器和驅動器構成。

（2）TCDl32D?線陣的驅動電路

它用環形振蕩器產生可調脈沖，經D?觸發器分頻整形后輸出￠_M，將￠_M再經二級D?觸發器分頻獲得￠_CCD脈沖，同時￠CCD信號經三級可預置十進制計數器產生￠_SH信號。將￠_SH和￠_CCD相“與”后便得到滿足相位關系的￠_SH信號。CCD?輸出經視頻放大、A/?D?轉換后讀入89C5lCPU，被測介質溫度經DSl620?直接轉換成數字信號送入CPU，根據被測介質不同，在單片機中按預定程序進行數據融合以實現溫度補償和介質種類修正，將測量結果直接輸出（打印或顯示），也可通過RS232?串口與上位機通訊。?