[發明專利]一種超低量程濁度傳感器

在審

• 申請號: 201410561447.6
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN105527250A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 張學一
• 申請（專利權）人: 張學一
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于水體光學性質領域，具體地是一種超低量程濁度傳感器。

背景技術

濁度是水體光學性質的一種特征參數，它不但是衡量水質良好程度的重要指標之一，也是考核水處理效果的重要依據，因此，對水體濁度的在線檢測具有非常重要的現實意義。濁度分析的方式可分為：透射方式、散射方式，散射方式與透射方式相比，在低濁度測量時具有靈敏度高、檢測下限低的優點。

目前針對水體的濁度檢測主要采用散射法進行檢測。一種利用散射法進行濁度檢測的濁度傳感器，由于結構設計的原因，該濁度傳感器的檢測性能會受到外界因素的干擾較大，降低了檢測精度與可靠性。設計了散射式水下在線濁度傳感器，該傳感器具有水下在線測量、濁度標定、數據存儲等功能，具有較高的精度，但未考慮天氣因素造成光源部分出現霧狀的情況。

發明內容

本發明就是針對上述濁度傳感器存在的問題，提出了一種超低量程濁度傳感器，在光源部分增加了加熱片，將光源部分的鏡片維持在一個恒定的溫度，克服了光源部分出現霧狀的情況，提高了濁度傳感器檢測的準確性；并采用卡爾曼濾波算法對濁度值進行處理，消除高斯噪聲對濁度傳感器的影響，更進一步提高了濁度傳感器檢測的準確性。

為實現本發明的上述目的，本發明采用如下技術方案。

本發明一種超低量程濁度傳感器，其結構特點是：所述濁度傳感器包括上部殼體、下部殼體、檢測控制集成電路、光源、光電轉換器件；所述光電轉換器件包括數個光電轉換單體，所述數個光電轉換單體串聯連接形成環形；所述光源和透光通孔設置于所述上部殼體內，作為水體濁度檢測區域的水通道管設置于所述下部殼體內；所述上部殼體與下部殼體之間設置有一橫向貫通的凹陷空腔，所述凹陷空腔使得上部殼體和下部殼體之間具有一個開放式的隔離區。

作為本發明的一種優選方案，所述檢測控制集成電路采用單片機、嵌入式芯片微處理器為核心的集成電路，用于對濁度檢測過程進行控制和數據采集并處理輸出濁度檢測結果。

作為本發明的另一種優選方案，所述光源采用的是激光二極管，激光二極管向下射出光速的方向與水通道管的中軸線在同一直線，這樣使得光束被水體散射后在水通道管側壁各方向的散射光強度均衡，減少散射光檢測的誤差。

進一步地，本發明所述光電轉換器件為環形。

作為本發明的另一種優選方案，所述光電轉換器件包括數個光電轉換單體，并串接形成環形，這使得環形的光電轉換器件可以360°地采集水體的散射光，最大限度增加了對散射光的有效接收量，提高了信噪比。

作為本發明的另一種優選方案，所述上部殼體內還安裝了電熱元件和溫度傳感器。

本發明的有益效果是。

本發明針對飲用水濁度檢測，提出了一種超低量程濁度傳感器；該濁度傳感器采用獨特結構環形的光電轉換器，極大程度增加了信噪比。同時對光源鏡片溫度進行控制，消除了透光鏡片起霧與光源不穩定引起的檢測誤差，進一步保證了濁度檢測的準確性。最后，采用卡爾曼濾波算法對采集數據進行處理，消除高斯噪聲對傳感器的影響。

本發明又針對濁度傳感器存在的問題，提出了一種超低量程濁度傳感器，在光源部分增加了加熱片，將光源部分的鏡片維持在一個恒定的溫度，克服了光源部分出現霧狀的情況，提高了濁度傳感器檢測的準確性，并采用卡爾曼濾波算法對濁度值進行處理，消除高斯噪聲對濁度傳感器的影響，更進一步提高了濁度傳感器檢測的準確性。

與現有的濁度傳感器不同的是，本傳感器在光源部分增加了加熱片，用以消除透光鏡片起霧對檢測的影響，采用環形的光電轉換，360°采集水體的散射光，采用加熱片后，提高了濁度檢測的精度，而采用環形光電轉換，最大限度地增加散射光的有效接受量，同時經過卡爾曼濾波處理后的數據，線性化程度更好，說明設計的濁度傳感器具有高精度與高穩定性。

附圖說明

圖1是本發明一種超低量程濁度傳感器的結構圖。

圖2是本發明一種超低量程濁度傳感器的光電轉換器件結構圖。

圖中，1為上部殼體、2為下部殼體、3為光電轉換器件、4為凹陷空腔、5為光源、6為檢測控制集成電路、7為光電轉換單體。

具體實施方式