专利名称：非接触式管道流体密度探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量流体密度的传感装置。
背景技术：
现有的测量流体密度的传感装置，有多种浓度、密度传感器，其结构因检测对象不同而不同。其共同的特点是结构复杂、大多数为接触式测量，采用的光源为红色光源。由于有色光对被检测对象会产生除密度外的附加吸收，对检测精度有一定影响，同时，现有技术也无法消除管路液体中存在气泡的影响。特别是在一些医学领域，比如血液及其流体制品的密度检测，接触式传感器有可能造成感染和含有一些潜在的消极影响。
发明内容
鉴于现有技术存在的现状，本实用新型的目的是针对目前现有技术存在的不足，设计一种对管路中液体密度测量精度高、并能克服管路中液体气泡影响的非接触式传感装置。
本实用新型通过如下技术措施，达到上述设计目的本非接触式管道流体密度探测器，由发光元件、发射光路、接收光路、接收光敏元件、补偿光敏元件和探测头构成，探测头有一凹槽，凹槽内有透明管道通过，被检测流体与探测头之间由该透明管道隔离，其特征在于发光元件采用了发白光元件。采取这一措施后，可以克服采用红色光源带来的吸收影响，使管路中液体密度测量精度得到提高。
除了采取上述措施外，本实用新型还在发光电路中设置了光补偿电路。该电路由脉冲发生器、减法器和反馈放大器组成。当光强发生变化时，由脉冲发生器产生的电压通过减法器加在白色发光管上，白光由补偿光路照射在补偿光敏元件上，补偿光敏元件的输出经反馈放大器放大后加至减法器，对电路形成负反馈，可起到稳定输出光强的目的。该电路负反馈强度可调。
为了消除管路的液体中产生的气泡的影响，本实用新型在电路中还设置了消除气泡影响电路。该电路由补偿放大器、放大器和比较器构成，该三个单元电路形成环路，输入信号分成两路，一路经补偿放大器、比较器和放大器顺序连接，另一路直接与放大器输入端连接。发射光照在有气泡的管路上，光线被气泡散射，透射光减弱，造成液体密度检测误差。消除气泡影响电路可以在前级信号减弱时自动补偿提升电压，保证在气泡来临时电路维持气泡来临前的数值不变，从而消除气泡对检测带来的不利影响。
光补偿电路如图2、图3，由脉冲发生器、减法器、补偿光敏元件和反馈放大器构成，发光管产生的光线中，直射光经发射光路射向被测透明管路；侧射光经补偿光路射向补偿光敏元件，并被转化为电讯号，此补偿光敏元件与接收光敏元件应该是同型号同批量的产品，具有近似的性能和参数。当光源受外界因素影响发生变化时，补偿光敏元件输出也随之发生变化，由反馈电路将补偿光敏元件输出的电量处理后控制减法器加至发光管的电压，使其恢复变化前的发光强度，从而保证光源稳定，保持检测精度不受外界因素变化的影响。该电路对环境温度、电源电压、电流的变化、发射管、接收光敏管的老化以及安装位置的微小变化等，均可起到补偿作用，使探测器保持恒定的光源，图3中，光补偿电路由运算放大器N1和电容C1、电阻R1、R2、R3、R4组成的脉冲发生器构成，通过由运算放大器N2和R5、R6、R7、R8、组成的减法器，向发光二极管V1供电，V1产生的侧射光线由补偿光敏管V2接收，经运放N3、电容C2、电阻R10、电位器R9组成的反馈放大器放大，在R9上形成直流电压。此电压正比于V1发生的白光强度，当光强度发生变化时，R9抽头上输出的电压加至比较器，对电路形成负反馈，完成稳定输出光强的目的。调整R9，可以调整反馈强度。
消除气泡影响电路原理见图4，由直射光透射被检测管路中液体物质后衰减的透射光经接收光敏元件转换为电压后加至放大器放大。当管中出现气泡时，由于直射光被气泡散射，透射光衰减，形成放大器输出电压下降。此时，补偿放大器的输出也下降，与比较器的参考电压比较后输出一控制电压，控制放大器的放大量增加，以补偿输入讯号电压的下降率，保证在气泡来临时电路维持气泡来临前的数值不变，从而消除气泡对检测精度的影响。
消除气泡影响电路见图5，由接收光敏元件输来的电压，经运放N4、电容C3、C4、电阻R11、R12、R13、R14组成的补偿放大器放大后，将电压输至由运放N5和电阻R15、R16、R17、R18组成的比较器。平时比较器输出为低电平，场效应管V3处于截止状态，由运放N6和电阻R19、R20、R21、R22、电容C5组成的放大器，其放大倍数维持在由R21给定的数值。当气泡通过检测光路时，补偿放大器输出的电压下降，引发比较器输出高电位，于是，场效应管V3导通，R19下半部分被短路，放大器放大倍数增加，从而补偿前端输来信号因气泡引起的电压下降，保证放大器输出稳定，消除气泡对检测电路的影响。电路中，电容C4和电阻R14形成隔直流电路，它让气泡造成的瞬间电压(即脉冲)通过，而对被测管中液体密度变化引起的缓慢电压降不作反应。调整R19，可以正确补偿气泡引起的输出下降。
权利要求1.非接触式管道流体密度探测器，由发光元件、发射光路、接收光路、接收光敏元件、补偿光敏元件和探测头构成，探测头有一凹槽，凹槽内有透明管道通过，被检测流体与探测头之间由该透明管道隔离，其特征在于发光元件为发白光元件。
2.据权利要求1所述的非接触式管道流体密度探测器，其特征在于发光电路中有光源补偿电路。
3.根据权利要求1或2所述的非接触式管道流体密度探测器，其特征在于在接收电路中设有消除气泡影响电路。
专利摘要本实用新型提供了一种测量精度高、不易受外界环境影响的非接触式管道流体密度检测器，由发光元件、发射光路、接收光路、接收光敏元件、补偿光敏元件和探测头构成，探测头有一凹槽，凹槽内有透明管道通过，被检测流体与探测头之间由该透明管道隔离，其特征在于发光元件为发白色光元件。为了保证检测精度，还设置有光源补偿电路和消除气泡影响电路。
文档编号G01N9/24GK2533466SQ0222224
公开日2003年1月29日 申请日期2002年4月16日 优先权日2002年4月16日
发明者林秉礼, 刘仁明 申请人:四川南格尔生物医学股份有限公司