专利名称：水下c波段紫外线强度探测仪的制作方法
技术领域：
本发明公开一种紫外线强度探测仪，特别是一种能应用于水下，检测水下c波段紫外线强度的探测仪。
技术背景在城市供水和水处理系统中，消毒作为最基本的水处理单元,是保证用户安 全用水必不可少的措施之一，己成为防止疾病传播、扩散的重要防线。"十一五"计划明确提出以饮用水安全作为重点，加强水污染防治的战略方针。但自20世 纪70年代发现氯消毒产生"三致"物质，并且不能有效杀灭隐孢子虫及其孢囊, 人们开始重新审视消毒问题。现今，人们亟需研制开发一种安全、高效的氯替 代消毒技术，而紫外消毒因其不产生消毒副产物，成为了当今研究与应用的重 点。但目前的消毒系统存在下列问题(1)紫外线消毒效果与UV-C的剂量成 正比关系,剂量太低对微生物的消毒效果较差,且还有修复现象(光修复和暗修复)， 但是如果紫外线的剂量太大就会造成浪费。因此，合理控制紫外线的剂量十分重 要。(2)传统的用化学、生物学等方法确定实际应用系统的紫外剂量的方法监 测频次低，采样误差大，监测数据不准确，用于推断和选择系统结构上有局限 性，只能用于系统结构设计后的验定。(3)传统方法不能及时反映消毒系统运 行状况，存在清洗或更换不及时会影响出水水质，更换灯和清洗次数过于频繁 又造成极大能源浪费等问题。(4)传统测量方法无法及时预测和处理异常情况。 发明内容针对上述提到的现有技术中供水和水处理系统水质难以检测的缺点，本发 明提供一种用于水下检测C波段紫外线强度的探测仪，可通过C波段紫外线专用光电二极管检测水下c波段紫外线强度来确定利用c波段紫外线对水的消毒情况。本发明解决其技术问题采用的技术手段为 一种水下C波段紫外线强度探 测仪，该探测仪包括探测头、外壳、放大电路、微机处理系统，探测头设置在 外壳内，外壳采用用不锈钢材料，外壳的连接部位以及探测头导线出口处都设 有O形防水圈或硅胶，探测头内部灌装有硅胶，外壳上开有进光孔，进光孔上 设有滤光片，探测头安装在进光孔处；探测头采用对C波段紫外线敏感的专用 光电二极管；放大电路由运算放大器配合外围电容、电阻组成，探测头输出与 放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与微机处理系统连接，放大电路输 出信号经A/D转换后送入微机处理系统，经计量定标后，就可以换算成相应的 紫外辐射强度值并可以进行显示。本发明解决其技术问题采用的技术手段进一步还包括所述的放大电路为在运算放大器的同向输入端电连接有串联的电阻R1、电 阻R2的公共端，电阻R1另一端接+5V电源，电阻R2另一端接地，紫外C专 用光电二极管正极接地，负极与运算放大器反向输入端连接，运算放大器的反 向输入端与输出端之间并联连接有电容C和电阻R。所述的滤光片采用仅可通过C波段紫外线的紫外干涉窄带滤光片。所述的紫外C专用光电二极管采用宽带隙半导体AlGaN材料制成的光电二 极管。所述的微机处理系统数据输出端上连接有显示装置。本发明的有益效果是本发明可直接测量水下紫外辐射强度，可以在杀菌 过程中对紫外辐照强度和紫外穿透率进行实时测量，能及时准确将紫外灯老化和石英管套外壁结垢状况反馈给控制中心并通过预先编制的程序控制全自动清 洗装置对紫外灯进行全自动清洗，实现了对石英套管的自动清洗、水处理流量 的自动控制和紫外灯的辐射强度的持续全自动监控，并可与监控系统联用能及 时给出紫外强度信号，能自动调节水处理流量和反应时间以及紫外灯放射量从 而保证杀菌效果。同时本发明还可以及时探测消毒系统中发生的异常情况并利 用报警系统发出警报，确保工作人员能及时处理该异常情况，减小了劳动力成 本，使清洁过程和杀菌过程同步进行，节省了能源，保证了出水水质。
下面将结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
图1为本发明结构示意图。
图2为图1的剖视结构示意图。 图3为本发明的电路原理图。
图中，l-外壳，2-滤光片，3-导线，4-防水圈，5-探测头，6-硅胶。
具体实施例方式
本实施例为本发明优选实施方式，其它凡其原理和基本结构与本实施例相 同或近似的，均在本发明保护范围之内。
本发明主要包括外壳l、控制电路、探测头5，探测头5设置在外壳1内， 探测头5通过导线3与控制电路电连接。参看附图1和附图2，本实施例中，外 壳1为相互配合的上下两部分组成，外壳1釆用不锈钢材料定型加工而成，外 壳1上下两部分相互配合处设有防水圈，外壳1上开有进光孔，进光孔处安装 有滤光片2，滤光片2与外壳1配合处采用硅胶粘合，防水其漏水，探测头5设 在进光孔处，使紫外线光透过滤光片可直接照射到探测头5上。外壳1上导线3的出口处也设有硅胶材料，以防止水的渗漏。外壳1内，灌注有硅胶材料，用
硅胶将外壳l内电路包裹，以达到防水效果。由于紫外线中，只有的c波段紫 外线才具有水下消毒的作用，本探测仪需检测的也即是的c波段紫外线强度，
但是，水下的光线除了包括有C波段紫外线外，还包括有A波段紫外线、B波 段紫外线、可见光等多种光线，这些光线会对C波段紫外线的检测造成影响， 因此，本发明在外壳上设有滤光片2，本实施例中的滤光片2采用仅可透过C 波段紫外线的紫外干涉窄带滤光片，其可有效防止A波段紫外线、B波段紫外 线、可见光等的进入，使探测头5检测到的光线强度仅为C波段紫外线强度。 探测头5采用宽带隙半导体AlGaN材料制成的光电二极管Dl，其对C波段中 波长为254nm的紫外线响应最大，而对A波段紫外线、B波段紫外线和可见光 不敏感。
参看附图3，附图3为本发明的电路原理图。图中为控制电路，控制电路主 要为放大器IC组成的放大电路。本实施例中，放大器IC采用型号为AD844的 运算放大器。电阻R1和电阻R2串联连接，电阻R1的非公共端接+5V电源， 电阻R2的非公共端接地，电阻R1和电阻R2的公共端接放大器IC的同向输入 端，光电二极管D1正极接地，光电二极管Dl负极与放大器IC的反向输入端 连接，电阻R与电容C并联，电阻R—端连接在放大器IC的反向输入端，电 .阻R另一端连接在放大器IC的输出端。放大器IC的输出端与微机处理系统的 数据输入端连接，可将检测信号输入到微机处理系统中进行计算、定标，微机 处理系统的数据输出端上连接有显示装置，可通过显示装置显示相应的数据， 如水下紫外线强度、水质情况等，显示装置可采用数码管或液晶显示器，或 直接连接至电脑显示器进行显示。本发明在使用时，将带有外壳的探测头放置于水中，因为所产生的电流比
较微弱，所以必须保证光电二极管D1接地端严格接地，防止外部电压干扰。水 下光线经过滤光片2滤光后，只有C波段紫外线透过滤光片2照射到光电二极 管Dl上，光电二极管Dl将光信号转换为电信号，光电二极管Dl所产生的微 电流经放大电路放大以保证其有足够的强度，放大电路输出信号经A/D转换后 送入微机处理系统，经计量定标后，就可以换算成相应的紫外辐射强度值并可 以进行显示，同时还备有专用软件来对整个探测过程进行监测，从而实现对水 下紫外强度的实时、连续监测。
权利要求
1、一种水下C波段紫外线强度探测仪，其特征是所述的探测仪包括探测头、外壳、放大电路、微机处理系统，探测头设置在外壳内，A、所述的外壳采用用不锈钢材料，外壳的连接部位以及探测头导线出口处都设有O形防水圈或硅胶，探测头内部灌装有硅胶，外壳上开有进光孔，进光孔上设有滤光片，探测头安装在进光孔处，可被由进光孔进入光线照射到的位置；B、所述的探测头采用对C波段紫外线敏感的专用光电二极管；C、所述的放大电路由运算放大器配合外围电容、电阻组成，探测头输出与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与微机处理系统连接。
2、 根据权利要求1所述的水下C波段紫外线强度探测仪，其特征是所述 的放大电路为在运算放大器的同向输入端电连接有串联的电阻R1、电阻R2的 公共端，电阻R1另一端接+5V电源，电阻R2另一端接地，光电二极管正极接 地，负极与运算放大器反向输入端连接，运算放大器的反向输入端与输出端之 间并联连接有电容C和电阻R。
3、 根据权利要求1或2所述的水下C波段紫外线强度探测仪，其特征是 所述的滤光片采用仅可通过C波段紫外线的紫外干涉窄带滤光片。
4、 根据权利要求1或2所述的水下C波段紫外线强度探测仪，其特征是 所述的专用光电二极管采用宽带隙半导体AlGaN材料制成的光电二极管。
5、 根据权利要求1或2所述的水下C波段紫外线强度探测仪，其特征是-所述的微机处理系统数据输出端上连接有显示装置。
全文摘要
本发明公开一种能应用于水下，检测水下C波段紫外线强度的探测仪。一种水下C波段紫外线强度探测仪，该探测仪包括探测头、外壳、放大电路、微机处理系统，探测头设置在外壳内，外壳采用用不锈钢材料，外壳的连接部位以及探测头导线出口处都设有O形密封圈或硅胶，探测头内部灌装有硅胶，外壳上开有进光孔，进光孔上设有滤光片，探测头安装在进光孔处；探测头采用对C波段紫外线敏感的专用光电二极管；放大电路由运算放大器配合外围电容、电阻组成，探测头输出与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与微机处理系统连接。其可以有效检测水下紫外线照射强度，减小了检测成本，使清洁过程和杀菌过程同步进行，节省了能源，保证了出水水质。
文档编号G01J1/46GK101324464SQ20071007494
公开日2008年12月17日 申请日期2007年6月13日 优先权日2007年6月13日
发明者李朝林 申请人:李朝林