一种水下光学类传感器专用遮光罩的制作方法

本实用新型属于光学传感器技术领域，特别涉及一种水下光学类传感器专用遮光罩，可应用于目前所有利用光源激发荧光检测技术的海洋要素传感器，比如叶绿素传感器、水下石油类传感器等。

背景技术：

随着陆源排放不断涌入、海洋人为灾害频发，比如油田溢油、海洋赤潮等，海洋环境恶化严重。我国海洋生态环境监测的能力相对较为薄弱，未形成大的立体监测网络体系。究其原因，主要是监测手段缺乏，大量依赖进口设备，设备国产化率较低，市场占有率低。国家在这方面的科研投入力量很大，涌现出一批自主研发的海洋监测设备，比如叶绿素传感器、水中油污染传感器等。上述传感器均采用了荧光激发检测手段，其原理就是采用特定波长的光源照射待测水域时，水中的叶绿素、油类物质会在光源照射下发生电子跃迁，当电子再次回到基态时会发射出另一个波长的荧光。通过建立荧光强度与被测物质的浓度之间的线性关系，可通过被测区域的荧光强度推算出含有被测物质的浓度。

这类利用光学手段监测的传感器有一个关键问题需要解决，那就是背景光的干扰。由于水中被测物质浓度低，荧光信号很微弱，通常比背景光要低几个数量级，因此在如此强的背景中要获取有效的荧光信号，必须要解决背景光的干扰问题。背景光强度会随天气、周边结构环境变化而改变，因此不能简单采用总信号减掉固定背景值的方式。目前比较主流的方法是采用调制解调-锁相放大技术，该方法基于互相关原理，使被测的微弱周期信号与频率相同的参考信号在相关器中实现互相关，从而有效地检测出深埋在大量非相关噪声中的痕量荧光信号，完成荧光信号的检测。这种方法行之有效，但硬件上需要借助于直接频率合成器( direct digital synthesizer，DDS ) 、相敏检波( phasesensitive detection，PSD) 和IIＲ低通数字滤波( infinite impulse response filter，IIＲ)等，并且后续需要大量的运算，实时运算能力要求较高。硬件设计复杂、耗时。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种水下光学类传感器专用遮光罩，通过物理遮光的方式为光学传感器营造一个“暗室”，这个“暗室”不仅能避免光线射入，同时还要具备水样交换能力，有效消除背景光的干扰，降低硬件开发难度和成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种水下光学类传感器专用遮光罩，包括基体，所述基体为具有封底的筒状结构，筒状结构的圆周均布多个水样交换口，所述水样交换口为迷宫结构。

优选的是，每个所述的水样交换口包括进水口A、交换槽、进水口B，所述进水口A设于筒状结构的外圆周上，进水口B设于筒状结构的内圆周上，进水口A和进水口B错开布设，所述交换槽连通进水口A和进水口B。

优选的是，所述交换槽为与筒状结构的筒身同心的环形交换槽。

优选的是，所述交换槽两端形成的夹角为20-25度。

优选的是，所述进水口A 的形状可以是长条形或圆孔形。

优选的是，所述筒状结构的开口处设有用于与传感器的光学镜头连接的螺纹。

与现有技术相比，本实用新型优点在于：

（1）采用物理遮光营造“暗室”的方式，大大降低了光学类传感器背景光干扰消除技术的开发难度。

（2）本实用新型设计的遮光罩不仅可以遮光，而且可以满足水样交换的需要。

（3）此外，通过合理设计进水口的形式、大小，可以起到粗过滤器的作用，能够有效避免因杂草、杂物进入检测区而引起的检测值异常。

附图说明

图1为本实用新型的结构总成示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的图2中A-A剖视图。

图中1.基体，2.水样交换口，2-1.进水口A，2-2.交换槽，2-3. 进水口B，2-4.圆角，3.螺纹，4.封底。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-3所示，一种水下光学类传感器专用遮光罩，包括基体1，基体1为具有封底4的筒状结构，筒状结构的开口处设有螺纹3，用于与传感器的光学镜头连接，完成快速安装。

筒状结构的圆周均布多个水样交换口2，水样交换口2并不直通筒身内部，水样交换口2为迷宫结构，迷宫结构采用物理遮光的方式为光学传感器营造了一个“暗室”，一方面为了满足水样的交换，另一方面为了阻止光线进入筒状结构内腔。

下面具体介绍水样交换口2的具体结构设计。每个水样交换口2包括进水口A 2-1、交换槽2-2、进水口B 2-3，进水口A 2-1设于筒状结构的外圆周上，进水口B 2-3设于筒状结构的内圆周上，进水口A 2-1和进水口B 2-3错开布设，交换槽2-2连通进水口A和进水口B。

交换槽2-2为与筒状结构的筒身同心的环形交换槽，水样通过进水口A 2-1进入后，经由交换槽2-2，最终通过进水口B 2-3进入基体内部，从而实现了水样的及时交换更新。在满足有效阻止光线进入的前提下，交换槽2-2长度影响到水样交换的能力。一般而言，建议交换槽2-2两端所成夹角在20-25度为宜。为减少水样交换不畅、残留样品，特意增加了圆角2-4处理。这样做可有效保证在水流扰动下，水样及时彻底的更新。

进水口的形式可以是多样的，进水口A 2-1 的形状可以是长条形、圆孔形等，通过合理的大小设计起到粗过滤的作用，避免水中杂草、杂物等杂物进入基体1内部的空腔，避免光学测量失效。

关于材质，可根据传感器类型不同进行选择。对于油类污染传感器而言，为防止油污粘附，筒身宜采用聚四氟乙烯材质；对于其他类别的传感器（比如：叶绿素）而言，为防止生物附着，宜采用铜材质，铜基材释放的铜离子可有效防止生物附着堵住进水口，从而保证传感器长期原位测量。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。