专利名称：双通道式光电探测探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量烟尘浓度的光电探测探头。
测量烟尘浓度，国内目前主要采用的是人工采样称量法。这种方法可测量尘粒的质量浓度，技术简单，称量准确。但其作业环境恶劣，操作过程复杂。因此近年来人们一直在寻找一种能连续、自动、在线监测的测尘仪器，而光电法测尘仪以其不可比拟的优点受到了普遍的重视。现有光电测尘仪包括有发射探头和接收探头，分别安装于烟道的两测。在两个探头的端部分别开有发射和接收光束的小孔，因此必须保证光束能同时通过两个小孔才能确保测尘仪的正常工作，这就给仪器的安装带来了很大的困难。其次，采用的探测光源有激光、红外光等，激光发生装置复杂、生产成本高，红外光波长范围大，合适波段的光难以掌握，相应光源也不容易获得。再次，现有的发射探头为单通道式光电探测探头，参考光强为一个固定值，容易引起测量值的系统误差。
本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低，发射与接收一体化、测量精度高、易于安装的双通道式光电探测探头。
本实用新型的双通道式光电探测探头包括有光源系统、聚光系统、挡光机构(13)、物镜筒(20)、(28)和光探测器(24)，光源系统包括有灯壳(1)、聚焦透镜(9)和位于聚焦透镜(9)焦点位置的光源(8)，光源(8)通过灯座(2)与灯壳(1)联接，在灯壳(1)的前部开有一内槽，聚焦透镜(9)装在该槽内并通过压圈(10)固定；聚光系统包括有联接座(35)和准聚焦透镜(12)、(37)，联接座(35)的一端与灯壳(1)联接，另一端装有两个结构相同的物镜筒(20)、(28)，联接座(35)与灯壳(1)联接处装有一组准聚焦透镜(12)、(37)并分别用镜座(11)、(36)固定在联接座(35)上，联接座(35)的中部设有一槽，用于安放挡光机构(13)；物镜筒(20)、(28)与联接座(35)联接的一端分别装有光栏(15)、(34)，另一端装有一组物镜(22)、(27)并由物镜座(23)、(26)固定，光栏(15)、(34)中部的小孔位置恰好是准聚焦透镜(12)、(37)和物镜(22)、(27)的左右焦点，在物镜筒(20)、(28)内分别设置有析光镜座(17)、(33)并用挡钉(19)、(29)将析光镜(18)、(30)固定在其上；光探测器(24)安装在物镜筒一侧能接收到析光镜(18)、(30)信号的位置上。
本实用新型装在烟道壁上，光源发出的光经过聚焦透镜形成平行光，借助于两组准聚焦透镜和物镜以及位于其共同焦点处的光栏作用，形成了两束准平行光。其中一束平行光透过析光镜穿过含尘烟道，被装在烟道对面的三垂面反射镜反射，沿原路返回，经过析光镜全反射进入光探测器，形成信号光；另一束平行光透过析光镜射向物镜前的三垂面反射镜(不穿过烟道)并沿原路返回，经析光镜全反射进入光探测器形成参考光。其中挡光系统中的挡光片往复摆动，使信号光和参考光交替通过，分时进入光探测器。析光镜的作用是将光源射来的光束完全透过而将反射回来的光束全反射向光探测器。
本实用新型与背景技术相比，具有以下优点1、本实用新型的光电探测探头集发射、接收于一体，结构简化，烟道对面只需安装三垂面反射镜能将光束原路反射回来即可，大大降低了安装精度，安装十分方便。
2、本实用新型的光源采用了可见光，并双重聚光，在没有降低光强的条件下降低了光源成本。
3、本实用新型采用了双通道式光电探测探头，其信号光和参考光由同一光源产生，因同一光探测器传感测定，参考光光强随光源光强的变化而变化，与信号光同步，因而消除了测量时的系统误差，提高了测量精度。
本实用新型的详细结构由附图给出。
图1为双通道式光电探测探头的结构简图；图2为沿图1中A-A线的剖视图；图3为沿图1中B-B线的剖视图4为图1中的C向视图。
图1、图2、图3、图4详细描述了本实用新型的结构特征。
图1中，光源灯泡(8)装在灯壳(1)内，电线(3)、接线导向杆(4)、电触头压簧(5)和电触头(6)组成供电单元，向光源灯泡(8)供电。光源灯泡(8)与灯壳(1)之间由灯座(2)绝缘。灯座(2)与灯壳(1)间滑动联接，灯座(2)可以沿轴线在灯壳(1)内前后移动，同时在灯壳(1)上相互垂直设计有两个能够上下左右移动灯座(2)位置的微调节螺丝(49)，并在一个微调螺丝的对面设计有一个固定螺钉(7)，在灯壳(1)的发光位置设计有散热孔(39)和散热片(38)。灯壳的前部安装聚焦透镜(9)，压圈(10)的内凹面压紧聚焦透镜(9)，其外测有丝扣，与灯壳(1)螺纹联接。前后调节灯座(2)，并调节微调节螺丝(49)，可使光源灯泡(8)正好位于聚焦透镜(9)的焦点处，并用固定螺钉(7)固定。光电探测探头的中部设计了联接座(35)，把灯壳(1)和物镜筒(20)、(28)联接成一体。联接座(35)一端与灯壳(1)联接，内部装有一组准聚焦透镜(12)、(37)，准聚焦透镜(12)、(37)粘接于镜座(11)、(36)上，镜座(11)、(36)与联接座(35)用丝扣联接，联接座(35)的中部开有一槽，用于安放挡光机构(13)。联接座(35)的另一端安装有两个结构相同的物镜筒(20)、(28)。物镜筒(20)、(28)的左端设计有光栏(15)、(34)，每个光栏都用4个锥端紧定螺钉(14)与物镜筒(20)、(28)固定，在光栏(15)、(34)上有小孔，小孔位置可由4个锥端紧定螺钉(14)微调，使其位于准聚焦透镜(12)、(37)和物镜(22)、(27)的公共焦点上。物镜筒(20)、(28)的中部安装着析光镜座(17)、(33)，析光镜座内侧开有一条键槽，可以通过该键槽及物镜筒上的滑动钉(16)、(32)调节析光镜座(17)、(33)位置并固定，析光镜(18)、(30)用挡钉(19)、(29)固定在析光镜座(17)、(33)上。物镜筒(20)、(28)的右端安装有一组物镜(22)、(27)，两个物镜(22)、(27)分别粘结于镜座(23)、(26)上，该物镜座(23)、(26)与物镜筒(20)、(28)用丝扣联接，中间夹装调焦垫圈(21)、(25)用来微调物镜(22)、(27)，使其焦点正好位于光栏小孔处。镜筒支座(31)安装在物镜筒(20)、(28)上，在每个物镜筒(20)、(28)的下部都有一个透光孔，来自三垂面反射镜的反射光照射到析光镜(18)、(30)上，再被析光镜反射穿过透光孔交汇于安装在支座(31)上的光检测器(24)上，由光检测器交替测出参考光与信号光的光强。
挡光机构(13)的结构特征如图2所示，该装置是由挡光片(41)和永磁铁(42)、(44)以及电磁线圈(43)组成，挡光片(41)的U形槽两侧分别装有两块同极相对的永磁铁(42)、(44)，在两块永磁铁之间有电磁线圈(43)，挡光片(41)上对称分布有两个通光孔(40)、(45)。给电磁线圈(43)通以交变电流，产生交变磁场，交替吸引永磁铁(42)、(44)，使挡光片(41)沿轴摆动，挡光片(41)上的小孔相应产生位移，使参考光和信号光分时进入光探测器(24)。
图3给出了光探测器(24)的结构图，光敏二极管(47)安装在光敏管座(46)内，光敏管座(46)的前端设置有红色滤光片(48)，光敏管座(46)用支座(31)固定在物镜筒(20)、(28)的一侧能同时接收到从物镜筒通光孔处传来的反射光信号位置处。
权利要求1.一种双通道式光电探测探头，包括有光源系统、聚光系统、挡光机构(13)、物镜筒(20)、(28)和光探测器(24)，其特征在于光源系统包括有灯壳(1)、聚焦透镜(9)和位于聚焦透镜(9)焦点位置的光源(8)，光源(8)通过灯座(2)与灯壳(1)联接，在灯壳(1)的前部开有一内槽，聚焦透镜(9)装在该槽内并通过压圈(10)固定；聚光系统包括有联接座(35)和准聚焦透镜(12)、(37)，联接座(35)的一端与灯壳(1)联接，另一端装有两个结构相同的物镜筒(20)、(28)，联接座(35)与灯壳(1)联接处装有一组准聚焦透镜(12)、(37)并分别用镜座(11)、(36)固定在联接座(35)上，联接座(35)的中部设有一槽，用于安放挡光机构(13)；物镜筒(20)、(28)与联接座(35)联接的一端分别装有光栏(15)、(34)，另一端装有一组物镜(22)、(27)并由物镜座(23)、(26)固定，光栏(15)、(34)中部的小孔位置恰好是准聚焦透镜(12)、(37)和物镜(22)、(27)的左右焦点，在物镜筒(20)、(28)内分别设置有析光镜座(17)、(33)并用挡钉(19)、(29)将析光镜(18)、(30)固定在其上；光探测器(24)安装存物镜筒一侧能接收到析光镜(18)、(30)信号的位置上。
2.根据权利要求1所述的双通道式光电探测探头，其特征在于上述的挡光机构(13)由挡光片(41)、电磁线圈(43)和永磁铁(42)、(44)组成，挡光片(41)的U形槽两侧分别装有同极相对的永磁铁(42)、(44)，在两块永磁铁之间有电磁线圈(43)，挡光片(41)上对称分布有两个通光孔(40)、(45)。
3.根据权利要求1所述的双通道式光电探测探头，其特征在于上述的光探测器(24)是用支座(31)将光敏管座(46)固定在物镜筒(20)、(28)的一侧，在光敏管座(46)内设置有光敏二极管(47)并在前端设有红色滤光片(48)。
4.根据权利要求1所述的双通道式光电探测探头，其特征在于在灯壳(1)的光源位置设计有散热片(38)和散热孔(39)。
5.根据权利要求1所述的双通道式光电探测探头，其特征在于灯座(2)与灯壳(1)之间滑动联接，灯座(2)可以沿轴线在灯壳(1)内前后移动，在灯壳(1)上相互垂直设有两个调整灯座(2)使其恰好处于灯壳(1)中心轴线位置的微调螺丝(49)并设有一个固定螺钉(7)。
6.根据权利要求1所述的双通式光电探测探头，其特征在于物镜(22)、(27)与物镜座(23)、(26)之间有用于调整物镜焦点位置的调焦垫圈(21)、(25)。
7.根据权利要求1所述的双通道式光电探测探头，其特征在于光栏(15)、(34)是分别用四个锥端紧定螺钉(14)与物镜筒(20)、(28)固定，并可由锥端紧定螺钉(14)微调小孔位置。
8.根据权利要求1所述的双通道式光电探测探头，其特征在于析光镜座(17)、(33)的一侧有键槽，物镜筒(20)、(28)上的滑动钉(16)、(32)控制析光镜座(17)、(33)沿键槽前后移动并将其固定。
专利摘要本实用新型涉及一种测量烟尘浓度的双通道式光电探测探头，其光源通过灯座与灯壳联接，聚焦透镜装在灯壳前部，联接座一端与灯壳联接，另一端装物镜筒，联接座与灯壳联接处装有准聚焦透镜，中部安放挡光机构，物镜筒一端装有光栏，另一端装有物镜，物镜筒内有折光镜；光探测器安装在物镜筒一侧。本实用新型集发射、接收于一体，结构简化，安装方便，同时光路采用双通道式，消除了系统误差，提高了测量精度。
文档编号G01N21/00GK2248872SQ9522960
公开日1997年3月5日 申请日期1995年12月12日 优先权日1995年12月12日
发明者白惠峰, 陈安世, 郑诗道, 徐宗照, 白名臣 申请人:太原中绿环保技术有限公司