一种高精度测量浊度的光路结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光路结构，更具体的是一种用于高精度测量液体浊度的光路结构。
【背景技术】
[0002]浑浊度是反映液体物理性状的参数之一，与液体中悬浮物的浓度、颗粒的大小、形状、等有关，例如在水质好坏的检测中，浑浊度就是一项非常重要的指标。我国每年没有处理的水的排放量是2000亿吨，这些污水造成了 90%流经城市的河道受到污染，75%的湖泊富营养化，并且日益严重。在此背景下，提高水环境监测水平，大力发展水环境监测仪器刻不容缓。
[0003]一束平行光在透明液体中传播，如果液体中无任何悬浮颗粒存在，那么光束在直线传播时不会改变方向；若有悬浮颗粒、光束在遇到颗粒时就会改变方身(不管颗粒透明与否)。这就形成所谓散射光。颗粒愈多(浊度愈高)光的散射就愈严重。浊度是用一种称作浊度计的仪器来测定的。浊度计发出光线，使之穿过一段样品，并从与入射光呈90°的方向上检测有多少光被水中的颗粒物所散射，根据Mie散射定理由接收到的散射光强计算液体的浊度。
[0004]在传统的浊度仪中，仪器的光路结构由于设计缺陷，受到外界杂散光以及散透射彼此的影响，造成接收到的本底光强比较大，不同浊度的光强梯度较小，从而使得仪器的测量精度较低，仪器的误差只能在满量程值的5%，无法满足高精度的测量要求。
【实用新型内容】
[0005]为了解决现有仪器测量精度低的问题，本实用新型提供了一种测量液体浊度的光路结构，所述结构包括:LED光源、平凸透镜、样品池、样品瓶、光电信号透射接收单元、透射遮光罩、光电信号散射接收单元、散射遮光罩；
[0006]LED光源与平凸透镜通过连接器件装在样品池的左侧，装满待测液的样品瓶放入在样品池中；
[0007]光电信号透射接收单元、透射遮光罩通过螺钉装在样品池的右侧；
[0008]光电信号透射接收单元与主光路成平面角度关系，透射遮光罩安装在光电信号透射接收单元外侧，将光电信号透射接收单元遮挡；
[0009]光电信号散射接收单元接收光线方向与主光路成空间角度关系，散射遮光罩安装在光电信号散射接收单元外侧，将光电信号散射接收单元遮挡。
[0010]其中，LED光源单元:用于提供850nm单色光；平凸透镜:将入射光转化为平行光；样品瓶:存放待测液体；样品池:连接各子部件；LED光源、平凸透镜、样品池、光电信号透射接收单元中心点构成主光路；光电信号散射接收单元:接收散射光，与主轴光路成一角度，避免接收单元表面反射对主光路以及透射接收造成影响；光电信号透射接收单元:接收透射光，与主轴光路成一角度，避免接收单元表面反射对主光路以及散射接收造成影响；挡光罩:做氧化发黑处理，用于吸收杂散光。
[0011]工作时，平行光穿过待测液，待测液会对光线有一定吸收，符合贝尔定律。同时待测液中的小颗粒对光线有一定的散射，符合Mie散射定理。
[0012]将光电信号透射接收单元与主光路成一角度，使得接收单元表面反射出的杂散光与主光路隔离开，被氧化发黑的挡光罩吸收，从而不会对主光路产生干扰。
[0013]将光电信号散射接收单元与主光路成一角度，使得接收单元表面反射出的杂散光与主光路隔离开，被氧化发黑的挡光罩吸收，从而不会对主光路产生干扰。
[0014]通过这样处理，将接收单元本身所能带来的杂散光影响杜绝掉，拉高不同液体之间的散射光强梯度，从而提高仪器的测量精度。
[0015]本实用新型的有益效果如下:该光路结构用于浊度分析仪当中，仪器示值误差为测量值的±3%，远远超过国内同类仪器±5%满量程值的精度指标。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型高精度测量浊度的光路结构的俯视图。
[0017]图2为本实用新型高精度测量浊度的光路结构的后视图。
[0018]图3为本实用新型高精度测量浊度的光路结构的侧视图。
[0019]附图标记如下:
[0020]1、LED 光源
[0021]2、平凸透镜
[0022]3、样品池
[0023]4、样品瓶
[0024]5、光电信号透射接收单元
[0025]6、透射遮光罩
[0026]7、光电信号散射接收单元
[0027]8、散射遮光罩
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0029]如图1所示，光电信号透射接收单元5与主光路成127°，使得接收单元表面反射出的杂散光直接照射到透射遮光罩6上，经过氧化发黑的透射遮光罩直接将杂散光吸收，并且，透射遮光罩隔绝外界杂散光影响。
[0030]如图2、3所示，光电信号散射接收单元7与主光路成45 °，使得接收单元表面反射出的杂散光直接照射到散射遮光罩8上，经过氧化发黑的透射遮光罩直接将杂散光吸收，并且，透射遮光罩隔绝外界杂散光影响。同时，与光电信号透射接收单元成空间角度关系，这样光电信号透射接收单元5与光电信号散射接收单元7之间的光线接收完全独立开，不会对彼此产生影响。
[0031]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种高精度测量浊度的光路结构，其特征在于: 所述结构包括:LED光源(1)、平凸透镜(2)、样品池(3)、样品瓶(4)、光电信号透射接收单元(5)、透射遮光罩￠)、光电信号散射接收单元(7)、散射遮光罩(8); LED光源(1)与平凸透镜(2)通过连接器件装在样品池(3)的左侧，装满待测液的样品瓶⑷放入在样品池⑶中； 光电信号透射接收单元(5)、透射遮光罩(6)通过螺钉装在样品池(3)的右侧； 光电信号透射接收单元(5)与主光路成平面角度关系，透射遮光罩(6)安装在光电信号透射接收单元(5)外侧，将光电信号透射接收单元(5)遮挡； 光电信号散射接收单元(7)接收光线方向与主光路成空间角度关系，散射遮光罩(8)安装在光电信号散射接收单元(7)外侧，将光电信号散射接收单元(7)遮挡。
【专利摘要】本实用新型属于光学技术领域，提供了一种高精度测量浊度的光路结构，包括：LED光源、平凸透镜、样品池、样品瓶、光电信号透射接收单元、光电信号散射接收单元。LED光源发出的光线通过平凸透镜转化为平行光，平行光通过装满待测液的样品瓶，光电信号透射接收单元接收透射光，光电信号散射接收单元接收散射光。光电信号透射接收单元与光电信号散射接收单元通过特殊的光路设计，隔离相互影响以及杂散光的干扰，使各接收单元接收到最原始的初始值。解决了现在国产浊度仪普遍精度不高的问题。
【IPC分类】G01N21/49
【公开号】CN205139008
【申请号】CN201520738940
【发明人】阮小东, 陈云龙, 边宝丽
【申请人】北京华科仪科技股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年9月22日