专利名称：光电液态色度检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用色度光电转換特性来实现光电液态色度在线检测的装置。
辨别色度的测量如在印染工业上的应用，尚未有在线色度信号显示的监测手段，通常的做法是用色度测量仪器进行比较如目视色度计，赖特色度计，斯太尔斯三色色度计，唐纳森六原色度计，麦克亚当双目色度计，伯纳姆色度计以及光电色度计等。其设备庞大复杂，造价昂贵，大多数测量是要采样(不是液态色度样品)，与标准样品(试板)进行比较(波长和谱线)，测试繁琐，其中的光电色度计也不例外，它们给出的不是电信号，凭视觉观测，因而无法与计算机联用。
本实用新型的目的是提供一种液态色度在线(在工作流程中)检测装置，克服了上述各种色度计的缺陷，它能将色度转化为电信号与计算机联机使用，实现自动化控制，进行在线自动检测，它还具有下列独特的优点1.可观测流动或静止的着色液体，不断变化液态色度，即实现在线检测。
2.可将色度转变为电信号(电流或电压)或数字显示，响应速度快，可与计算机联用，进行远距离遥测遥控。
3.动态范围，分辨率以及报警点可任意设定。
4.体积小，结构简单，造价低。
5.性能稳定可靠，重复性好。
光电液态色度在线检测装置，其结构为一方形体，两侧装有可调螺纹套管各1件，左侧套管内装有光源，右侧套管内装有光电检测器，透明窗装在左右套管内，在窗的套管外部用胶体凝固填充满方形体中间为圆形通道，通过两端有带孔的方形盖用螺丝固紧在方形体上，光纤与光源耦合，将光纤端露出一小段玻璃纤维，然后插入比玻璃纤维外径略大一点的金属管内径中，用胶固着，将玻璃纤维与小金属管的一端端面研磨抛光，用外购件五维调架(X、Y、Z俯仰角)将它对正在发光体的一侧，在光纤的另一端有光信号输出(光电转換有电信号输出)即可。这时用光学环氧树脂胶将发光半导体芯片(或其它光源)与研磨抛光好的端面胶合在一起，待固化后，取下五维调架，此时光源的光一部份进入光纤中，另一部分(大部分)透过透明窗，穿过腔体(着色液体)再进入另一透明窗，透明窗靠着色体腔的一侧，涂有防浸润涂层，一般用硅脂和石腊。被光电检测器件接收，并转变为电信号。
用一定波长的光如红外可见光或紫外光，通过一段有某种颜色(如黑、兰、紫、绿、黄、橙、红以及它们任意几种的混合)的液体介质，当着色液体有浓淡(即深浅程度不同)差别时，则透过这一段着色液体的光强度亦有相应的变化，对光源波长和以波长相对应的光电检测器(如光电倍增管、硅、锗光电管)将光强度的变化转換为电信号的变化，从而实现了对色度的检测。
对选用光源的波长与被测着色液体的波长之差越大，则越灵敏，如测红色液体色度则选用紫外光源就更为敏感，光源与光电检测器间距越大，(在具有足够的透射光强度情况下)则分辨率越高，因此，为了改变其测量色度的动态范围和分辨率，要在壳体的设计上把光源和光电检测之间的间距做成可调的而不是固定不变的。
本实用新型是选用不同的波长的光源，如红外可见光和紫外光，由于着色液体对穿过它的光，具有不同的吸收和散射，也就具有不同的透射光强度。
由于光源强度不稳定或者由温度起伏引起光强度变化，为了消除这些干扰因素，本实用新型在方形体左端设置了光导纤维的补偿部分，它将光源发出光的一部分传到另一光电检测器3作参考信号，用以消除其不稳定因素，两者电信号共同进入信号处理系统进行处理显示对任何一种颜色，严格按其不同比值配成着色液体，在每一固定比值下测出它的电信号值输入电脑模拟记录或数模转換记录，以电流或电压表示色度值。以此参考数值，可方便的对工业规模大量的待测着色液体在线识别它们的色度，由此可给出自动控制色度的信号如果光源稳定，则光导纤维补偿部份就不起作用。
以下结合附图对本实用新型的实施方案作进一步详细说明
图1.是结构剖面正视图。
图2.是图1的俯视图。
图3.是光源11及其壳体放大示意图。
参见图1检测装置方型体1，左右两侧装有可调套管7，上有背母13起固定位置作用，光源11及其壳体10装在左侧套管7内，根据测试不同的颜色，选择不同波长的光源，如红外，可见光和紫外光，5是电源供光源和光电检测器用。光源发出的光通过透明窗8穿过充满着色液体通道9(参见图2虚线部分是圆形)直接到达相应波长的光电检测器6。2是光导纤维，采用大芯径300μm，大数值0.7孔径的玻璃光纤，它将光源11发出的光一部份传输到与6相同的光电检测器3上，这是作参考信号用，以消除光源强度不稳定起补偿的作用。10是光源壳体，作用之一是保护发光体，之二可在外面进行五维调节使发光体11与光电器件6的平面相互平行经严格校准对直，使发生的电信号最大为准，参见图3。12是光学树脂胶和细管13起固定光纤2的作用，并可将光束聚集，将发散光束聚焦成窄束，来直射到光电检测器6上。由3转換成的电信号和6转換成的电信号，共同进入信号处理系统4进行处理显示，并可与计算机联用。
本实用新型应用范围如下1.在印染工业上应用针对当前印染工业尚未有在线色度显示的监测手段，无法实现自动控制，因而在印染布匹时，先浸入染缸的布料着色深，随着布料的不断加入，染缸中的颜料不断地被着色的布带走，因而后投入的布着色越来越淡，这样影响了印染质量，随之也影响了市场销售和出口创汇。
2.监视液态燃料质量本文所提到的这种检测装置，所用电源的电压低于20V，电流低于20mA，属于易燃易爆环境下的安全规范之内所允许的范围。
液态燃料质量好坏，多数反应在它们的混浊度上，因而测量和监视浊度变化，也就直接控制其质量。无论是工业生产，军工航天以及民用液化气的生产使用，都可用它来随时计量。
3.对市场上供应鲜牛奶的监测。
为维护消除费者利益，对出厂向用户出售的鲜牛奶，进行其纯度检测势在必行，纯原汁与掺加百分之几的水是可以由此计量出来的，因此可为鲜牛奶分等定价提供数字依据。
4.对污水的监测被污染了的水有化学成份的变化，也有颜色上的变化，大多是二者相关联，因而排放的污水监测以及污水经处理之后的浊度监测，这种检测装置是很理想的。
5.凡是着色液态需要测量色度，混浊度以及纯度的场合，都是适用的。
权利要求1.一种利用光电转换的光电液态色度检测装置其特征在于a.该装置为一方形体1，两侧装有可调螺纹套管7，光源11装在套管7内左侧，光电检测器6装在套管7的右侧，透明窗8装在左右套管内，在窗的套管外部用胶体凝固填充满，方形体1中间为圆形通道9，通道两端装有带孔的方形盖，用螺丝固紧在方形体上，经选择的光源11发出的光，透过透明窗8，穿过着色液体通道9到达相应波长的光电检测器6转换成电信号，b.由光源11引出的光导纤维2将光的一部份传输到与光电检测器6相同的光电检测器3作参考信号用，以消除光源的光强度不稳定，由检测器3和由检测器6转换成的电信号同时进入信号处理系统4进行处理显示，实现色度检测；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是光电检测器6、3可采用光电倍增管、硅、锗光电管。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是光导纤维2采用大芯径300μm，大数值孔径0.7的玻璃光纤。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是透明窗8靠着色液体腔的一侧涂有防浸润涂层，一般情况用硅脂和石腊。
专利摘要一种使用光电转换的光电液态色度在线检测装置，为一方形体，其内腔为圆形，两侧装有可调螺纹套用螺母固定位置，光源装在左侧套管内，光电检测器装在右侧套管内，其间装有透明窗，光源发出的光通过透明窗穿过着色液体通道到达光电检测器上，转换成电信号。在左侧光源上装有光导纤维其补偿信号消除光源不稳定因素。两种信号同时进入信号处理系统，实现色度检测。
文档编号G01J3/46GK2034686SQ8820406
公开日1989年3月22日 申请日期1988年4月19日 优先权日1988年4月19日
发明者孙德兴 申请人:中国科学院声学研究所