專利名稱：水下光學(xué)溶解氧傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種監(jiān)測裝置，具體為一種光學(xué)溶解氧傳感器。
背景技術(shù)：
溶解氧是指溶解于水中分子狀態(tài)的氧，是水生生物生存不可缺少的條件。天然水中溶解氧近于飽和值(9ppm)，藻類繁殖旺盛時(shí)，溶解氧含量下降。水體受有機(jī)物及還原性物質(zhì)污染可使溶解氧降低，對于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)來說，水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關(guān)重要的影響，當(dāng)溶解氧低于-g/L時(shí)，就會引起魚類窒息死亡，對于人類來說，健康的飲用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。當(dāng)溶解氧消耗速率大于氧氣向水體中溶入的速率時(shí)，溶解氧的含量可趨近于0，此時(shí)厭氧菌得以繁殖，使水體惡化，所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染，特別是有機(jī)物污染的程度，它是水體污染程度的重要指標(biāo)，也是衡量水質(zhì)的綜合指標(biāo)。因此，水體溶解氧含量的測量，對于環(huán)境監(jiān)測以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。近年來出現(xiàn)的基于熒光淬滅技術(shù)和光纖技術(shù)的光纖氧測量裝置可用于現(xiàn)場檢測水中的溶解氧，但此類裝置需要價(jià)格昂貴的石英光纖進(jìn)行光傳輸，且光纖易折，攜帶不便。 另有其它的溶解氧測量裝置將水上控制裝置、電纜和傳感器探頭集成為一體，雖然傳感器探頭可以脫機(jī)獨(dú)立工作，但需要回收后與PC機(jī)連接才可獲取測量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)獲取仍需人工操作，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。

實(shí)用新型內(nèi)容(一 )要解決的技術(shù)問題本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是如何有效地解決傳感器實(shí)時(shí)在線監(jiān)測問題，并有效防止外界光的干擾。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種水下光學(xué)溶解氧傳感器，包括四芯電纜、螺旋壓鉚、接線盒外殼、氧傳感膜、矩形電路板、圓形電路板、光電探測器、LED、透鏡和濾光片；其中，所述矩形電路板通過螺旋壓鉚與四芯電纜連接；氧傳感膜、矩形電路板、圓形電路板、光電探測器、LED、透鏡和濾光片均設(shè)置在接線盒外殼內(nèi)；矩形電路板和圓形電路板垂直連接，光電探測器、LED與圓形電路板連接，光電探測器和LED位于氧傳感膜上方；透鏡設(shè)置于光電探測器與濾光片之間。所述水下光學(xué)溶解氧傳感器還包括內(nèi)柵格防護(hù)罩和外柵格防護(hù)罩，內(nèi)柵格防護(hù)罩的側(cè)面上設(shè)有第一方形開孔，內(nèi)柵格防護(hù)罩底部上設(shè)有第一進(jìn)出水孔；外柵格防護(hù)罩的側(cè)面上設(shè)有第二方形開孔，外柵格防護(hù)罩的底部上設(shè)有第二進(jìn)出水孔。所述第一方形開孔及第二方形開孔相互交錯(cuò)，第一進(jìn)出水孔所在圓周的直徑小于第二進(jìn)出水孔所在圓周的直徑，且內(nèi)柵格防護(hù)罩的高度小于外柵格防護(hù)罩的高度。所述水下光學(xué)溶解氧傳感器還包括接線盒底座、壓蓋和玻璃載片；所述氧傳感膜敷在玻璃載片上，玻璃載片通過壓蓋以及壓蓋密封圈與接線盒底座連接，所述接線盒外殼與接線盒底座連接。所述矩形電路板上設(shè)有信號調(diào)理電路和微處理器，圓形電路板上設(shè)有LED驅(qū)動電路。所述螺旋壓鉚和接線盒外殼之間設(shè)有電纜線密封圈。接線盒外殼和接線盒底座之間設(shè)有接線盒密封圈。接線盒底座和內(nèi)柵格防護(hù)罩之間設(shè)有內(nèi)柵格防護(hù)罩密封圈，接線盒底座和外柵格防護(hù)罩之間設(shè)有外柵格防護(hù)罩密封圈。(三)有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型通過內(nèi)、外柵格防護(hù)罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可有效減少外界光的干擾，可實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)溶解氧的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，從而可實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)溶解氧的長期定點(diǎn)、無人值守地測量。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的水下光學(xué)溶解氧傳感器的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示的水下光學(xué)溶解氧傳感器的分解示意圖；圖3是圖1所示的水下光學(xué)溶解氧傳感器的剖視圖。附圖標(biāo)記列表1、四芯電纜3、接線盒外殼5、外柵格防護(hù)罩7、內(nèi)柵格防護(hù)罩9、電纜線密封圈11、內(nèi)柵格防護(hù)罩密封圈13、外柵格防護(hù)罩底部15、內(nèi)柵格防護(hù)罩底部17、壓蓋19、矩形電路板21、溫度探頭23、LED25、濾光片27、玻璃載片
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的水下光學(xué)溶解氧傳感器，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明如下。如圖1-3所示，本實(shí)用新型水下光學(xué)溶解氧傳感器包括四芯電纜1、螺旋壓鉚2、接線盒外殼3、接線盒底座4和敷有氧傳感膜18的玻璃載片27，玻璃載片27通過壓蓋17和
2、螺旋壓鉚 4、接線盒底座 6、第二方形開孔 8、第一方形開孔 10、接線盒密封圈 12、外柵格防護(hù)罩密封圈 14、第二進(jìn)出水孔 16、第一進(jìn)出水孔 18、氧傳感膜 20、圓形電路板 22、光電探測器對、透鏡沈、壓蓋密封圈接線盒底座4連接，接線盒外殼3和接線盒底座4相連接。接線盒外殼3內(nèi)設(shè)有矩形電路板19和圓形電路板20，矩形電路板19上設(shè)有信號調(diào)理電路和微處理器，圓形電路板20上設(shè)有LED驅(qū)動電路。矩形電路板19和圓形電路板20垂直連接，矩形電路板19通過螺旋壓鉚2與四芯電纜1和水上裝置連接。所述信號調(diào)理電路和微處理器用于對光電探測器22 和溫度探頭21的輸出信號做濾波、放大處理，并進(jìn)行相應(yīng)的溫度補(bǔ)償。本實(shí)用新型所涉及的水下光學(xué)溶解氧傳感器還包括內(nèi)柵格防護(hù)罩7和外柵格防護(hù)罩5，內(nèi)柵格防護(hù)罩7的側(cè)面上設(shè)有第一方形開孔8，內(nèi)柵格防護(hù)罩底部15上設(shè)有第一進(jìn)出水孔16 ；外柵格防護(hù)罩5的側(cè)面上設(shè)有第二方形開孔6，外柵格防護(hù)罩底部13上設(shè)有第二進(jìn)出水孔14。傳感器各部分連接為一體結(jié)構(gòu)后，內(nèi)、外柵格防護(hù)罩7，5的側(cè)面上所設(shè)的方形開孔8，6呈交錯(cuò)狀，內(nèi)柵格防護(hù)罩7的底部15所設(shè)的第一進(jìn)出水孔16所在圓周的直徑小于外柵格防護(hù)罩5的底部13所設(shè)的第二進(jìn)出水孔14所在圓周的直徑，且內(nèi)柵格防護(hù)罩 7的高度小于外柵格防護(hù)罩5的高度，內(nèi)、外柵格防護(hù)罩7，5用于排除外界光源的干擾。螺旋壓鉚2和接線盒外殼3之間設(shè)有電纜線密封圈9，接線盒外殼3和接線盒底座 4之間設(shè)有接線盒密封圈10，接線盒底座4和內(nèi)柵格防護(hù)罩7之間設(shè)有內(nèi)柵格防護(hù)罩密封圈11，接線盒底座4和外柵格防護(hù)罩5之間設(shè)有外柵格防護(hù)罩密封圈12。LED 23為藍(lán)色發(fā)光二極管，光電探測器22和濾光片25(為紅光濾光片)之間還設(shè)置有透鏡M。其中光電探測器22分別與兩個(gè)LED 23和圓形電路板20連接，光電探測器 22垂直安裝在圓形電路板20的下方，圓形電路板20的下方還連接有溫度探頭21。本實(shí)用新型的水下光學(xué)溶解氧傳感器的工作過程如下LED 23發(fā)出的藍(lán)光照射到氧傳感膜18上激發(fā)出紅色熒光，紅色熒光經(jīng)紅光的濾波片25和透鏡M后被光電探測器22接收。光電探測器22將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)信號調(diào)理后進(jìn)入微處理器，微處理器完成對信號的處理，并將處理后的溶解氧數(shù)據(jù)通過四芯電纜1傳輸?shù)剿涎b置。以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種水下光學(xué)溶解氧傳感器，其特征在于，包括四芯電纜(1)、螺旋壓鉚O)、接線盒外殼(3)、氧傳感膜(18)、矩形電路板(19)、圓形電路板(20)、光電探測器02)、LED(23)、 透鏡(24)和濾光片(25)；其中，所述矩形電路板(19)通過螺旋壓鉚(2)與四芯電纜⑴連接；氧傳感膜(18)、矩形電路板(19)、圓形電路板(20)、光電探測器(22) ,LED(23)、透鏡(24)和濾光片(25)均設(shè)置在接線盒外殼⑶內(nèi)；矩形電路板(19)和圓形電路板00)垂直連接，光電探測器02)、 LED (23)與圓形電路板OO)連接，光電探測器02)和LED (23)位于氧傳感膜(18)上方； 透鏡04)設(shè)置于光電探測器02)與濾光片05)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下光學(xué)溶解氧傳感器，其特征在于，所述水下光學(xué)溶解氧傳感器還包括內(nèi)柵格防護(hù)罩(7)和外柵格防護(hù)罩(5)，內(nèi)柵格防護(hù)罩(7)的側(cè)面上設(shè)有第一方形開孔(8)，內(nèi)柵格防護(hù)罩底部(15)上設(shè)有第一進(jìn)出水孔(16)；外柵格防護(hù)罩(5)的側(cè)面上設(shè)有第二方形開孔(6)，外柵格防護(hù)罩(5)的底部(13)上設(shè)有第二進(jìn)出水孔(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下光學(xué)溶解氧傳感器，其特征在于，所述第一方形開孔(8) 及第二方形開孔(6)相互交錯(cuò)，第一進(jìn)出水孔(16)所在圓周的直徑小于第二進(jìn)出水孔(14) 所在圓周的直徑，且內(nèi)柵格防護(hù)罩(7)的高度小于外柵格防護(hù)罩(5)的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下光學(xué)溶解氧傳感器，其特征在于，所述水下光學(xué)溶解氧傳感器還包括接線盒底座、壓蓋(17)和玻璃載片(XT)；所述氧傳感膜(1 敷在玻璃載片(27)上，玻璃載片(XT)通過壓蓋(17)以及壓蓋密封圈06)與接線盒底座(4)連接，所述接線盒外殼(3)與接線盒底座(4)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下光學(xué)溶解氧傳感器，其特征在于，所述矩形電路板(19) 上設(shè)有信號調(diào)理電路和微處理器，圓形電路板OO)上設(shè)有LED驅(qū)動電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下光學(xué)溶解氧傳感器，其特征在于，所述螺旋壓鉚( 和接線盒外殼⑶之間設(shè)有電纜線密封圈(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水下光學(xué)溶解氧傳感器，其特征在于，接線盒外殼(3)和接線盒底座(4)之間設(shè)有接線盒密封圈(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的水下光學(xué)溶解氧傳感器，其特征在于，接線盒底座(4) 和內(nèi)柵格防護(hù)罩(7)之間設(shè)有內(nèi)柵格防護(hù)罩密封圈(11)，接線盒底座(4)和外柵格防護(hù)罩 (5)之間設(shè)有外柵格防護(hù)罩密封圈(12)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種水下光學(xué)溶解氧傳感器，包括四芯電纜(1)、螺旋壓鉚(2)、接線盒外殼(3)、氧傳感膜(18)、矩形電路板(19)、圓形電路板(20)、光電探測器(22)、LED(23)、透鏡(24)和濾光片(25)；所述水下光學(xué)溶解氧傳感器還包括內(nèi)、外兩個(gè)柵格防護(hù)罩(7，5)，內(nèi)、外柵格防護(hù)罩(7，5)的側(cè)面均設(shè)有方形開孔(8，6)，內(nèi)、外柵格防護(hù)罩(7，5)的底部均設(shè)有進(jìn)出水孔(16，14)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可有效減少外界光的干擾，可實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)溶解氧的長期定點(diǎn)、無人值守地測量。
文檔編號G01N21/64GK202110139SQ20112018142
公開日2012年1月11日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者丁啟勝, 位耀光, 劉雙印, 臺海江, 李道亮 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)