CN107462523A - 一种可调光程装置及水质在线监测方法 - Google Patents

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刘飞达
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Abstract

本发明涉及一种可调光程装置，以及一种水质在线监测方法，属于水质在线监测设备技术领域，包括外壳，设于外壳内的水箱，以及至少一组相对设于水箱两侧且同时同向移动的水质监测机构；所述水箱包括至少两个不同光程且位于所述水质监测机构之间的储水槽；水质监测机构发出的监测光通过储水槽，实现对水质的监测。本装置结构简单，使用方便，还能够轻易调整光程。

Description

一种可调光程装置及水质在线监测方法
技术领域
本发明涉及一种可调光程装置，还涉及一种水质在线监测方法，属于水质在线监测设备技术领域。
背景技术
目前在水质在线监测领域，由于测量因子不同和量程范围不同，需选择合适的光程来进行水质分析。
当需要针对不同的水质进行监测时，现在常用的方法有如下三种：
1.直接更换为所需光程的装置；优缺点都比较明显，优点是结构简单、稳定可靠；缺点是需要对不同光程准备不同的硬件，成本较高，不灵活。
2.利用电机移动水箱长度，达到扩大光程目的；在同样的结构上，通过改变水箱在光传播方向上的长度可以得到不同的光程，但对控制精度要求较高，而且在整个装置投入水中的情况下，移动的部件对防水的要求很高。
3.利用反射镜、棱镜等光学元件，结合电机进行光程调节；具有方法2的优点与缺点，此外还具有移动较小距离便可达到较大光程变化的优点，但是其光学元件却容易被污染。
发明内容
为了弥补上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单，使用方便，还能够轻易调整光程的装置，以及一种水质在线监测方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种可调光程装置，包括外壳，设于外壳内的水箱，以及至少一组相对设于水箱两侧且同时同向移动的水质监测机构；所述水箱包括至少两个不同光程且位于所述水质监测机构之间的储水槽；水质监测机构发出的监测光通过储水槽，实现对水质的监测。
上述的可调光程装置，由于水箱包括至少两个不同光程且位于所述水质监测机构之间的储水槽；当水质监测机构在储水槽的两侧壁同时同向水平移动时，由于储水槽之间的光程不同，就实现了快速完成在同一水体下不同光程的水质分析；同时，本装置整个移动部分都在外壳里，没有外露的移动件，减少进水的风险，降低防水要求，加工方便、简单；还有，本装置没有反射镜或棱镜等光学元件，减少了因光学元件被污染而产生测量误差的风险，降低了光路设计难度。
进一步的，所述水箱与水质监测机构相邻的两侧壁，一侧壁为平面，另一侧壁为斜面，构成多个连续的不同光程的储水槽；该种结构具有光程连续可调的优点；虽然水箱两侧的安装孔不平行，但只需调整水质监测机构的光源入射角度即可。
进一步的，为了确保光程的精度，解决由电机驱动伸缩光程带来的光程长度不准确的问题，所述水箱与水质监测机构相邻的两侧壁，一侧壁为阶梯状，另一侧壁为平面，即每一阶梯就为一储水槽。
进一步的，为了确保光程的精度，解决由电机驱动伸缩光程带来的光程长度不准确的问题，所述水箱与水质监测机构相邻的两侧壁均为阶梯状，且两侧的阶梯相互对应，即每一阶梯就为一储水槽。
进一步的，在保证监测光源能够进入水箱的前提下，还为了能够防止水从水箱内漏出，所述储水槽的两侧均设有供监测光源通过的安装孔，安装孔处均设有窗片。
进一步的，为了简化结构，方便安装，同时，还为了使得从光纤头出来的监测光源以平行光线的形式射入水箱的待测阶梯段处，所述水质监测机构包括贯穿外壳的光纤头，以及与光纤头连接的连接部；所述的连接部设有与光纤头的光源出口连通的光源通道；所述的光源通道内设有凸透镜；所述外壳设于供光纤头移动的移动槽。
进一步的，为了简化结构，方便安装，还包括设有通槽的安装块，以及带动安装块移动的移动机构；所述水质监测机构分别固设于安装块的两端；所述水箱设于通槽内。
进一步的，为了能方便地带动安装块移动，所述移动机构包括固设于外壳内的步进电机，与步进电机的电机轴固定连接的丝杆，固设于安装块的螺母，以及与步进电机电性连接的开关。
进一步的，为了能够限定安装块的滑动方向，所述水箱的两侧分别设有一根导轴；所述安装块设有两个与导轴相匹配的滑孔。
本发明还提供了一种水质在线监测方法，包括如下步骤：
将待测水注满上述的水箱中；
两侧的水质监测机构发出的监测光通过水箱内的一个储水槽，测出待测水在该光程下的测量信息；
将两侧的水质监测机构与水箱相对移动，使两侧的水质监测机构位于另一个储水槽的两侧，然后测出待测水在该光程下的测量信息。
上述的监测方法，由于水箱设有至少两个不同光程的储水槽，当水质监测机构与水箱发生相对移动，水质监测机构将对在不同光程下对同一水质进行监测，操作十分快捷、方便。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明一种可调光程装置的结构示意图；
图2为本发明一种可调光程装置中水箱的结构示意图。
10 外壳 20 水箱
21 储水槽 22 安装孔
30 水质监测机构 31 光纤头
32 连接部 33 光源通道
34 凸透镜4 0 安装块
50 移动机构 51 步进电机
52 丝杆 53 开关
60 导轴
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
实施例1
如图1和图2所示，一种可调光程装置，包括外壳10，设于外壳10内的水箱20，以及一组相对设于水箱20两侧且同时同向移动的水质监测机构30；水箱20与水质监测机构30相邻的两侧壁，一侧为平面，另一侧为呈阶梯状，每个阶梯即构成一储水槽21，且各个阶梯处均设有一个安装孔(图中未示出)，且每个安装孔处均设有防水窗片22。
具体的，水质监测机构30包括贯穿外壳10的光纤头31，以及与光纤头31连接的连接部32；连接部32设有与光纤头31的光源出口连通的光源通道33；光源通道33内设有凸透镜34；外壳10设于供光纤头31移动的移动槽。
进一步的，在其他实施例中，还包括设有通槽(图中未示出)的安装块40，以及带动安装块40移动的移动机构50；水质监测机构30分别固设于安装块40的两端；水箱20设于通槽内。
具体的，移动机构50包括固设于外壳10内的步进电机51，与步进电机51的电机轴固定连接的丝杆52，固设于安装块40的螺母(图中未示出)，以及与步进电机51电性连接的开关53。
进一步的，在其他实施例中，水箱20的两侧分别设有一根导轴60；安装块40设有两个与导轴60相匹配的滑孔(图中未示出)。
综上所述：上述的可调光程装置，由于水箱20与水质监测机构30相邻的两侧壁，一侧为平面，另一侧呈阶梯状；当水质监测机构30在该两侧壁同时同向移动时，由于阶梯段的长度不同，也就达到了调整光程的目的，能够实现快速完成同一水体下不同光程的水质分析；另外阶梯式设计，确保了光程的精度，解决了由电机驱动伸缩光程带来的光程长度不准确的问题；还有，本装置整个移动部分都在外壳10里，没有外露的移动件，减少进水的风险，降低防水要求，加工方便、简单；最后，本装置没有反射镜或棱镜等光学元件，减少了因光学元件被污染而产生测量误差的风险，降低了光路设计难度。
当然，在其他实施例中，水箱20与水质监测机构30相邻的两侧壁，还可以一侧壁为平面，另一侧壁为斜面，构成连续的多个储水槽21；或者，水箱20与水质监测机构30相邻的两侧壁均为阶梯状，且两侧的阶梯相互对应，即每一阶梯就为一储水槽21。
实施例2
一种水质在线监测方法，包括如下步骤：
将待测水注满实施例1中所述的水箱中；
两侧的水质监测机构发出的监测光通过水箱内的一个储水槽，测出待测水在该光程下的测量信息；
将两侧的水质监测机构与水箱相对移动，使两侧的水质监测机构位于另一个储水槽的两侧，然后测出待测水在该光程下的测量信息。
综上所述：由于水箱设有至少两个不同光程的储水槽，当水质监测机构与水箱发生相对移动，水质监测机构将对在不同光程下对同一水质进行监测，操作十分快捷、方便。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种可调光程装置，其特征在于：包括外壳，设于外壳内的水箱，以及至少一组相对设于水箱两侧且同时同向移动的水质监测机构；所述水箱包括至少两个不同光程且位于所述水质监测机构之间的储水槽；水质监测机构发出的监测光通过储水槽，实现对水质的监测。
2.根据权利要求1所述的可调光程装置，其特征在于：所述水箱与水质监测机构相邻的两侧壁，一侧壁为平面，另一侧壁为斜面，构成多个连续的不同光程的储水槽。
3.根据权利要求1所述的可调光程装置，其特征在于：所述水箱与水质监测机构相邻的两侧壁，一侧壁为阶梯状，另一侧壁为平面，即每一阶梯就为一储水槽。
4.根据权利要求1所述的可调光程装置，其特征在于：所述水箱与水质监测机构相邻的两侧壁均为阶梯状，且两侧的阶梯相互对应，即每一阶梯就为一储水槽。
5.根据权利要求1～4任一项所述的可调光程装置，其特征在于：所述储水槽的两侧均设有供监测光源通过的安装孔，安装孔处均设有窗片。
6.根据权利要求1～4任一项所述的可调光程装置，其特征在于：所述水质监测机构包括贯穿外壳的光纤头，以及与光纤头连接的连接部；所述的连接部设有与光纤头的光源出口连通的光源通道；所述的光源通道内设有凸透镜；所述外壳设于供光纤头移动的移动槽。
7.根据权利要求1～4任一项所述的可调光程装置，其特征在于：还包括安装块，以及带动安装块移动的移动机构；所述水质监测机构分别固设于安装块的两端，或所述水箱固设于安装块。
8.根据权利要求7所述的可调光程装置，其特征在于：所述移动机构包括固设于外壳内的步进电机，与步进电机的电机轴固定连接的丝杆，固设于安装块的螺母，以及与步进电机电性连接的开关。
9.根据权利要求1～4任一项所述的可调光程装置，其特征在于：所述水箱的两侧分别设有一根导轴；所述安装块设有两个与导轴相匹配的滑孔。
10.一种水质在线监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
将待测水注满如权利要求1～9任一项所述的水箱中；
两侧的水质监测机构发出的监测光通过水箱内的一个储水槽，测出待测水在该光程下的测量信息；
将两侧的水质监测机构与水箱相对移动，使两侧的水质监测机构位于另一个储水槽的两侧，然后测出待测水在该光程下的测量信息。
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