CN1834625A - 可见光臭氧浓度检测装置用传感器 - Google Patents

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Abstract

可见光臭氧浓度检测装置用传感器，属于臭氧浓度测量装置器领域。其特征在于：包括外壳(3)、在外壳(3)内的臭氧吸收室(11)，臭氧吸收室(11)上设有臭氧进气口(4)和臭氧出气口(2)，臭氧吸收室(11)两端通过密封片(9)、(13)，压板(8)、(14)，堵头(10)、(12)密封，光发射管(7)和光接收管(15)正对，其工作电路板(6)、(16)通过端盖(5)、(17)固定在外壳(3)内，电气连接插头(1)与端盖(17)固连。具有光源采用普通LED发光二极管，光接收管为光电二极管。使用寿命大于10万小时，价格非常低廉，仅相当于紫外线光源的几百分之一到几千分之一等优点。

Description

可见光臭氧浓度检测装置用传感器
技术领域
可见光臭氧浓度检测装置用传感器，属于可见光吸收法臭氧浓度测量仪器领域。
背景技术
众所周知臭氧对波长在200～280nm的紫外线具有非常强的吸收，因此许多厂家生产的臭氧浓度检测装置采用紫外线吸收法，用该方法可以将吸收室尺寸做的很小，使检测装置小巧紧凑。目前我国使用的主要是进口设备或进口关键部件国内组装设备，但用该方法也存在着许多缺陷，例如目前所能提供的高稳定性能紫外线光源价格高且寿命短，稳定工作寿命在几千小时，很难突破1万小时；一台紫外线吸收法臭氧浓度检测装置价格在几万至十几万，很难普及使用。
发明内容
经过反复试验证明，臭氧的吸收光谱除紫外线波段具有很强的吸收外，在440～750nm的可见光波段具有较弱的吸收，但在该波段内相应的光电技术发展相当成熟，光源可采用LED发光二极管或LD激光二极管，使用寿命大于10万小时，价格非常低廉，仅相当于紫外线光源的几百分之一到几千分之一，同时功耗也大为降低，只有几百分之一。可见光传感器为光电二极管或光电池。与紫外线传感器使用寿命相当，但价格只有紫外线传感器的几十分之一。
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种结构简单、使用寿命长，大于10万小时，价格非常低廉、性能高于紫外线吸收法的可见光臭氧浓度检测装置用传感器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该可见光臭氧浓度检测装置用传感器，其特征在于：包括外壳、在外壳内的臭氧吸收室，臭氧吸收室上设有臭氧进气口和臭氧出气口，臭氧吸收室两端通过密封片，压板、堵头密封，光发射管和光接收管正对，其工作电路板通过端盖固定在外壳内，电气连接插头与端盖固连。其原理是：光发射管7和光接收管15及工作电路在臭氧吸收室11的两端；光发射管7发出恒定强度的光线经过臭氧吸收室11到达光接收管15，臭氧吸收室11无臭氧时接收到的光强度值为A0，当臭氧吸收室11内有臭氧时其部分光线被臭氧吸收，光接收管15接收到的光强度就会降低(臭氧浓度越高降低的幅度越大，臭氧浓度越低降低的幅度越小)，此时的光强度值为A1，通过光强度变化(A0-A1)的差值和臭氧吸收室11的长度值，即可计算出臭氧的浓度。
密封片为透明玻璃片或光反射密封片，其作用是将臭氧吸收室密封，防止臭氧从两端泄漏。
光发射管为LED发光二极管或LD激光二极管。光接收管为光电二极管或光电池。发射和接收可见光。
光发射管和光接收管还可设置在臭氧吸收室的同一端，此结构光发射管相对一端的密封片为光反射密封片。光发射管发射出的光通过光反射密封片反射到达光接收管。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：该可见光臭氧浓度检测装置用传感器的光源采用普通LED发光二极管或LD激光二极管，使用寿命大于10万小时，价格非常低廉，仅相当于紫外线光源的几百分之一到几千分之一，同时功耗也大为降低，只有几百分之一。可见光传感器采用光电二极管或光电池，使用寿命与紫外线传感器相当，但价格只有紫外线传感器的几十分之一。其它性能均高于紫外线吸收法传感器。
附图说明
图1是本发明实施例1结构剖示示意图；
图2是图1实施例1的外形结构示意简图；
图3是本发明的实施例2结构示意简图。
图1-3是本发明的二个最佳实施例。其中：1电气连接插头  2臭氧出气口  3外壳  4臭氧进气口  5、17端盖  6、16线路板  7光发射管  9、13透明玻璃片  11臭氧吸收室  10、12堵头  8、14压板  15光接收管  18光反射密封片。
参照图1-2所示：实施例1结构剖示及外形简图。外壳3为管状，臭氧吸收室11为管状直径小于外壳3，套装在外壳3内，臭氧吸收室11内充臭氧气体，臭氧吸收室11前端上方设有臭氧进气口4，后端上方设有臭氧出气口2，臭氧吸收室11两端通过圆形压板8、14，透明玻璃片9、13、堵头10、12密封，透明玻璃片9、13一端安装在压板14和堵头12之间，另一端安装在压板8和堵头10之间，防止臭氧从两端泄漏。堵头10、12，压板8、15中间设计有孔，光发射管7安装在压板8的孔内正对透明玻璃片9、堵头10孔和臭氧吸收室11一端，光接收管15安装在压板14的孔内正对透明玻璃片13、堵头12孔和臭氧吸收室11的另一端，其工作电路板6、16通过端盖5、17固定在外壳3内，电气连接插头1与端盖17固连。其原理是：光发射管7和光接收管15及工作电路在臭氧吸收室11的两端；光发射管7发出恒定强度的光线经过臭氧吸收室11到达光接收管15，臭氧吸收室11无臭氧时接收到的光强度值为A0，当臭氧吸收室11内有臭氧时其部分光线被臭氧吸收，光接收管15接收到的光强度就会降低(臭氧浓度越高降低的幅度越大，臭氧浓度越低降低的幅度越小)，此时的光强度值为A1，通过光强度变化(A0-A1)的差值和臭氧吸收室11的长度值，即可计算出臭氧的浓度。光发射管7为LED发光二极管，采用恒流源电路驱动使发光强度稳定。光接收管15为2DU系列光电二极管。用橙红色激光二极管做光源时效果基本相同。光接收管也可采用光电池。
参照图3所示：实施例2结构外形简图。其中，光发射管7和光接收管15在臭氧吸收室11的同一端，13为透明密封片，18为反光密封镜片，光发射管7发出恒定强度的光线到达反光密封镜片18后反射回的部分到达光接收管15，使得有效光路长度增加。对于臭氧吸收室11长度受限制的应用场合可采样此光线反射的方法降低吸收室长度。需要注意的是光发射管7和光接收管15之间要进行光隔离，避免未经反射的光线直接到达光接收管15，采样激光二极管做光源很容易做到。其余同实施例1。
对于不同的浓度测量范围，需要不同的臭氧吸收室长度以保证足够的测量精度，浓度低的应用场合需要较长的臭氧吸收室，浓度高的场合需要较短的臭氧吸收室。对于臭氧吸收室长度受限制的应用场合可采样光线反射的方法降低臭氧吸收室长度。

Claims (6)

1、可见光臭氧浓度检测装置用传感器，其特征在于：包括外壳(3)、在外壳(3)内的臭氧吸收室(11)，臭氧吸收室(11)上设有臭氧进气口(4)和臭氧出气口(2)，臭氧吸收室(11)两端通过密封片(9)、(13)，压板(8)、(14)，堵头(10)、(12)密封，光发射管(7)和光接收管(15)正对，其工作电路板(6)、(16)通过端盖(5)、(17)固定在外壳(3)内，电气连接插头(1)与端盖(17)固连。
2、根据权利要求1所述的可见光臭氧浓度检测装置用传感器，其特征在于：密封片(9)、(13)为透明玻璃片。
3、根据权利要求1或2所述的可见光臭氧浓度检测装置用传感器，其特征在于：光发射管(7)为LED发光二极管，光接收管(15)为光电二极管。
4、根据权利要求1或2所述的可见光臭氧浓度检测装置用传感器，其特征在于：光发射管(7)为LED发光二极管，光接收管(15)为光电池。
5、根据权利要求1或2所述的可见光臭氧浓度检测装置用传感器，其特征在于：光发射管(7)为LD激光二极管。
6、根据权利要求1所述的可见光臭氧浓度检测装置用传感器，其特征在于：光发射管(7)和光接收管(15)设置在臭氧吸收室(11)的同一端时，密封片(13)为透明玻璃片，相对的密封片(9)为光反射密封片。
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