CN202110139U - 水下光学溶解氧传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于传感器技术领域，公开了一种水下光学溶解氧传感器，包括四芯电缆(1)、螺旋压铆(2)、接线盒外壳(3)、氧传感膜(18)、矩形电路板(19)、圆形电路板(20)、光电探测器(22)、LED(23)、透镜(24)和滤光片(25)；所述水下光学溶解氧传感器还包括内、外两个栅格防护罩(7，5)，内、外栅格防护罩(7，5)的侧面均设有方形开孔(8，6)，内、外栅格防护罩(7，5)的底部均设有进出水孔(16，14)。与现有技术相比，本实用新型可有效减少外界光的干扰，可实现对水质溶解氧的长期定点、无人值守地测量。

Description

水下光学溶解氧传感器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，涉及一种监测装置，具体为一种光学溶解氧传感器。 

背景技术

溶解氧是指溶解于水中分子状态的氧，是水生生物生存不可缺少的条件。天然水中溶解氧近于饱和值(9ppm)，藻类繁殖旺盛时，溶解氧含量下降。水体受有机物及还原性物质污染可使溶解氧降低，对于水产养殖业来说，水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响，当溶解氧低于4mg/L时，就会引起鱼类窒息死亡，对于人类来说，健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。当溶解氧消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时，溶解氧的含量可趋近于0，此时厌氧菌得以繁殖，使水体恶化，所以溶解氧大小能够反映出水体受到的污染，特别是有机物污染的程度，它是水体污染程度的重要指标，也是衡量水质的综合指标。因此，水体溶解氧含量的测量，对于环境监测以及水产养殖业的发展都具有重要意义。 

近年来出现的基于荧光淬灭技术和光纤技术的光纤氧测量装置可用于现场检测水中的溶解氧，但此类装置需要价格昂贵的石英光纤进行光传输，且光纤易折，携带不便。另有其它的溶解氧测量装置将水上控制装置、电缆和传感器探头集成为一体，虽然传感器探头可以脱机独立工作，但需要回收后与PC机连接才可获取测量数据，数据获取仍需人工操作，无法实现实时在线监测。 

实用新型内容

(一)要解决的技术问题 

本实用新型要解决的技术问题是：如何有效地解决传感器实时在线监测问题，并有效防止外界光的干扰。 

(二)技术方案 

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水下光学溶解氧传感器，包括四芯电缆、螺旋压铆、接线盒外壳、氧传感膜、矩形电路板、圆形电路板、光电探测器、LED、透镜和滤光片； 

其中，所述矩形电路板通过螺旋压铆与四芯电缆连接；氧传感膜、矩形电路板、圆形电路板、光电探测器、LED、透镜和滤光片均设置在接线盒外壳内；矩形电路板和圆形电路板垂直连接，光电探测器、LED与圆形电路板连接，光电探测器和LED位于氧传感膜上方；透镜设置于光电探测器与滤光片之间。 

所述水下光学溶解氧传感器还包括内栅格防护罩和外栅格防护罩，内栅格防护罩的侧面上设有第一方形开孔，内栅格防护罩底部上设有第一进出水孔；外栅格防护罩的侧面上设有第二方形开孔，外栅格防护罩的底部上设有第二进出水孔。 

所述第一方形开孔及第二方形开孔相互交错，第一进出水孔所在圆周的直径小于第二进出水孔所在圆周的直径，且内栅格防护罩的高度小于外栅格防护罩的高度。 

所述水下光学溶解氧传感器还包括接线盒底座、压盖和玻璃载片；所述氧传感膜敷在玻璃载片上，玻璃载片通过压盖以及压盖密封圈与接线盒底座连接，所述接线盒外壳与接线盒底座连接。 

所述矩形电路板上设有信号调理电路和微处理器，圆形电路板上设有LED驱动电路。 

所述螺旋压铆和接线盒外壳之间设有电缆线密封圈。 

接线盒外壳和接线盒底座之间设有接线盒密封圈。 

接线盒底座和内栅格防护罩之间设有内栅格防护罩密封圈，接线盒底座和外栅格防护罩之间设有外栅格防护罩密封圈。 

(三)有益效果 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过内、外栅格防护罩的结构设计可有效减少外界光的干扰，可实现对水质溶解氧的实时在线监测，从而可实现对水质溶解氧的长期定点、无人值守地测量。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的水下光学溶解氧传感器的外部结构示意图； 

图2是图1所示的水下光学溶解氧传感器的分解示意图； 

图3是图1所示的水下光学溶解氧传感器的剖视图。 

附图标记列表： 

1、四芯电缆                   2、螺旋压铆 

3、接线盒外壳                 4、接线盒底座 

5、外栅格防护罩               6、第二方形开孔 

7、内栅格防护罩               8、第一方形开孔 

9、电缆线密封圈               10、接线盒密封圈 

11、内栅格防护罩密封圈        12、外栅格防护罩密封圈 

13、外栅格防护罩底部          14、第二进出水孔 

15、内栅格防护罩底部          16、第一进出水孔 

17、压盖                      18、氧传感膜 

19、矩形电路板                20、圆形电路板 

21、温度探头                  22、光电探测器 

23、LED                       24、透镜 

25、滤光片                    26、压盖密封圈 

27、玻璃载片 

具体实施方式

本实用新型提出的水下光学溶解氧传感器，结合附图和实施例详细说明如下。 

如图1-3所示，本实用新型水下光学溶解氧传感器包括四芯电缆1、螺旋压铆2、接线盒外壳3、接线盒底座4和敷有氧传感膜18的玻璃载片27，玻璃载片27通过压盖17和接线盒底座4连接，接线盒外壳3和接线盒底座4相连接。接线盒外壳3内设有矩形电路板19和圆形电路板20，矩形电路板19上设有信号调理电路和微处理器，圆形电路板20上设有LED驱动电路。矩形电路板19和圆形电路板20垂直连接，矩形电路板19通过螺旋压铆2与四芯电缆1和水上装置连接。所述信号调理电路和微处理器用于对光电探测器22和温度探头21的输出信号做滤波、放大处理，并进行相应的温度补偿。 

本实用新型所涉及的水下光学溶解氧传感器还包括内栅格防护罩7和外栅格防护罩5，内栅格防护罩7的侧面上设有第一方形开孔8，内栅格防护罩底部15上设有第一进出水孔16；外栅格防护罩5的侧面上设有第二方形开孔6，外栅格防护罩底部13上设有第二进出水孔14。传感器各部分连接为一体结构后，内、外栅格防护罩7，5的侧面上所设的方形开孔8，6呈交错状，内栅格防护罩7的底部15所设的第一进出水孔16所在圆周的直径小于外栅格防护罩5的底部13所设的第二进出水孔14所在圆周的直径，且内栅格防护罩7的高度小于外栅格防护罩5的高度，内、外栅格防护罩7，5用于排除外界光源的干扰。 

螺旋压铆2和接线盒外壳3之间设有电缆线密封圈9，接线盒外壳3和接线盒底座4之间设有接线盒密封圈10，接线盒底座4和内栅格防护罩7之间设有内栅格防护罩密封圈11，接线盒底座4和外栅格防护罩5之间设有外栅格防护罩密封圈12。 

LED 23为蓝色发光二极管，光电探测器22和滤光片25(为红光滤光片)之间还设置有透镜24。其中光电探测器22分别与两个LED 23和圆形电路板20连接，光电探测器22垂直安装在圆形电路板20的下方，圆形电路板20的下方还连接有温度探头21。 

本实用新型的水下光学溶解氧传感器的工作过程如下： 

LED 23发出的蓝光照射到氧传感膜18上激发出红色荧光，红色荧光经红光的滤波片25和透镜24后被光电探测器22接收。光电探测器22将光信号转换成电信号，经信号调理后进入微处理器，微处理器完成对信号的处理，并将处理后的溶解氧数据通过四芯电缆1传输到水上装置。 

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。 

Claims (8)

1.一种水下光学溶解氧传感器，其特征在于，包括四芯电缆(1)、螺旋压铆(2)、接线盒外壳(3)、氧传感膜(18)、矩形电路板(19)、圆形电路板(20)、光电探测器(22)、LED(23)、透镜(24)和滤光片(25)；

其中，所述矩形电路板(19)通过螺旋压铆(2)与四芯电缆(1)连接；氧传感膜(18)、矩形电路板(19)、圆形电路板(20)、光电探测器(22)、LED(23)、透镜(24)和滤光片(25)均设置在接线盒外壳(3)内；矩形电路板(19)和圆形电路板(20)垂直连接，光电探测器(22)、LED(23)与圆形电路板(20)连接，光电探测器(22)和LED(23)位于氧传感膜(18)上方；透镜(24)设置于光电探测器(22)与滤光片(25)之间。

2.根据权利要求1所述的水下光学溶解氧传感器，其特征在于，所述水下光学溶解氧传感器还包括内栅格防护罩(7)和外栅格防护罩(5)，内栅格防护罩(7)的侧面上设有第一方形开孔(8)，内栅格防护罩底部(15)上设有第一进出水孔(16)；外栅格防护罩(5)的侧面上设有第二方形开孔(6)，外栅格防护罩(5)的底部(13)上设有第二进出水孔(14)。

3.根据权利要求2所述的水下光学溶解氧传感器，其特征在于，所述第一方形开孔(8)及第二方形开孔(6)相互交错，第一进出水孔(16)所在圆周的直径小于第二进出水孔(14)所在圆周的直径，且内栅格防护罩(7)的高度小于外栅格防护罩(5)的高度。

4.根据权利要求2所述的水下光学溶解氧传感器，其特征在于，所述水下光学溶解氧传感器还包括接线盒底座(4)、压盖(17)和玻璃载片(27)；所述氧传感膜(18)敷在玻璃载片(27)上，玻璃载片(27)通过压盖(17)以及压盖密封圈(26)与接线盒底座(4)连接，所述接线盒外壳(3)与接线盒底座(4)连接。

5.根据权利要求1所述的水下光学溶解氧传感器，其特征在于，所述矩形电路板(19)上设有信号调理电路和微处理器，圆形电路板(20)上设有LED驱动电路。

6.根据权利要求1所述的水下光学溶解氧传感器，其特征在于，所述螺旋压铆(2)和接线盒外壳(3)之间设有电缆线密封圈(9)。

7.根据权利要求4所述的水下光学溶解氧传感器，其特征在于，接线盒外壳(3)和接线盒底座(4)之间设有接线盒密封圈(10)。

8.根据权利要求2或4所述的水下光学溶解氧传感器，其特征在于，接线盒底座(4)和内栅格防护罩(7)之间设有内栅格防护罩密封圈(11)，接线盒底座(4)和外栅格防护罩(5)之间设有外栅格防护罩密封圈(12)。

Images