CN202393705U

CN202393705U - 一种物料成分检测光纤传感装置

Info

Publication number: CN202393705U
Application number: CN 201120570091
Authority: CN
Inventors: 左扬; 江洪旺; 向昭东; 夏中均
Original assignee: SICHUAN GAODA TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SICHUAN GAODA TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2021-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种物料成分检测光纤传感装置，其特征在于：包括电机驱动器、步进电机、聚光灯泡、斩光转盘、发送光纤分光束主端、壳体、接收光纤分光束支端、特征波长滤光片、光电探测器、采集运算板、检测电路板、发送光纤分光束支端、接收光纤分光束主端、光学窗口、内插标板和标板推拉器。该物料成分检测光纤传感装置能快速准确的检测物料成分，保障产品质量，减少物耗能耗；还具有成本低、安装方便、易于维护等优点。

Description

一种物料成分检测光纤传感装置

技术领域

本实用新型涉及物料成分检测技术领域，具体涉及一种物料成分检测光纤传感装置。

背景技术

在粮食、烟草、造纸、建材、化工等行业的生产、加工、储备等工艺环节，需要对半成品或成品物料的成分（主要成分，往往还包括水分）含量作实时或在线检测。传统的光学传感装置是采用各种镜片（如透镜、棱镜、反射镜）组成的光路，它们都属于成像光路，分光均匀度不高、结构复杂、移动状态检测误差大、装置笨重，且成本较高、装配调试难度大。实际上成分检测是检测经物料透射或反射的物质成分特征吸收波长光之强度而不是光强的平面分布图像，所以我们需要一种新的物料成分检测装置。

为解决现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种新的解决方案。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对于现有技术的不足，提供一种物料成分检测光纤传感装置，该物料成分检测光纤传感装置能快速准确的检测物料成分，保障产品质量，减少物耗能耗；还具有成本低、安装方便、易于维护等优点。

为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：提供一种物料成分检测光纤传感装置，其特征在于：包括电机驱动器、步进电机、聚光灯泡、斩光转盘、发送光纤分光束主端、壳体、接收光纤分光束支端、特征波长滤光片、光电探测器、采集运算板、检测电路板、发送光纤分光束支端、接收光纤分光束主端、光学窗口、内插标板和标板推拉器；所述壳体上设置有安装孔，下端中间部位开有光学窗口；所述电机驱动器、步进电机、聚光灯泡依次安装在壳体左侧；所述发送光纤分光束主端设置在聚光灯泡前方；所述斩光转盘与步进电机连接，斩光转盘的一端挡在聚光灯泡和发送光纤分光束主端之间；所述内插标板安装在光学窗口的左侧，内插标板一侧设置有标板推拉器；所述光学窗口上方设置有接收光纤分光束主端，接收光纤分光束主端两侧设置有发送光纤分光束支端；所述壳体右侧设置有采集运算板，采集运算板前方设置有检测电路板；所述检测电路板上设置有光电探测器；所述光电探测器前面设置有特征波长滤光片；所述特征波长滤光片前面设置有接收光纤分光束支端。

综上所述，本实用新型所提供的物料成分检测光纤传感装置相比于现有技术具有如下优点：

1、以光纤分光束光路取代传统的镜片组光路，实现均匀分光照射物料、物料反射光收集和均匀分光，供接收端多个特征波长提取检测和成份分析计算。

2、物料成分检测光纤传感装置输出工业标准的电信号代表成分含量值，可连接工艺参数控制器，进而实时而全面地控制工艺过程和参数，实现全自动操作。

3、物料成分检测光纤传感装置的传光主件是光纤分光束，各支路光纤束汇集到主端内，在相对较大空间内实行纤芯分散和均布，大大提升了光纤分光束的分光均匀度。

4、物料成分检测光纤传感装置中的分光功能在固定光路而非传统上在轮流切换光路（如滤光转盘）中实现，这就保证在移动状态物料检测或传感装置扫描检测时，各个探测器能同时“看到”被测物料上的同一视点而不会产生动态误差。

5、还具有成本低、安装方便、易于维护等优点。

附图说明

图1为物料成分检测光纤传感装置的结构示意图。

图2为光纤分光束的结构示意图。

其中，1、电机驱动器；2、步进电机；3、聚光灯泡；4、斩光转盘；5、发送光纤分光束主端；6、壳体；7、接收光纤分光束支端；8、特征波长滤光片；9、光电探测器；10、采集运算板；11、检测电路板；12、发送光纤分光束支端；13、接收光纤分光束主端；14、光学窗口；15、内插标板；16、标板推拉器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细地描述：

如图所示，该物料成分检测光纤传感装置，其特征在于：包括电机驱动器1、步进电机2、聚光灯泡3、斩光转盘4、发送光纤分光束主端5、壳体6、接收光纤分光束支端7、特征波长滤光片8、光电探测器9、采集运算板10、检测电路板11、发送光纤分光束支端12、接收光纤分光束主端13、光学窗口14、内插标板15和标板推拉器16；所述壳体6上设置有安装孔，下端中间部位开有光学窗口14；所述电机驱动器1、步进电机2、聚光灯泡3依次安装在壳体6左侧；所述发送光纤分光束主端5设置在聚光灯泡3前方；所述斩光转盘4与步进电机2连接，斩光转盘4的一端挡在聚光灯泡3和发送光纤分光束主端5之间；所述内插标板15安装在光学窗口14的左侧，内插标板15一侧设置有标板推拉器16；所述光学窗口14上方设置有接收光纤分光束主端13，接收光纤分光束主端13两侧设置有发送光纤分光束支端12；所述壳体6右侧设置有采集运算板10，采集运算板10前方设置有检测电路板11；所述检测电路板11上设置有光电探测器9；所述光电探测器9前面设置有特征波长滤光片8；所述特征波长滤光片8前面设置有接收光纤分光束支端7。

壳体6为一长方体，主要用于安装各种功能部件；光学窗口14用于提供光线通道；电机驱动器1用于提供步进电机2的电流驱动和步调控制；步进电机2用于使斩光转盘4按规定步调旋转；斩光转盘4将连续光线变为脉冲光线，能有效抵御物料周围环境光线对传感测量的干扰；聚光灯泡3提供广谱而聚集的光线作为测量光源；发送光纤分光束主端5导入脉冲光线并均匀分配给几个支路；发送光纤分光束支端12将脉冲光线通过光学窗口14照射物料；接收光纤分光束主端13收集来自物料的反射光线并均匀分配给几个支路；接收光纤分光束支端7将分得的光线投向对应支路的特征波长滤光片8；特征波长滤光片8提取规定波长窄带光谱光线送给光电探测器9；光电探测器9将探测到的光线转换为微小电流信号；检测电路板11装有多个光电探测器9和前置放大器，将放大后的电信号提供给采集运算板10；采集运算板10采集多个支路的代表各个特征波长光线强度的电信号并加以数字化，按照规定的测量算法计算被测物料的多种成份含量；内插标板15提供不经被测物的光路自环，支持自测操作；标板推拉器16带动内插标板15的插入和收回。

如图2所示，光纤分光束是一种可弯曲、多分支的光纤束，作为非图像的能量传输光路它完全可取代传统上用于物料成分光学传感的镜片组光路。用于发送和用于接收的光线分光束在本质上是相同的。发送光纤分光束主要由发送光纤分光束主端5、柔性段、发送光纤分光束支端12组成。发送光纤分光束主端5和发送光纤分光束支端12的硬护套提供安装定位和准直功用以及内部光纤芯束的保护，柔性段的柔性护套提供可弯曲性和内部光纤芯束的保护。

各支路光纤束汇集到主端内，在相对较大的空间内实行纤芯分散和均布，这大大提升了光纤分光束的分光均匀度，这使得即使入射光束在主端口的光强分布不均或发生变化，输出光束的光通量在几个支端出口的差异仍可控制在足够小的范围内，显著优于通常镜片分光的均匀度，这样就能保障粗料物料或表面粗糙物料的光学传感测量精度。

物料成份检测光纤传感装置的设计考虑到不同物料和不同成份的检测，准备了对应很多种物质特征吸收波长的窄带滤光片，具有相同的安装尺寸，可根据检测对象和成份指定配置相应的滤光片。物料成份检测光纤传感装置可在生产线移动（或不动）物料上方固定位置安装，光学窗口在一定距离范围内对准物料即可检测。对于宽幅移动物料，可将传感装置安装在扫描架上，用作扫描检测。

本实用新型的主要指标：成份含量1~30%，重复性不劣于0.02%，测量速率100次/秒。保证了本实用新型可满足众多种类物料加工、输送或储备场合的应用要求。

综上所述，利用本实用新型所提供的物料成分检测光纤传感装置能快速准确的检测物料成分，保障产品质量，减少物耗能耗；还具有成本低、安装方便、易于维护等优点。

虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims

1.一种物料成分检测光纤传感装置，其特征在于：包括电机驱动器（1）、步进电机（2）、聚光灯泡（3）、斩光转盘（4）、发送光纤分光束主端（5）、壳体（6）、接收光纤分光束支端（7）、特征波长滤光片（8）、光电探测器（9）、采集运算板（10）、检测电路板（11）、发送光纤分光束支端（12）、接收光纤分光束主端（13）、光学窗口（14）、内插标板（15）和标板推拉器（16）；所述壳体（6）上设置有安装孔，下端中间部位开有光学窗口（14）；所述电机驱动器（1）、步进电机（2）、聚光灯泡（3）依次安装在壳体（6）左侧；所述发送光纤分光束主端（5）设置在聚光灯泡（3）前方；所述斩光转盘（4）与步进电机（2）连接，斩光转盘（4）的一端挡在聚光灯泡（3）和发送光纤分光束主端（5）之间；所述内插标板（15）安装在光学窗口（14）的左侧，内插标板（15）一侧设置有标板推拉器（16）；所述光学窗口（14）上方设置有接收光纤分光束主端（13），接收光纤分光束主端（13）两侧设置有发送光纤分光束支端（12）；所述壳体（6）右侧设置有采集运算板（10），采集运算板（10）前方设置有检测电路板（11）；所述检测电路板（11）上设置有光电探测器（9）；所述光电探测器（9）前面设置有特征波长滤光片（8）；所述特征波长滤光片（8）前面设置有接收光纤分光束支端（7）。