CN203720075U - 一种ph值检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种pH值检测仪，按照光路经过该传感器各元件的次序，该检测仪依次设有光源组件，锥反射棱镜，窗口、物镜、反光镜、狭缝单元、准直镜、CCD探测器、放大电路及数据处理电路；所述光源组件包括特征红色激光光源、特征绿色激光光源和特征蓝色激光光源。本实用新型优点是，采用上述结构后，该pH值检测仪对被测水质或溶液测量时，不需要接触水质或溶液，只需将不同波段的激光照射在被测水质或溶液，经其漫反射后光束后，经过光学元件的处理，CCD探测器收集光束且以能量的形式显示出来，然后按一定的函数关系计算出pH值，使用该检测仪检测pH的检测周期短，操作简单，检测结果准确。

Description

一种PH值检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，特别是指一种PH值检测仪。

背景技术

PH值是水的最基本的性质之一，它可以影响水体的弱酸、弱碱的离解程度，是评价水质的重要参数之一。

目前检测水质PH值采用的方法是玻璃电极法，这种检测方法操作过程复杂，且需要添加化学试剂，导致了被检水样破坏，且容易产生误差，检测周期长，无法保证检测的实时性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用激光检测水质PH值的检测仪，其检测周期短，该检测仪操作简单，检测结果准确。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：一种PH值检测仪，按照光路经过该传感器各元件的次序，该检测仪依次设有光源组件，锥反射棱镜，窗口、物镜、反光镜、狭缝单元、准直镜、CCD探测器、放大电路及数据处理电路；所述光源组件包括红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源。

进一步的，还包括壳体，所述光源组件，锥反射棱镜，窗口、物镜、反光镜、狭缝单元、准直镜、CCD探测器、放大电路及数据处理电路均位于该壳体内。

进一步的，所述红色激光光源的波长λ为532nm，绿色激光光源的波长λ为670nm，蓝色激光光源的波长λ为450nm。

进一步的，所述壳体上还设有数据输出接口。

进一步的，所述反光镜和准直镜上均镀有金属膜。

进一步的，所述物镜和反光镜之间设有挡板。

本实用新型的有益效果在于：采用上述结构后，与现有技术相比，该PH值检测仪对被测水质或溶液测量时，不需要接触水质或溶液，只需将不同波段的激光照射在被测水质或溶液，经其漫反射后光束后，经过光学元件的处理，CCD探测器收集光束且以能量的形式显示出来，然后按一定的函数关系计算出PH值，使用该检测仪检测PH的检测周期短，操作简单，检测结果准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A-A向结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示的一种PH值检测仪，按照光路经过该传感器各元件的次序，该检测仪依次设有光源组件，聚合并反射特征光源的锥反射棱镜4，窗口5、物镜6、反光镜7、对光束的通过量进行限制的狭缝单元8、用于聚合发射光束的准直镜9，该准直镜9为一凹面镜，将入射的光束聚合发射到CCD探测器10，使光束刚好覆盖CCD探测器10，否则，光束太大造成能量浪费，光束太小则CCD探测器10部分区域不能利用，CCD探测器10上显示能量大小。然后经放大电路12将信号放大处理，由数据处理电路11按照水质及液体溶液吸收光强的定量分析模型计算并输出其PH值。

所述光源组件包括红色激光光源1、绿色激光光源2和蓝色激光光源3，所述红色激光光源1的波长λ为532nm，绿色激光光源2的波长λ为670nm，蓝色激光光源3的波长λ为450nm。此三种光的波长反应PH值的程度最大。

进一步的，还包括壳体15，所述光源组件，锥反射棱镜4，窗口5、物镜6、反光镜7、狭缝单元8、准直镜9、CCD探测器10、放大电路12及数据处理电路11均位于该壳体15内；这样检测仪整体为一传感器，避免了外界的影响，使得整个密闭腔体内的杂散光小，灵敏度高。

进一步的，所述壳体15上还设有数据输出接口13。这样便于检测仪与其他设备的数据传输。

进一步的，所述反光镜7和准直镜9上均镀有金属膜。提高光束的反射率。

进一步的，所述物镜6和反光镜7之间设有挡板14。这样可限制进入壳体15的光束，使得进入壳体15的光束均能射到反光镜7。

该PH值检测仪的测量原理为：红色激光光源1、绿色激光光源2和蓝色激光光源3通过锥反射棱镜4照在被测水质或溶液表面，在水或溶液表面产生漫反射光束，光束经窗口5进入该检测仪，然后经物镜6、反光镜7、狭缝单元8、准直镜9，然后照射在CCD探测器10上；然后根据朗伯-比尔定律：

I_υ＝I_υ,0exp[-S(T)g(υ-υ₀)Nl]

Iv和Iv，0分别表示透射光强和发射光强；

S(T)表示温度依赖的吸收线强度；

N表示吸收物质的数密度；

l表示光传输的距离；

g表示吸收线型。

上式中指数函数的变化伴随着光路上待检样本密度或数密度的变化，进一步可以表示为吸收度。已知未吸收光强、吸收后光强以及吸收谱线线形参数，即可确定吸收物质沿光束传播路径的积分浓度，其单位用ppm·m表示。

又PH值的函数关系为：

PH值→（K₁，K₂）f（exp）；其中，

K₁为相关系数；

K₁为修正系数；

对于远距非接触测量系统，由于光谱段的吸收强度不高，因此还要求光电传感器对微弱的吸收强度变化有很高的灵敏度。其灵敏度要达到10－4（V/W）才可以实现识别。本实用新型采用调制光光源方法达到最有效的、探测灵敏度高、响应时间快检测效果，其探测灵敏度可以达10^-7（ppb量级），测量结果准确。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种PH值检测仪，其特征在于：按照光路经过该检测仪各元件的次序，该检测仪依次设有光源组件、锥反射棱镜（4）、窗口（5）、物镜（6）、反光镜（7）、狭缝单元（8）、准直镜（9）、CCD探测器（10）、放大电路（12）及数据处理电路（11）；所述光源组件包括红色激光光源（1）、绿色激光光源（2）和蓝色激光光源（3）。 

2.根据权利要求1所述的一种PH值检测仪，其特征在于：还包括壳体（15），所述光源组件，锥反射棱镜（4），窗口（5）、物镜（6）、反光镜（7）、狭缝单元（8）、准直镜（9）、CCD探测器（10）、放大电路（12）及数据处理电路（11）均位于该壳体（15）内。 

3.根据权利要求1所述的一种PH值检测仪，其特征在于：所述红色激光光源（1）的波长λ为532nm，绿色激光光源（2）的波长λ为670nm，蓝色激光光源（3）的波长λ为450nm。 

4.根据权利要求2所述的一种PH值检测仪，其特征在于：所述壳体（15）上还设有数据输出接口（13）。 

5.根据权利要求1所述的一种PH值检测仪，其特征在于：所述反光镜（7）和准直镜（9）上均镀有金属膜。 

6.根据权利要求1～3任一项所述的一种PH值检测仪，其特征在于：所述物镜（6）和反光镜（7）之间设有挡板（14）。