CN204203094U - 一种浸入式浊度检测探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种浸入式浊度检测探头，包含一个主壳体，一个枢轴，一个附壳体，一个红外光发射器，一个红外光接收器。其特征在于：主壳体带有面向同一方向的窗口和两个凸出端，红外光发射器安装在主壳体内且面向主壳体窗口安装；枢轴安装在主壳体两个凸出端之间；附壳体可绕枢轴旋转且带有面向枢轴的窗口，红外光接收器安装在附壳体内且面向附壳体窗口安装；主壳体窗口至枢轴距离大于附壳体窗口至枢轴距离；附壳体带着红外光接收器一起旋转，使红外光接收器接收光的方向与透射光方向之间成0度~180度角。

Description

一种浸入式浊度检测探头

技术领域

本实用新型涉及水质监测领域，特别是水浊度监测中浸入式浊度检测探头设备。

背景技术

浊度是水体质量的重要指标之一，在工业水及环境水的监测中往往都需要进行浊度检测。浊度检测方式主要有取样检测和在线检测两种。其中取样检测需要提取待测样本水体后送至相关检测机构，其检测过程长，结果返回慢，且样本在运输途中会发生沉降，影响测量结果可靠程度，因此在许多期望快速得到测量结果的场合应用较少。相反，在线检测因其方便快捷近年来倍受青睐。浊度在线检测设备根据测量方式的不同又分为吸水式和浸入式。其中吸水式通过水泵将样本水体吸入设备内部进行检测，其结构较为复杂，往往带有相关的水体处理模块，相应的清洗和维护也较为繁琐。浸入式通过将检测探头置入水中进行检测，其结构较为简单，清洗维护也较为便捷，非常适用于对水体浊度长期实时的监测。

对浊度的检测存在国家计量检定规程所规定的标准方法，即散射法：通过测量待测样本在与入射光束呈90度的垂直散射方向对入射光束散射的能量来确定，浊度单位为NTU。该方法的理论依据是90度方向的散射能量基本与样本中颗粒浓度成正比。然而实际中该方法只适用于小颗粒、一般低浊度的情况。在颗粒较大时，散射光在垂直散射方向散射减弱，而在与透射光束夹角大于90度的后散射方向明显增强。随着浊度增加（如>40NTU），受颗粒间互相遮挡的影响，垂直散射方向接受的散射光能量随颗粒浓度的增长率开始降低，偏离线性区，此时垂直散射与透射光强度之比能保持较好线性。在高浊度（如>400NTU），即颗粒浓度较大时，颗粒间互相遮挡严重，垂直散射与透射光强度之比亦偏离线性区，而此时在与透射光束夹角小于90度的前散射方向的能量变化可以用于修正浊度计算值，保持测量的线性。

基于浊度检测标准方法，当前的浸入式浊度检测设备的探头一般含有1~3个固定的光电接收器件，用于对含有特定大小及浓度颗粒的水体检测浊度。如含单个90度散射接收器的用来检测小颗粒低量程内的浊度；一个90度散射接收器和一个透射接收器用来检测小颗粒中量程内的浊度；一个90度散射接收器、一个透射接收器和一个前散射接收器用来检测小颗粒大量程内的浊度；一个90度散射接收器和一个后散射接收器用来检测小颗粒低量程内的浊度和大颗粒的浊度；等等。若在一个抬头上同时安装90度散射、透射、前散射、后散射的接收器，固然可以针对大小颗粒获得更大的测量范围，但受安装位置的影响，接收器的窗口会在探头附近反射杂散光，给各个接收器带来干扰。

发明内容

为扩展浸入式浊度检测的适用范围，本实用新型公开了一种能够根据实测情况调整接收器位置以在较大量程内针对不同尺寸颗粒检测浊度的浸入式浊度检测探头。

本发明的内容是：一种浸入式浊度检测探头，包含一个主壳体，一个枢轴，一个附壳体，一个红外光发射器，一个红外光接收器。其特征在于：所述主壳体带有面向同一方向的窗口和两个凸出端；所述枢轴安装在所述两个凸出端之间；所述附壳体可绕所述枢轴旋转且带有面向所述枢轴的窗口，使所述附壳体窗口法线能够与所述主壳体窗口法线成0度~180度角，所述主壳体窗口至所述枢轴距离大于所述附壳体窗口至所述枢轴距离；所述红外光发射器安装在所述主壳体内且面向主壳体窗口安装；所述红外光接收器安装在所述附壳体内且面向附壳体窗口安装。

附图说明

图1是本实用新型的剖面示意图。

图2是本实用新型的侧面示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例进一步阐释本实用新型。

如图1和图2，主壳体1上带有窗口11和两个凸出端12和13，窗口11与凸出端12和13面向同一方向。枢轴2安装在凸出端12和13之间。附壳体3带有窗口31，窗口31面向枢轴2，并且附壳体3可绕枢轴2旋转，使得附壳体3的窗口31的法线311能够与主壳体1的窗口11的法线111成0度~180度角。主壳体1的窗口11至枢轴2的距离大于附壳体3的窗口31至枢轴2的距离。红外光发射器4面向窗口11安装在主壳体1内。红外光接收器5面向窗口31安装在附壳体3内。这样附壳体3可以带着红外光接收器5一起绕枢轴2旋转，使得红外光接收器5接收光的方向51与透射光方向41之间成0度~180度角。在接收光方向51与透射光方向41之间夹角0度时，红外光接收器5接收到的是透射光信号；在接收光方向51与透射光方向41之间夹角90度时，红外光接收器5接收到的是垂直散射信号；在接收光方向51与透射光方向41之间夹角大于0度小于90度时，红外光接收器5接收到的是前散射信号，典型的前散射信号角度是20~40度左右；在接收光方向51与透射光方向41之间夹角大于90度小于180度时，红外光接收器5接收到的是后散射信号，典型的后散射信号角度是120~140度左右；在接收光方向51与透射光方向41之间夹角180度时，红外光接收器5背向红外光发射器4，接收不到光信号。

本实用新型的探头在实际应用中红外光接收器5常规位于垂直散射位置进行检测；当检测到浊度超过第一阈值（如40NTU）时，红外光接收器5在垂直散射位置记录信号并旋转至透射位置记录信号，以供系统进行浊度计算；当检测到浊度超过第二阈值（如400NTU）时，红外光接收器5在垂直散射位置记录信号并旋转至透射位置和前散射位置记录信号，以供系统进行浊度计算；当操作人员判断探头用于检测悬浊物为大颗粒的水体时，人工操纵系统使红外光接收器5在后散射位置进行检测。

在本实用新型的一个实施例中，附壳体3在绕枢轴2旋转中仅能带着红外光接收器5停留在有限且固定的四个位置，包括一个垂直散射位置、一个透射位置、一个前散射位置和一个后散射位置。系统根据测量需要仅在此固定的四个位置中选择位置记录接收的光强。

在本实用新型的又一个实施例中，附壳体3在绕枢轴2旋转中仅能停留在任意位置。系统可以在旋转过程中记录接收的光强，形成绕附近水体一周的光强检测数据。在一个典型实施例中，系统可根据这些数据进行计算、比对，自行判断颗粒大小并计算修正的浊度。

Claims (3)

1.一种浸入式浊度检测探头，包含一个主壳体，一个枢轴，一个附壳体，一个红外光发射器，一个红外光接收器，其特征在于：所述主壳体带有面向同一方向的窗口和两个凸出端；所述枢轴安装在所述两个凸出端之间；所述附壳体可绕所述枢轴旋转且带有面向所述枢轴的窗口，使所述附壳体窗口法线能够与所述主壳体窗口法线成0度~180度角，所述主壳体窗口至所述枢轴距离大于所述附壳体窗口至所述枢轴距离；所述红外光发射器安装在所述主壳体内且面向主壳体窗口安装；所述红外光接收器安装在所述附壳体内且面向附壳体窗口安装。

2.如权利要求1所述的探头，其中所述附壳体在绕所述枢轴旋转中仅能停留在有限且固定的四个位置，所述四个位置包括一个垂直散射位置、一个透射位置、一个前散射位置和一个后散射位置。

3.如权利要求1所述的探头，其中所述附壳体在绕所述枢轴旋转中能停留在任意位置。