防紊流降垢结构及光学液体浓度测试装置
技术领域
本发明涉及传感器技术领域,尤其涉及到一种传感器的传感器装置、紊流防护装置以及减少传感器装置中垢形成结构及传感器测试装置,进一步涉及一种液体浓度传感器的传感器装置、紊流防护装置以及减少传感器装置中垢形成结构及液体浓度质量传感器测试装置,更进一步,涉及一种光学液体浓度传感器的传感器装置、紊流防护装置以及减少传感器装置中垢形成结构及光学液体浓度质量传感器测试装置。
背景技术
柴油发动机以较高的马力在各行各业得到了广泛的应用。相对于汽油发动机而言,也因为柴油在缸体内的高温,造成较高的氮氧化物生成与排放,一直困扰产业界。由于人们对于环保要求的逐年提高,世界各国相继立法规定了发动机的排放标准,推动着各国发动机厂家对于尾气的处理技术的研究。
目前,我国已经强制使用国IV标准的发动机,并且配合相应的尾气处理技术。其中在全球起主导作用的技术路线是SCR选择性催化还原—Selected Crystal Reduction和EGR+DPF技术,其中又以SCR最为成熟与普遍。中国国内几家大的发动机厂家均选用了SCR系统这一技术路线,它是利用化学物质对于发动机尾气排放物质进行反应,进而生成对人体无害的物质。尿素或基于尿素的溶液经常被用在汽车应用中来减少汽车尾气中的有害物质排放,其中有害物质的主要的成分就是氮氧化物。
其化学反应方程式:NOx+NH3→N2+H2O(N2和H2O是自然界空气中无害的物质)。
SCR系统包括尿素罐装载着柴油机尾气处理液和SCR催化反应罐。SCR系统的运行过程是:当发现排气管中有氮氧化物时,尿素罐自动喷出柴油机尾气处理液,柴油机尾气处理液和氮氧化物在SCR催化反应罐中发生氧化还原反应,生成无污染的氮气和水蒸气排出。
随着国四标准或者更高汽车尾气排放标准的全面执行,所有重型商用车必须按照SCR系统或者等同排放后处理装置,而国内绝大部分主机厂优先选择SCR 系统,因而必须使用车用尿素。尿素使用过程中必须保持一定的浓度范围,才可以充分地将尾气中的氮氧化物转化为水和氮气。车用尿素溶液中尿素浓度的过高,会发生反应不充分,带来二次NH3污染;尿素浓度过低,则达不到排放标准。
今后,随着配合OBD车载诊断系统强制执行,在排放不达标或者如果不装载柴油机尾气处理液、或纯度不够、或质量伪劣,车辆会被限制扭矩,甚至限制启动,都会发生车辆发动机自动减速。同时,质量伪劣的柴油机尾气处理液会污染 SCR催化反应罐中的催化剂,造成严重后果。因此,随着国六的实施,尿素浓度传感器成为强制执行部件。
现有技术公开一种测量液体浓度的传感器,包括:
一种光源发生器,光源经过聚焦,被发射到溶液的腔体的一侧。
光学器件,经过光学部件的整体处理,一方面,光源按照规定的方向,透过被测液体;另一方面,透射光按照光学部件的规定再一次转变方向。如此,经过光学部件的规划,实现光的入射与出射控制,形成我们需要的光路。
光检测器,在光路的末端,对于光的透射特性进行识别,转化。
系统控制器,包含软件和硬件,对应于电信号的转化和编码;接口配置及通信协议运行。
经过上述各部件的协同,可以实时地确定传感器装置腔体内的溶液的浓度。
上述测量液体浓度的传感器虽然可以对于尿素浓度进行测量,但是,该装置无法在测量过程中消除影响测量精度和稳定性的因素,例如,测量过程中的紊流以及因为紊流、添加液体冲击等带来的气泡;出射面与入射面因液体长期沉降形成的垢。因为,气泡会直接影响光路方向与光的散射,而垢的生成则会使得光出射至终点时形成光晕,散射与光晕都带来测量不准确。如此,上述方案得到的尿素液浓度测量结果精度不高和可靠性低。
发明内容
本发明的一个目的在于:提供一种光学液体浓度传感器紊流防护装置以及气泡疏导装置,对于传感器因为在车辆行驶过程中、溶液添加过程中造成的液体震荡与冲击所形成的冲击紊流进行抑制,从而提供一个相对静态的环境,可以尽最大可能减少、疏导和释放被测溶液中的气泡,提高传感器的测试可靠性。
本发明的另一个目的在于:提供一种光学液体浓度传感器紊流防护装置,对于传感器因为在车辆行驶过程中、溶液添加过程中造成的液体震荡与冲击所形成的冲击紊流进行抑制,提供一个相对静态的环境,从而抑制被测液体因为紊流带来的扰动,进而减少液体中颗粒物或杂质进入传感器装置被测区域的几率,更进一步,减少液体中光的入射面和出射面上杂质堆积过快、过多,延长传感器装置测试寿命。
本发明的又一个目的在于:提供一种光学液体浓度传感器装置光学部件的降垢结构,对于传感器因为在液体中长期使用、杂质沉淀、静电作用造成的出射面和入射面污垢实施引导,尽量延迟传感器装置液体中出射面和入射面的有效面积部分污垢的沉积,从而避免光晕形成,提高传感器探测精度。
本发明的再一个目的在于:提供一种光学液体浓度测试装置,有效保护传感器主体,延长传感器主体寿命,同时提高传感器精度。
为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明一方面,提供一种光学浓度传感器防紊流装置,称为紊流防护罩10,包括隔离紊流的外环柱14与保护被测液体保持静态的内环柱13以及连接外环柱与内环柱的顶盖18。
所述外环柱14在接近顶盖18处开设有进液口11;
所述外环柱14在底部设计有为了安装光学部件20的环状平台19,环状平台的作用是一方面限制和固定光学部件20的位置,另一方面是使得光学部件20 的限位平台25与内环柱13底部形成被测溶液的进入通道。
具体地,环状平台与限位平台是通过底部的精密组装支架40与紊流防护罩锁紧实现的。
被测溶液的上述进入通道设计实现了缓冲传感器装置外部紊流:
优选的,外环柱14顶部开孔称为进液口11是与外环柱14轴向形成夹角而使液体改向;
优选的,外环柱14与内环柱13间隙又与进液口11形成夹角而使液体改向;
优选的,环柱间隙12与底部通路110再一次形成夹角而使液体再一次改向;
优选的,进液口11的设计是远离光学通路被测溶液段的;这样,被测溶液进入通道到达被测光路所在区域的距离最远,可最大限度地隔离紊流。
所述外环柱14在柱体中间位置与传感器装置光学部件20保持径向密封,密封的目的是为了保护光学部件20底部的电子线路不被溶液所侵蚀到,保护整个传感器。
具体地,光学部件20侧面有配合密封圈30的凹槽24,密封圈30套在凹槽 24处。
优选的,光学部件20有圆形的腰身,便于圆形的密封圈30安放。
所述防紊流装置的顶盖18上开设有小孔17和小孔区15以及缓冲辐条16:
优选的,小孔区15在顶盖18部分的材料厚度被要求比其他区域相对而言稍薄,形成一个凹坑,其目的是方便气体在此处集结;
优选的,非小孔区顶盖内侧光洁度较高,便于气泡迅速向小孔区15迁移;
优选的,顶盖18自小孔区15沿径向方向的壁厚是不一致的,渐进变厚的,其目的,象气泡水平仪原理,在重力作用下提供一个液体中气泡迁移导向:气泡自前端光路通过液体测试区,向后端小孔区15迁移;
作为一种优选方案,缓冲辐条16是环抱着小孔区15,阻隔在小孔区15前的。在临近小孔区15的近端,开设有刀尖111,其目的是既缓冲传感器装置外部液体紊流通过顶盖小孔17对被测液体区域的冲击,同时方便液体中气泡定向迁移进入小孔区。
优选的,缓冲辐条16上设计的刀尖111便于气泡在此处释放。
本发明另一方面,提供一种光学液体浓度传感器装置的光学主体部件,形成光路及降垢装置,称为光学部件20。
一方面,光路由一些光学入射、出射以及反射面组成。
具体的,光路有如下结构组成:第一入射面51、第一反射面52、第一出射面53、第二入射面54、第二反射面55以及第二出射面56。
优选的,第一入射面51是高抛光面,减少光的散射,提高检测精度;
优选的,第一入射面51是高度平面的,减少光的偏移,提高检测精度;
优选的,第一反射面52是高抛光面,减少光的散射,提高测试精度;
优选的,第一反射面52是高度平面的,减少光的偏移,提高检测精度;
优选的,第一出射面53是高抛光面,减少光的散射,提高测试精度;
优选的,第一出射面53是高度平面的,减少光的偏移,提高检测精度;
优选的,第二入射面54是高抛光面,减少光的散射,提高检测精度;
优选的,第二入射面54是高度平面的,减少光的偏移,提高检测精度;
优选的,第二反射面55是高抛光面,减少光的散射,提高测试精度;
优选的,第二反射面55是高度平面的,减少光的偏移,提高检测精度;
优选的,第二出射面56是高抛光面,减少光的散射,提高测试精度;
优选的,第二出射面56是高度平面的,减少光的偏移,提高检测精度;
另一方面,降垢结构包括:第一出射面53、第二入射面54、速降曲面21、沉积槽22以及沉积孔23。
优选的,上述第一出射面53和第二入射面54为抛光面,而且是高抛光面。
抛光面的高抛光,对于污垢具有排斥作用,延缓积垢生成。
具体的,速降曲面21是连接在第一出射面及第二入射面与下部沉积槽22 之间的曲面。
优选的,速降曲面21是光洁度一般的抛光面,比较而言,其光洁度对比光入射及出射面要低,例如前述第一出射面53以及第二入射面54光洁度较高,称为高抛光面;其目的是把污垢吸引到速降曲面21,并逐渐传递到沉积槽22,从而保护高抛光面,避免高抛光面沉积污垢。提高测试精度与延长光学部件20使用寿命。
具体的,沉积槽22是连接在速降曲面21下部的盆状结构。
优选的,盆的底部平面是非抛光面,需要一定的粗糙度,保持对微细异物或者杂质的吸附与沉积,保证到上端的抛光面尽量少的沉积污垢,起到保证精度与延长使用寿命作用。
具体的,沉积孔23是连接在沉积槽22的底部平面上。
优选的,沉积孔23是个盲孔,孔的底部小,上面大。其目的是对于较大颗粒物的沉积,避免大颗粒状的异物在测试区破坏检测可靠性。
本发明的有益效果为:
(一)提供一种光学液体浓度传感器紊流防护装置,对于被测液体在传感器装置内部的部分进行紊流隔离,提供静态测试环境,避免测试受到车辆运行中颠簸以及液体添加等影响,能够全时段,全环节采样,输出可靠结果。
(二)提供一种光学液体浓度传感器紊流防护装置,对于被测液体在传感器装置内部的部分进行紊流隔离的同时,通过紊流装置的顶盖 18导出小孔17以及缓冲辐条16配合提供气泡的定向迁移与疏导,避免被测液体中混有气泡,引起检测结果不可靠或者检测精度受影响。
(三)提供一种光学液体浓度传感器紊流防护装置,在隔离紊流、疏导气泡的同时,在外环柱14与传感器装置光学部件20间提供一个密封环境,密封环境对于传感器的电子电路实施保护,从而保证传感器的寿命。
(四)提供一种光学液体浓度传感器紊流防护装置,具体地,在外环柱 14内侧开设有传感器装置光学部件20的安装环状平台19,将传感器装置的核心功能之一的光路设计与探测及防护功能集成在一起,对于安装精度要求较高的光学部件20,通过一个一体化的简易紊流装置实现了传感器装置光学部件20有效的防护、安置及定位,使得测试过程稳定、可靠并得到了精度保证。
(五)提供一种光学浓度传感器的传感器装置光学部件20,优选的圆形腰身设计,便于开设有用于密封的凹槽24,经过密封圈30与紊流装置外环柱14组成密封结构。密封结构提供了传感器电子线路工作及存储环境,同时实现了传感器的微型化和一体化,使得传感器装置和控制部分能够集中组合在一起。
(六)提供一种光学浓度传感器的传感器装置光学部件20,优选的沉积槽22与沉积孔23设计,相对而言,对于溶液中的大颗粒杂质或者沉降物起到沉积作用,避免检测的不确定性,使得测试结果可靠。
(七)提供一种光学浓度传感器的传感器装置光学部件20,优选的浸没在被测液体中的高抛光面,包括第一出射面53和第二入射面54,是抗污垢设计;速降曲面21为低抛光面设计;上述特别设计的装置对于溶液中的污垢物的导向及沉降起到疏导作用,使得抛光面的污垢聚集相对难和慢些,速降曲面21以及沉积槽22对于污垢的聚集相对容易一些。污垢是光学检测精度的主要噪声来源,会产生透射散射,最终形成光晕,影响检测精度。
附图说明
下面根据附图说明和实例对本发明作进一步详细说明。
图1为实施例一、二、三所述光学液体浓度测试装置的组装图;
图2为实施例一、二、三所述光学液体浓度测试装置测试区的剖面图;
图3为实施例一、二、三所述光学液体浓度测试装置的顶盖剖面图;
图4为实施例一所述光学液体浓度测试装置的顶盖布局剖面图;
图5为实施例二所述光学液体浓度测试装置的顶盖布局剖面图;
图6为实施例三所述光学液体浓度测试装置的顶盖布局剖面图;
图7为实施例一、二所述光学液体浓度测试装置的光学部件剖面图;
图8为实施例三所述光学液体浓度测试装置的光学部件剖面图;
图9为实施例一、二所述光学液体浓度测试装置光学部件俯视图
图10为实施例三所述光学液体浓度测试装置光学部件俯视图
图11为实施例一、二、三所述光学液体浓度测试装置的光学部件入射出射视图;
图12为实施例一、二、三所述光学液体浓度测试装置的光学部件整体视图;
图1至图12中:
10、紊流防护罩:11、进液口;12、环柱间隙;13、内环柱;14、外环柱; 15、小孔区;16、缓冲辐条;17、小孔;18、顶盖;19、环状平台;110、底部液体通路;111、刀尖;
20、光学部件;21、速降曲面;22、沉积槽;23、沉积孔;24、凹槽;25、限位平台;
30、密封圈;
40、组装支架;
51、第一入射面;52、第一反射面;53、第一出射面;54、第二入射面;55、第二反射面;56、第二出射面。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一:
如图1至图3所示,一种光学液体浓度传感器,包括紊流防护罩10、传感器装置光学部件20、密封圈30、组装支架40。所述紊流防护罩10与组装支架 40通过紧固件连接。所述光学部件20在紊流防护罩10内通过外环柱14的环状平台19与光学部件的限位平台25由组装支架锁紧。
所述紊流防护罩10被设计为一集成式的工程塑料件,其进液口11与环柱间隙12是一次成型的。具体地,进液口11被设计在与传感器被测液体测试区远离端。上述光学部件20与紊流防护罩10通过紧固件锁紧,锁紧后,紊流防护罩内环柱13与光学部件20限位平台25形成被测液体进入检测区的液体底部通路110,如此,则形成了整个紊流防护罩10的被测液体进入传感器装置测试区的完整通路,此液体通路实现了对于外部紊流的防护与隔离作用。
如图11及12所示,所述光学部件20的底部是光路的入射起点与出射终点,有第一入射面51和第二出射面56;在被测液体区域设有抛光面,抛光面同时也是光路第一出射面53与第二入射面54;在光学部件20主体上设有两个反射面,分别是第一反射面52和第二反射面55。这些光路上的光学面都要求是:第一、超高光洁度;第二、超高精度。光学部件20的形状与尺寸精度以及光洁度可以在工业化的实现中通过开发精密模具来集成式实现。
如图2和图4所示,上述紊流防护罩10顶部为顶盖18;顶盖18上开设有气泡导出小孔17;小孔17所在区为一凹陷小区域,称为小孔区15;小孔区15 的材料壁厚比顶盖18其他区域材料壁厚要薄,在紊流防护罩10一次成型时实现。小孔17可以采取两种方式形成,既可以在紊流防护罩10一次成型实现,也可以在成型后加工实现;顶盖18上在小孔区15与被测溶液侧之间设计有缓冲辐条 16两根,两根缓冲辐条16在小孔区15中间分开形成开口,缓冲辐条16在端部的开口处形成锐角刀尖111,便于气泡释放导入小孔区15;缓冲辐条16方向为包围小孔区15方式,辐条刀尖111方向指向被测溶液区,另一头靠近小孔区。于其他实例中,所述的缓冲辐条16方向被设计成反向包围被测溶液区方式。本实例2根缓冲辐条16的形成同样是一次性注塑成型方式。
如图7和图12所示,上述光学部件20在被测溶液区形成多层次的曲面安排。在光路出射与入射面,通过抛光实现两个抛光面53、54。其一是保证透射光不被散射,从而提高测试精度;其二保证了面上的光洁度,从而阻止和延缓此功能面上污垢物堆积,形成积垢,从而影响测量精度。在抛光面53、54的下边是与抛光面53、54相接相切的速降曲面21,速降曲面21在此处被设计成3段弧面结构,弧面的作用是让曲线舒缓,对比不相切的平面,更容易让液体中的杂质或者大的颗粒物沿弧线而下。弧面的实现,与光路的实现一样,是通过工业模具一次成型实现,只不过此处的尺寸与形状精度以及表面光洁度要求不高,更容易实现。具体地,其不同的尺寸要求可以采用不同的金属加工技术,不同的光洁度要求可以采用不同的抛光工艺。在速降曲面21的下部,是沉积槽22与沉积孔23。这里的沉积槽22与沉积孔23形成一体的下面小上部大的结构,这在模具成型中对于拔模动作来说,实现更方便。同时,对于沉积槽22与沉积孔23的内壁表面光洁度要求是与其上端抛光面53、54要求相反的,需要致密的表面粗糙处理,仍然可以通过特殊的抛光工艺实现。
如图7和图9所示,上述光学部件20,在被测溶液区域形成了降垢结构,特别地在沉积槽22的底部再形成一个沉积孔23。本实例中,沉积孔23可以是圆形锥体结构。
实施例二:
如图1至图3所示,一种光学液体浓度传感器,包括紊流防护罩10、传感器装置光学部件20、密封圈30、组装支架40。所述紊流防护罩10与组装支架 40通过紧固件连接。所述光学部件20在紊流防护罩10内通过外环柱14的环状平台19与光学部件20的限位平台25由组装支架锁紧。
所述紊流防护罩10被设计为一集成式的工程塑料件,其进液口11与环柱间隙12是一次成型的。具体地,进液口11被设计在与传感器被测液体测试区远离端。上述光学部件20与紊流防护罩10通过紧固件锁紧,锁紧后,紊流防护罩内环柱13与光学部件20限位平台25形成被测液体进入检测区的液体底部通路110,如此,则形成了整个紊流防护罩10的被测液体进入传感器装置测试区的完整通路,此液体通路实现了对于外部紊流的防护与隔离作用。
如图11及12所示,所述光学部件20的底部是光路的入射起点与出射终点,有第一入射面51和第二出射面56;在被测液体区域设有抛光面,抛光面同时也是光路第一出射面53与第二入射面54;在光学部件20主体上设有两个反射面,分别是第一反射面52和第二反射面55。这些光路上的光学面都要求是:第一、超高光洁度;第二、超高精度。光学部件20的形状与尺寸精度以及光洁度可以在工业化的实现中通过开发精密模具来集成式实现。
如图2和图5所示,上述紊流防护罩10顶部为顶盖18;顶盖18上开设有气泡导出小孔17;小孔区15为一凹陷小区域,称为小孔区15;小孔区15的材料壁厚比顶盖18其他区域材料壁厚要薄,在紊流防护罩10一次成型时实现。小孔17可以采取两种方式形成,既可以在紊流防护罩10一次成型实现,也可以在成型后加工实现;顶盖18上在小孔区15与被测溶液侧之间设计有缓冲辐条16 两根,两根缓冲辐条16在小孔区15中间分开形成开口,缓冲辐条16在端部的开口处形成锐角刀尖111,便于气泡释放被导入小孔区15;缓冲辐条16方向设计为反向包围被测溶液区方式,刀尖方向靠近小孔区,另一头远离小孔区。于其他实例中,所述的缓冲辐条16可以是多条缓冲辐条方式,方向既可以被设计成反向包围被测溶液区方式,也可以被设计成包围小孔区方式。本实例2根缓冲辐条16的形成同样是一次性注塑成型方式。
如图7和图12所示,上述光学部件20在被测溶液区形成多层次的曲面安排。在光路出射与入射面,通过抛光实现两个抛光面53、54。其一是保证透射光不被散射,从而提高测试精度;其二保证了面上的光洁度,从而阻止和延缓此功能面上污垢物堆积,形成积垢,从而影响测量精度。在抛光面53、54的下边是与抛光面53、54相接相切的速降曲面21,速降曲面21在此处被设计成3段弧面结构,弧面的作用是让曲线舒缓,对比不相切的平面,更容易让液体中的杂质或者大的颗粒物沿弧线而下。弧面的实现,与光路的实现一样,是通过工业模具一次成型实现,只不过此处的尺寸与形状精度以及表面光洁度要求不高,更容易实现。具体地,其不同的尺寸要求可以采用不同的金属加工技术,不同的光洁度要求可以采用不同的抛光工艺。在速降曲面21的下部,是沉积槽22与沉积孔23。这里的沉积槽22与沉积孔23形成一体的下面小上部大的结构,这在模具成型中对于拔模动作来说,实现更方便。同时,对于沉积槽22与沉积孔23的内壁表面光洁度要求是与其上端抛光面53、54要求相反的,需要致密的表面粗糙处理,仍然可以通过特殊的抛光工艺实现。
如图7和图9所示,上述光学部件20,在被测溶液区域形成了降垢结构,特别地在沉积槽22的底部再形成一个沉积孔23。本实例中,沉积孔23可以是圆形锥体结构。
实施例三:
如图1至图3所示,一种光学液体浓度传感器,包括紊流防护罩10、传感器装置光学部件20、密封圈30、组装支架40。所述紊流防护罩10与组装支架 40通过紧固件连接。所述光学部件20在紊流防护罩10内通过外环柱14的环状平台19与光学部件20的限位平台25由组装支架锁紧。
所述紊流防护罩10被设计为一集成式的工程塑料件,其进液口11与环柱间隙12是一次成型的。具体地,进液口11被设计在与传感器被测液体测试区远离端。上述光学部件20与紊流防护罩10通过紧固件锁紧,锁紧后,紊流防护罩内环柱13与光学部件20限位平台25形成被测液体进入检测区的液体底部通路110,如此,则形成了整个紊流防护罩10的被测液体进入传感器装置测试区的完整通路,此液体通路实现了对于外部紊流的防护与隔离作用。
如图11及12所示,所述光学部件20的底部是光路的入射起点与出射终点,有第一入射面51和第二出射面56;在被测液体区域设有抛光面,抛光面同时也是光路第一出射面53与第二入射面54;在光学部件20主体上设有两个反射面,分别是第一反射面52和第二反射面55。这些光路上的光学面都要求是:第一、超高光洁度;第二、超高精度。光学部件20的形状与尺寸精度以及光洁度可以在工业化的实现中通过开发精密模具来集成式实现。
如图2和图6所示,上述紊流防护罩10顶部为顶盖18;顶盖18上开设有气泡导出小孔17;小孔区15为一凹陷小区域,称为小孔区15;小孔区15的材料壁厚比顶盖18其他区域材料壁厚要薄,在紊流防护罩10一次成型时实现。小孔17可以采取两种方式形成,既可以在紊流防护罩10一次成型实现,也可以在成型后加工实现;顶盖18上在小孔区15与被测溶液侧之间设计有缓冲辐条16 开设有4根,4根缓冲辐条16在小孔区15中间分开形成开口,4根缓冲辐条16 端部的开口处形成锐角刀尖111,便于气泡释放被导入小孔区15;4根缓冲辐条16方向设计为反向包围被测溶液区方式,刀尖方向靠近小孔区,另一头远离小孔区。于其他实例中,所述的缓冲辐条16可以是2条缓冲辐条方式,方向既可以被设计成反向包围被测溶液区方式,也可以被设计成包围小孔区方式。本实例 4根缓冲辐条16的形成同样是一次性注塑成型方式。
如图8和图12所示,上述光学部件20在被测溶液区形成多层次的曲面安排。在光路出射与入射面,通过抛光实现两个抛光面53、54。其一是保证透射光不被散射,从而提高测试精度;其二保证了面上的光洁度,从而阻止和延缓此功能面上污垢物堆积,形成积垢,从而影响测量精度。在抛光面53、54的下部是与抛光面53、54相接相切的速降曲面21,速降曲面21在此处被设计成2段弧面加一段中间的平面结构,弧面的作用是让曲线舒缓,对比不相切的平面,更容易让液体中的杂质或者大的颗粒物沿弧线而下。弧面的实现,与光路的实现一样,是通过工业模具一次成型实现,只不过此处的尺寸与形状精度以及表面光洁度要求不高,更容易实现。具体地,其不同的尺寸要求可以采用不同的金属加工技术,不同的光洁度要求可以采用不同的抛光工艺。在速降曲面21的下部,是沉积槽 22与沉积孔23。这里的沉积槽22与沉积孔23形成一体的下面小上部大的结构,这在模具成型中对于拔模动作来说,实现更方便。同时,对于沉积槽22与沉积孔23的内壁表面光洁度要求是与其上端抛光面53、54要求相反的,需要致密的表面粗糙处理,仍然可以通过特殊的抛光工艺实现。
如图8和图10所示,上述光学部件20,在被测溶液区域形成了降垢结构,特别地在沉积槽22的底部再形成一个沉积孔23。本实例中,沉积孔23可以是方形的棱形长方体结构。