CN209821063U - Cod传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种COD传感器，通过在传感器主体的底端中部开设沿轴向的缺口槽，作为COD传感器的测量光腔，可使COD传感器的测量界面与传感器主体的轴向平行，解决了传统COD传感器测量水样容易有气泡残留在上结构，且测量水样容易有沉淀在下结构，容易导致测值偏差的技术问题。通过在光源的发射端，设计一个45度角的半透半反镜，利用半透的测量光束作为参考光测值，再利用反射的测量光束作为穿透待测水样的光测值，将两者进行对比分析，可以准确计算待测水样的吸收值，以对COD传感器的光源衰减进行补偿，解决了COD传感器产生自衰减而导致测量精度下降的技术问题。

Description

COD传感器

技术领域

本实用新型涉及一种COD传感器，特别的涉及一种带光源衰减补偿、温度补偿、浊度补偿的COD传感器。

背景技术

化学需氧量(COD，Chemical Oxygen Demand)是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数，常以符号COD表示。

COD传感器用于在线监测水中COD值，COD传感器的测定COD值的方法主要分为化学和物理的方法，传统的化学法主要是化学滴定重铬酸钾或高锰酸钾。这种方法主要以人工现场采样、实验室仪器分析为主,存在监测频次低、采样误差大、监测数据分散、所需的时间周期较长、经历的中间环节较多、易造成二次污染、不能实时反映污染变化状况,难以满足对有效水环境管理的需求。

物理方法则是采用紫外光(UV)分析法，利用大部分有机物在某一波长(比如254nm)处有吸收的特性,将水体经过该特定波长紫外光的照射,从吸光度的大小来判断水质污染的程度。这种方法的优点无需添加化学试剂，无二次污染，且易于实现在线自动化，易于仪器长期稳定运行和维修保养。但是，这种COD传感器的光源发光体在使用过程中，会产生自衰减，需要通过大量的外部校正液校正才能实现精度测量。且COD传感器发光体和接收体，都是上下结构，即在COD传感器的管体上形成径向的缺口，在使用过程中，COD传感器的管体呈竖直状，测量水样容易有气泡残留在上结构，且测量水样容易有沉淀在下结构，容易导致测值偏差。此外，测量水样浊度、温度都会对测值产生影响，但现有的COD传感器缺少浊度补偿和温度补偿。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种带光源衰减补偿、温度补偿、浊度补偿的COD传感器。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种COD传感器，包括传感器本体、测量光室和测量光路，所述测量光路包括光源、半透半反镜、参考光接收器和穿透光接收器，所述测量光室为在所述传感器本体的底端中部沿轴向开设的缺口槽，所述缺口槽具有相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁上形成有发射光镜面，所述第二侧壁上形成有与所述发射光镜面相对的穿透光测量镜面，所述半透半反镜嵌入安装在所述第一侧壁内并与所述传感器本体的轴向呈45°夹角，所述光源嵌入安装在所述传感器本体内，所述参考光接收器嵌入安装在所述第一侧壁内，所述穿透光接收器嵌入安装在所述第二侧壁内，所述光源以45°入射角发射测量光束到所述半透半反镜，一部分测量光束经所述半透半反镜透射后被所述参考光接收器采集，另一部分测量光束经所述半透半反镜反射，再依次经过所述发射光镜面、所述测量光室内待测水样、所述穿透光测量镜面后被所述穿透光接收器采集。

进一步的，还包括散射光接收器，所述缺口槽的槽底形成有散射测量镜面，所述散射光接收器嵌入安装在所述缺口槽底部的传感器本体内，所述光源为双测量光束，第一束测量光束用于监测待测水样吸收，第二束测量光束用于监测待测水样的浊度，第二束测量光束在经过所述测量光室内待测水样时，产生的90度散射光经所述散射测量镜面后被所述散射光接收器采集。

进一步的，还包括用于采集所述测量光室内待测水样温度的温度传感器。

进一步的，还包括控制电路，所述光源、所述参考光接收器、所述穿透光接收器、所述散射光接收器均与所述控制电路电连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种COD传感器，通过在传感器主体(比如通常为管体)的底端中部开设沿轴向的缺口槽，作为COD传感器的测量光腔，将COD传感器的发光体和接收体设置在缺口槽相对的两个侧壁内，形成了一种新型结构的COD传感器，这样，COD传感器的测量界面呈左右结构，COD传感器的测量界面与传感器主体的轴向平行，因重力影响，待测水样中杂质将不能沉淀在左右结构的测量界面上，气泡也无法残留在左右结构的测量界面上，从而解决了传统COD传感器测量水样容易有气泡残留在上结构，且测量水样容易有沉淀在下结构，容易导致测值偏差的技术问题。通过在在光源的发射端，设计一个45度角的半透半反镜，通过半透实现参考光检查，判断当前的光源强度；通过反射原理，经过待测水样后，检查穿透光强度；再通过参考光测值和穿透光测值的对比分析，可以准确计算待测水样的吸收值，以对COD传感器的光源衰减进行补偿。这样，可以解决COD传感器的光源发光体在使用过程中，由产生自衰减而导致测量精度下降的技术问题。优选的，在缺口槽底部的传感器本体内设置散射光接收器，光源为双测量光束，并将其中一路用于浊度监测，可以对COD传感器的测量值进行浊度补偿，这里，采用90度散光原理，测量范围可以达到0-3000NTU，特别适合黑臭水体、高污染水体的测量。优选的，设有温度传感器，通过建立同一待测水样不同温度对穿透度的影响的线性关系，可以对COD传感器进行温度补偿，从而减小温度对测值的影响，提高测量精度。

附图说明

图1为本实用新型COD传感器的测量光路的结构示意图；

图2为本实用新型中的传感器本体的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便充分理解本实用新型。但本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此，本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如图1和图2所示，一种COD传感器，包括传感器本体1、测量光室2和测量光路3，所述测量光路包括光源31、半透半反镜32、参考光接收器33和穿透光接收器34，所述测量光室为在所述传感器本体的底端中部沿轴向开设的缺口槽，所述缺口槽具有相对的第一侧壁21和第二侧壁22，所述第一侧壁上形成有发射光镜面35，所述第二侧壁上形成有与所述发射光镜面相对的穿透光测量镜面36，所述半透半反镜嵌入安装在所述第一侧壁内并与所述传感器本体的轴向呈45°夹角，所述光源嵌入安装在所述传感器本体内，所述参考光接收器嵌入安装在所述第一侧壁内，所述穿透光接收器嵌入安装在所述第二侧壁内，所述光源以45°入射角发射测量光束到所述半透半反镜，一部分测量光束经所述半透半反镜透射后被所述参考光接收器采集，另一部分测量光束经所述半透半反镜反射，再依次经过所述发射光镜面、所述测量光室内待测水样、所述穿透光测量镜面后被所述穿透光接收器采集。

上述结构中，通过在传感器主体(比如通常为管体)的底端中部开设沿轴向的缺口槽，作为COD传感器的测量光腔，将COD传感器的发光体和接收体设置在缺口槽相对的两个侧壁内，形成了一种新型结构的COD传感器，这样，COD传感器的测量界面呈左右结构，COD传感器的测量界面与传感器主体的轴向平行，因重力影响，待测水样中杂质将不能沉淀在左右结构的测量界面上，气泡也无法残留在左右结构的测量界面上，从而解决了传统COD传感器测量水样容易有气泡残留在上结构，且测量水样容易有沉淀在下结构，容易导致测值偏差的技术问题。通过在在光源的发射端，设计一个45度角的半透半反镜，通过半透实现参考光检查，判断当前的光源强度；通过反射原理，经过待测水样后，检查穿透光强度；再通过参考光测值和穿透光测值的对比分析，可以准确计算待测水样的吸收值，以对COD传感器的光源衰减进行补偿。这样，可以解决COD传感器的光源发光体在使用过程中，由产生自衰减而导致测量精度下降的技术问题。

优选的，参见图1，还包括散射光接收器37，所述缺口槽的槽底形成有散射测量镜面38，所述散射光接收器嵌入安装在所述缺口槽底部的传感器本体内，所述光源为双测量光束，第一束测量光束用于监测待测水样吸收，第二束测量光束用于监测待测水样的浊度，第二束测量光束在经过所述测量光室内待测水样时，产生的90度散射光经所述散射测量镜面后被所述散射光接收器采集。这样，通过在缺口槽底部的传感器本体内设置散射光接收器，将光源设计为双测量光束，并将其中一路用于浊度监测，可以对COD传感器的测量值进行浊度补偿，这里，采用90度散光原理，测量范围可以达到0-3000NTU，特别适合黑臭水体、高污染水体的测量。

优选的，参见图1，还包括用于采集所述测量光室内待测水样温度的温度传感器4。这样，通过建立同一待测水样不同温度对穿透度的影响的线性关系，可以对COD传感器进行温度补偿，从而减小温度对测值的影响，提高测量精度。

优选的，还包括控制电路，所述光源、所述参考光接收器、所述穿透光接收器、所述散射光接收器均与所述控制电路电连接。这样，通过控制电路可以对各接收器采集的光信号进行转换处理，形成电信号或数字信号再输出，优选的，通过控制电路处理转换为数字信号向外输出，具体实施时，各接收器(比如光敏三极管)将采集的光信号转换成光电流信号，再通过精密设计的运算放大电路转换为电压信号，再通过AD模块转换为MCU处理的数字信号，再经MCU处理后向外输出数字式的测量值。

以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种COD传感器，其特征在于：包括传感器本体(1)、测量光室(2)和测量光路(3)，所述测量光路包括光源(31)、半透半反镜(32)、参考光接收器(33)和穿透光接收器(34)，所述测量光室为在所述传感器本体的底端中部沿轴向开设的缺口槽，所述缺口槽具有相对的第一侧壁(21)和第二侧壁(22)，所述第一侧壁上形成有发射光镜面(35)，所述第二侧壁上形成有与所述发射光镜面相对的穿透光测量镜面(36)，所述半透半反镜嵌入安装在所述第一侧壁内并与所述传感器本体的轴向呈45°夹角，所述光源嵌入安装在所述传感器本体内，所述参考光接收器嵌入安装在所述第一侧壁内，所述穿透光接收器嵌入安装在所述第二侧壁内，所述光源以45°入射角发射测量光束到所述半透半反镜，一部分测量光束经所述半透半反镜透射后被所述参考光接收器采集，另一部分测量光束经所述半透半反镜反射，再依次经过所述发射光镜面、所述测量光室内待测水样、所述穿透光测量镜面后被所述穿透光接收器采集。

2.根据权利要求1所述的COD传感器，其特征在于：还包括散射光接收器(37)，所述缺口槽的槽底形成有散射测量镜面(38)，所述散射光接收器嵌入安装在所述缺口槽底部的传感器本体内，所述光源为双测量光束，第一束测量光束用于监测待测水样吸收，第二束测量光束用于监测待测水样的浊度，第二束测量光束在经过所述测量光室内待测水样时，产生的90度散射光经所述散射测量镜面后被所述散射光接收器采集。

3.根据权利要求1所述的COD传感器，其特征在于：还包括用于采集所述测量光室内待测水样温度的温度传感器(4)。

4.根据权利要求2所述的COD传感器，其特征在于：还包括控制电路，所述光源、所述参考光接收器、所述穿透光接收器、所述散射光接收器均与所述控制电路电连接。