CN215525512U

CN215525512U - 一种光电式汽化过氧化氢传感器

Info

Publication number: CN215525512U
Application number: CN202121425457.9U
Authority: CN
Inventors: 衣颖; 吴金辉; 张金明; 张恩雷
Original assignee: Institute of Medical Support Technology of Academy of System Engineering of Academy of Military Science
Current assignee: Institute of Medical Support Technology of Academy of System Engineering of Academy of Military Science
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2031-06-25

Abstract

本实用新型公开一种光电式汽化过氧化氢传感器，涉及汽化过氧化氢浓度检测技术领域，包括依次连接的光电组件、分光组件、第一密封组件、气室、第一密封组件和角锥组件；所述第一密封组件的中部透光；所述气室用于盛放实验气体；所述光电组件用于发射和接收光信号并将光信号转化为数字量，所述分光组件用于对光信号的分光处理，所述角锥组件用于折返光信号。较好地平衡了寿命、实时性、检测精度、成本、体积的关系，既具有寿命长、实时性好、成本低、体积小等特点，检测精度亦能满足应用需求。

Description

一种光电式汽化过氧化氢传感器

技术领域

本实用新型涉及汽化过氧化氢浓度检测技术领域，特别是涉及一种光电式汽化过氧化氢传感器。

背景技术

汽化过氧化氢熏蒸消毒是当前生物安全实验室、生物制药车间等场景常用的终末消毒方法，影响汽化过氧化氢消毒效果的关键参数为汽化过氧化氢浓度和作用时间。在进行汽化过氧化氢消毒研究或应用过程中，实时监测汽化过氧化氢浓度是非常有必要的。传统的检测方法是采用电化学传感器，不仅有寿命限制而且不适合在线实时检测。CN207051191U公开了一种基于TDLAS的大量程汽化H2O2浓度检测仪，可实现较高精度的实时测量，但该方法成本较高且体积较大。

发明内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种光电式汽化过氧化氢传感器，可实时检测，且成本较低、体积较小。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种光电式汽化过氧化氢传感器，包括依次连接的光电组件、分光组件、第一密封组件、气室、第一密封组件和角锥组件；所述第一密封组件的中部透光；所述气室用于盛放实验气体；所述光电组件用于发射和接收光信号并将光信号转化为数字量，所述分光组件用于对光信号的分光处理，所述角锥组件用于折返光信号。

可选的，所述光电组件包括一个发光管和两个光电管，所述发光管用于发射光信号，所述两个光电管用于接收光信号。

可选的，所述光电组件朝向所述分光组件的一端还设置有三个镜片，所述三个镜片的位置分别对应所述发光管和所述光电管的位置。

可选的，所述分光组件包括分光件和支撑件；所述分光件上设置有两个通光通道，每个所述通光通道分别对应一个所述光电管，所述通光通道上设置有分光槽，所述分光槽用于盛放分光片或反射镜；所述支撑件上设置有一个通光通道，所述通光通道与所述发光管相对应；所述分光件与所述支撑件相连接。

可选的，所述分光组件还包括挡板，所述挡板上设置有两个通光孔，所述通光孔分别对应一个发光管和一个光电管。

可选的，所述第一密封组件包括密封壳体和密封镜片；所述密封壳体的中部设置有通道，所述密封镜片设置于所述通道内。

可选的，所述密封镜片在朝向端盖的外侧有加热膜。

可选的，所述密封壳体与所述气室之间设置有密封件。

可选的，所述角锥组件包括锥壳、角锥棱镜和锥盖；所述锥壳中部设置有通光通孔，所述通光通孔远离所述气室的一侧设置有容纳槽，所述角锥棱镜设置于所述容纳槽内，所述锥盖设置于所述角锥棱镜上。

可选的，所述角锥棱镜朝向所述气室的一侧为平面，所述角锥棱镜远离所述气室的一侧为三角锥。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型中的光电式汽化过氧化氢传感器，较好地平衡了寿命、实时性、检测精度、成本、体积的关系，既具有寿命长、实时性好、成本低、体积小等特点，检测精度亦能满足应用需求。

附图说明

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新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型光电式汽化过氧化氢传感器的结构示意图；

图2为本实用新型光电式汽化过氧化氢传感器的主体结构示意图；

图3为本实用新型光电式汽化过氧化氢传感器的结构分解示意图；

图4为本实用新型光电式汽化过氧化氢传感器中分光件的结构示意图。

附图标记说明：1、端盖；2、光电组件；3、分光组件；4、第一密封组件；5、气室；6、外壳；7、角锥组件；

21、电路板；22、第二光电管；23、第一光电管；24、发光管；25、镜片；26、光电壳；

31、分光件；32、支撑件；33、挡板；34、分光片；35、反射镜；

41、密封镜片；42、密封件；43、密封壳体；

71、锥壳；72、角锥；73、锥盖。

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做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至4所示，本实施例提供一种光电式汽化过氧化氢传感器，包括依次连接的光电组件2、分光组件3、第一密封组件4、气室5、第一密封组件4和角锥组件7；所述第一密封组件4的中部透光；所述气室5用于流过待测气体；所述光电组件2用于发射和接收光信号并将光信号转化为电信号，所述分光组件3用于对光信号的分光处理，所述角锥组件7用于折返光信号。

于本具体实施例中，气室5为两端开口的桶装结构，在桶装结构的侧壁上设置有进气口和出气口，待测气体通过进气口进入气室5内部，通过出气口排出。

所述光电组件2包括一个发光管24和两个光电管，所述发光管24用于发射光信号，所述两个光电管用于接收光信号。所述光电组件2朝向所述分光组件3的一端还设置有三个镜片25，所述三个镜片25中，发光管24对应的镜片25为准直透镜，光电管对应的为会聚透镜。发光管24可以采用LED或激光二极管，本实施例中，采用的是中心波长280nm的LED，三个镜片25为三个凸透镜或非球面透镜。

所述分光组件3包括分光件31和支撑件32；所述分光件31上设置有两个通光通道，两个通光通道一个对应发光管24，一个对应光电管，所述通光通道上设置有镜片槽，所述镜片槽用于盛放分光片34和反射镜35，分光片34与光电式汽化过氧化氢传感器的轴线方向呈45°夹角；所述支撑件32上设置有一个通光通道，所述通光通道与所述发光管24相对应；所述分光件31与所述支撑件32相连接。所述分光组件3还包括挡板33，所述挡板33上设置有两个通光孔，所述通光孔分别对应一个发光管24和一个光电管。

所述第一密封组件4包括密封壳体43和密封镜片41；所述密封壳体43的中部设置有通道，所述密封镜片41设置于所述通道内。所述密封镜片41在朝向端盖1的外侧有加热膜，加热膜防止待测气体冷凝影响检测效果。所述密封壳体43与所述气室5之间设置有密封件42。

所述角锥组件7包括锥壳71、角锥棱镜72和锥盖73；所述锥壳71中部设置有通光通孔，所述通光通孔远离所述气室5的一侧设置有容纳槽，所述角锥棱镜72设置于所述容纳槽内，所述锥盖73设置于所述角锥棱镜72上。所述角锥棱镜72平面侧朝向所述气室5。

发光管24发射的光线经过准直透镜准直为近似平行光，经过分光片34分成两路，其中一路经过反射镜35反射后经过会聚透镜被第一光电管23接收检测，作为参考光强；另一路经过气室5后，由角锥棱镜72平行折返，折返后再次经过气室5，经过会聚透镜被第二光电管22接收检测，作为透射强光。

电路板21与控制器电连接，通过控制器控制发光管24以一定频率的波形调制发光，可以为正弦波或方波；将第一光电管23和第二光电管22接收到的光信号转换为电信号，并经过信号处理转换为数字量；根据参考光强数字量、透射光强数字量与汽化过氧化氢浓度的关系标准曲线运算得到汽化过氧化氢浓度。

本实用新型中的光电式汽化过氧化氢传感器，利用汽化过氧化氢在230nm～350nm范围内的光线有较强吸收而其他可预估气体组分在该波长无吸收的特点，以中心波长为280nm的LED灯为光源，采用前分光方法，同时光学窗口片设计加热膜片防止冷凝，控制器采用模拟锁相放大器提高小信号变化的分辨率。采用折返光路，在较小体积内增大光线经过被测气体的长度。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种光电式汽化过氧化氢传感器，其特征在于，包括依次连接的光电组件、分光组件、第一密封组件、气室、第一密封组件和角锥组件；所述第一密封组件的中部透光；所述气室用于盛放实验气体；所述光电组件用于发射和接收光信号并将光信号转化为数字量，所述分光组件用于对光信号的分光处理，所述角锥组件用于折返光信号。

2.根据权利要求1所述的光电式汽化过氧化氢传感器，其特征在于，所述光电组件包括一个发光管和两个光电管，所述发光管用于发射光信号，所述两个光电管用于接收光信号。

3.根据权利要求2所述的光电式汽化过氧化氢传感器，其特征在于，所述光电组件朝向所述分光组件的一端还设置有三个镜片，所述三个镜片的位置分别对应所述发光管和所述光电管的位置。

4.根据权利要求2所述的光电式汽化过氧化氢传感器，其特征在于，所述分光组件包括分光件和支撑件；所述分光件上设置有两个通光通道，每个所述通光通道分别对应一个所述光电管，所述通光通道上设置有分光槽，所述分光槽用于盛放分光片或反射镜；所述支撑件上设置有一个通光通道，所述通光通道与所述发光管相对应；所述分光件与所述支撑件相连接。

5.根据权利要求4所述的光电式汽化过氧化氢传感器，其特征在于，所述分光组件还包括挡板，所述挡板上设置有两个通光孔，所述通光孔分别对应一个发光管和一个光电管。

6.根据权利要求1所述的光电式汽化过氧化氢传感器，其特征在于，所述第一密封组件包括密封壳体和密封镜片；所述密封壳体的中部设置有通道，所述密封镜片设置于所述通道内。

7.根据权利要求6所述的光电式汽化过氧化氢传感器，其特征在于，所述密封镜片在朝向端盖的外侧有加热膜。

8.根据权利要求6所述的光电式汽化过氧化氢传感器，其特征在于，所述密封壳体与所述气室之间设置有密封件。

9.根据权利要求1所述的光电式汽化过氧化氢传感器，其特征在于，所述角锥组件包括锥壳、角锥棱镜和锥盖；所述锥壳中部设置有通光通孔，所述通光通孔远离所述气室的一侧设置有容纳槽，所述角锥棱镜设置于所述容纳槽内，所述锥盖设置于所述角锥棱镜上。

10.根据权利要求9所述的光电式汽化过氧化氢传感器，其特征在于，所述角锥棱镜朝向所述气室的一侧为平面，所述角锥棱镜远离所述气室的一侧为三角锥。