CN220603281U - 一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，属于水分检测设备技术领域，本实用新型公开的一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，包括：光源座、卤素灯、凹反镜座、灯架、双凸透镜和柱状凹反射镜；通过双凸透镜和柱状凹反镜来同时反射和聚焦卤素灯的光线，以此增加近红外光的亮度，同时柱状形的凹反镜设置，便于加工，装配精度要求低，且减轻凹反镜的装调环节，以及通过卤素灯与弧形柱状凹面紧贴，实现提高卤素灯向后且通过凹反镜反射光线的百分量，进一步地提高近红外光的亮度，从而提高近红外水分仪的测量信号，有利于对颜色较深或发黑的被测物进行水分测量，以及有利于近红外线水分仪提高测量准确性和扩展应用范围。

Description

一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构

技术领域

本实用新型涉及水分检测设备技术领域，尤其涉及一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构。

背景技术

近红外水分仪是指利用水分对不同波长的近红外光吸收比例不同而设计的一种能够快速测量水分的仪器，从使用的场合来看，主要应用于包装纸、烟草、木纤维、化工粉末、冶金烧结等的水分测量；

在实际的使用中，当被测物颜色发黑时，或反射率极低时，近红外水分仪常常因为测量信号弱，造成测量不准确甚至无法测量的后果，因此为了提高测量信号，增强近红外水分仪发射的近红外光亮度成为能够有效解决的方法；而国内近红外水分仪大多采用凸透镜用于卤素灯聚焦近红外光，这样机构简单、成本低，但红外光亮度差；进口NDC的近红外水分仪采用非对称轴的球心凹反镜，红外光亮度高，但这种镜片尺寸大，导致安装时需要准确调校，且凹反镜与卤素灯之间位置距离远，导致反射卤素灯光线范围在30％左右；

在工业应用中，为了能够在更多测量黑颜色物料场景下使用近红外水分仪和突破国外专利限制，为此，我们提出一种增加近红外线水分仪发射近红外光亮度的结构。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构；

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，包括：光源座、卤素灯、凹反镜座和灯架，所述光源座内部开设有内孔，且所述光源座侧面开设有出光口，而所述内孔一侧与出光口相连通，另一侧为开口端，该开口端用以安装凹反镜座，所述凹反镜座内侧开设有凹槽，还包括：双凸透镜和柱状凹反射镜，所述双凸透镜粘接在光源座的出光口内侧，且所述柱状凹反射镜粘接在凹反镜座的凹槽内。

本实用新型优选地技术方案在于，位于所述双凸透镜内侧，且在所述光源座内孔侧壁粘连有反射环。

本实用新型优选地技术方案在于，所述柱状凹反射镜表面镀有金膜，所述金膜用以提高柱状凹反射镜的反射率。

本实用新型优选地技术方案在于，所述光源座侧面与灯架之间设置有固定块，且所述固定块侧面开设有滑槽，而与所述固定块相对面，且在所述灯架侧面固连有滑块。

本实用新型优选地技术方案在于，所述滑块设置为滑动燕尾榫，而与所述滑块相对应的滑槽设置为燕尾槽。

本实用新型优选地技术方案在于，所述固定块侧面开设有一号孔，且所述一号孔贯穿固定块延伸至滑槽内，而所述一号孔内转动连接有顶丝。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型提供的一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，通过设置双凸透镜和柱状凹反射镜，双凸透镜和柱状凹反射镜来同时反射和聚焦卤素灯的光线，以此增加近红外光的亮度，同时柱状形的凹反镜设置，便于加工，装配精度要求低，且减轻凹反镜的装调环节，以及通过卤素灯与弧形柱状凹面紧贴，实现提高卤素灯向后且通过凹反镜反射光线的百分量，进一步地提高近红外光的亮度，从而提高近红外水分仪的测量信号，以及提高近红外线水分仪测量的准确性。

2、本实用新型提供的一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，通过设置固定块、滑槽和滑块，通过调节滑块在滑槽内的位置，使滑块通过灯架调节卤素灯在内孔内的位置，以此使卤素灯的灯丝，与内孔的圆心和双凸透镜圆心处同一直线的位置，相比于现有手动调节，内孔空间小，卤素灯灯管不易受压，且手心汗可能使卤素灯的灯管受冷破裂，本实用新型通过灯架从外部调节卤素灯位置，不仅操作简单，而且有利于提高卤素灯的使用寿命，以此保证近红外线的正常照射。

3、本实用新型提供的一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，通过设置反射环和金膜，通过金膜在1-10um时的反射率可达99％，以此提高柱状凹反射镜反射卤素灯光线的效果，从而提高近红外线的亮度；同时通过反射环，来反射原有射向死角位置的光线到柱状凹反射镜上，以此使卤素灯光线投射到反射环的光线反射回柱状凹反射镜，然后再通过双凸透镜聚焦从出光口投射出，进一步地增强近红外线的亮度。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中提供的近红外线水分仪爆炸图；

图2是本实用新型具体实施方式中提供的近红外线水分仪整体示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中提供的近红外线水分仪内部相关结构剖面图；

图4是本实用新型具体实施方式中提供的光源座相关结构剖面图；

图5是本实用新型具体实施方式中提供的金膜对光的反射率曲线图；

图6为只安装双凸透镜在照度计上测得光亮度数据图；

图7为同时安装凹反镜、双透镜和反射环在照度计上测得光亮度数据图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、光源座；11、卤素灯；12、凹反镜座；13、灯架；14、内孔；15、出光口；16、凹槽；2、双凸透镜；3、柱状凹反射镜；4、反射环；5、金膜；6、固定块；61、滑槽；62、滑块；7、一号孔。

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实用新型的技术方案。

一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，包括：光源座1、卤素灯11、凹反镜座12和灯架13，光源座1内部开设有内孔14，且光源座1侧面开设有出光口15，而内孔14一侧与出光口15相连通，另一侧为开口端，该开口端用以安装凹反镜座12，凹反镜座12内侧开设有凹槽16，还包括：双凸透镜2和柱状凹反射镜3，双凸透镜2粘接在光源座1的出光口15内侧，且柱状凹反射镜3粘接在凹反镜座12的凹槽16内。

如图1-4所示，出光口15和内孔14的开口端位于光源座1水平方向，而在竖直方向上，光源座1侧面开设有灯槽口，卤素灯11通过灯槽口深入内孔14内，且通过灯架13安装在光源座1侧面；

其中，在研发的过程中，初始设计采用球心凹反射镜来反射卤素灯11的光线，但由于球心凹反射镜的形状，若凹反射镜的弧度大，则卤素灯11无法紧贴凹反射镜的镜面，不能实现理想反射焦距，若采用弧度小的大尺寸凹反镜，为了保证球心凹反镜聚焦的灯丝投影和双凸透镜2聚焦的灯丝投影基本重合，在装配过程中，这种大尺寸凹反镜的安装角度需要上下左右旋转来对准反射角度，给工人装配造成困难；

为此我们选择了柱状凹反射镜3，柱状凹反射镜3靠近内孔14的一面设置为弧形凹面形状，将卤素灯11安装在弧形凹面处，以此使卤素灯11紧贴柱状凹反射镜3的镜面，以此使卤素灯11向后发射的光线能够更多的反射向双凸透镜2，而柱状凹反射镜3靠近凹反镜座12的一面设置为平面形状，柱状凹反射镜3尺寸小，且可以直接粘接与凹反镜座12，减少旋转调节凹反镜的角度，甚至在保障凹反镜座12加工精度的情况下，减少凹反镜装调环节，以此通过简单装调就能保证柱状凹反射镜3聚焦的灯丝投影和双凸透镜2聚焦的灯丝投影基本重合，同时柱状凹反射镜3还便于加工，装配精度要求低等优点；

安装时，首先将双凸透镜2粘接在光源座1的出光口15位置，然后将柱状凹反射镜3粘接在凹反镜座12的凹槽16内，且通过四个M2.5螺丝将装有柱状凹反射镜3的凹反镜座12固定在光源座1的开口端，接着通过两个M3螺丝将卤素灯11固定在灯架13上，最后将卤素灯11通过灯槽口伸入内孔14内，且调节卤素灯11在内孔14内的位置，待卤素灯11的灯丝位置，与光源座1内孔14的圆心和双凸透镜2圆心成一条直线时，通过两个M3螺丝将灯架13固定在光源座1侧面，以此完成设备的组装；

工作时，卤素灯11通电且向周围散发出光线，卤素灯11正面的光线直射向双凸透镜2，然后通过双凸透镜2聚焦从出光口15投射出；而卤素灯11背面光线被柱状凹反射镜3反射，且经反射后的光线移向双凸透镜2，最终再通过双凸透镜2聚焦从出光口15投射出；因此通过柱状反射镜和双凸透镜2相互配合，对卤素灯11的光线起到反射和聚焦的效果，以此增加近红外光的亮度。

相比较现有的近红外线水分仪，本实用新型通过双凸透镜2和柱状凹反射镜3来同时反射和聚焦卤素灯11的光线，以此增加近红外光的亮度，同时柱状形的凹反镜设置，减轻凹反镜的装调环节，以及通过卤素灯11与弧形柱状凹面紧贴，实现提高卤素灯11向后且通过凹反镜反射光线的百分量，进一步地提高近红外光的亮度，从而提高近红外水分仪的测量信号，以及提高近红外线水分仪测量的准确性。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，如图1所示和如图3所示，位于双凸透镜2内侧，且在光源座1内孔14侧壁粘连有反射环4；在光源座1内，内孔14靠近双凸透镜2的一侧侧壁为反射光线死角位置，因此在该处粘连反射环4，来反射原有射向死角位置的光线到柱状凹反射镜3上，以此使卤素灯11光线投射到反射环4的光线反射回柱状凹反射镜3，然后再通过双凸透镜2聚焦从出光口15投射出，进一步地增强近红外线的亮度。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，如图1所示和如图5所示，柱状凹反射镜3表面镀有金膜5，金膜5用以提高柱状凹反射镜3的反射率；金膜5镀在柱状凹反射镜3的弧形柱状凹面，且经测量，金膜5在1-10um时的反射率可达99％，以此提高柱状凹反射镜3反射卤素灯11光线的效果，从而提高近红外线的亮度。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，如图1-2所示，光源座1侧面与灯架13之间设置有固定块6，且固定块6侧面开设有滑槽61，而与固定块6相对面，且在灯架13侧面固连有滑块62；

当卤素灯11安装在内孔14内时，需要使卤素灯11的灯丝，与内孔14的圆心和双凸透镜2圆心处同一直线的位置，因此通过调节滑块62在滑槽61内的位置，使滑块62通过灯架13调节卤素灯11在内孔14内的位置，相比于现有手动调节，内孔14空间小，卤素灯11灯管不易受压，且手心汗可能使卤素灯11的灯管受冷破裂，本实用新型通过灯架13从外部调节卤素灯11位置，不仅操作简单，而且有利于提高卤素灯11的使用寿命，同时安装时，使用两个M3螺丝将固定块6固定在光源座1侧面，且将滑块62伸入滑槽61内，以此使灯架13与固定块6相连接。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，如图1-2所示，滑块62设置为滑动燕尾榫，而与滑块62相对应的滑槽61设置为燕尾槽；滑动燕尾榫和燕尾槽的设置不仅可以节约材料，而且抗拉强度效果好，拼装简单，加工方便。

作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，如图1-2所示，固定块6侧面开设有一号孔7，且一号孔7贯穿固定块6延伸至滑槽61内，而一号孔7内转动连接有顶丝；待确定卤素灯11在内孔14内的位置后，通过旋转顶丝，使顶丝的末端伸出一号孔7，且与滑块62表面相接触，以此通过顶丝抵着滑块62表面，限制滑块62在滑槽61内移动，使灯架13与固定块6之间固定牢固，从而提高卤素灯11在内孔14内固定的稳定性。

其中，为体现柱状凹反射镜3和反射环4的效果，以单独使用双凸透镜2为对照，而以柱状凹反射镜3和反射环4为实验，以下分别是对照和实验测量出的光亮度数据，图6为只安装双凸透镜2在照度计上测得光亮度数据图，光源座1内仅安装双凸透镜2，近红外水分仪在照度计上测得的照度(Lux)数据；而图7为同时安装柱状凹反射镜3、双凸透镜2和反射环4在照度计上测得光亮度数据图，光源座1内安装有柱状凹反射镜3、双凸透镜2和反射环4，近红外水分仪在照度计上测得的照度(Lux)数据；竖向坐标为照度(Lux),横向坐标为时间(S)；

通过对数据进行分析，仅依靠双凸透镜2得到的最高照度为175.5Lux，而在反射环4的作用下，双凸透镜2配合柱状凹反射镜3得到的最高照度为264.0Lux，因此可以得出结论：实验的光亮度数据大于对照的光亮度数据，所以通过双凸透镜2和柱状凹反射镜3来同时反射和聚焦卤素灯11的光线，且配合着反射环4，可以增加近红外光的亮度，并且该方式增加近红外光的亮度比单独使用双凸透镜2的效果好。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，包括：光源座(1)、卤素灯(11)、凹反镜座(12)和灯架(13)，所述光源座(1)内部开设有内孔(14)，且所述光源座(1)侧面开设有出光口(15)，而所述内孔(14)一侧与出光口(15)相连通，另一侧为开口端，该开口端用以安装凹反镜座(12)，所述凹反镜座(12)内侧开设有凹槽(16)，其特征在于，还包括：双凸透镜(2)和柱状凹反射镜(3)，所述双凸透镜(2)粘接在光源座(1)的出光口(15)内侧，且所述柱状凹反射镜(3)粘接在凹反镜座(12)的凹槽(16)内。

2.根据权利要求1所述的增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，其特征在于：位于所述双凸透镜(2)内侧，且在所述光源座(1)内孔(14)侧壁粘连有反射环(4)。

3.根据权利要求1所述的增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，其特征在于：所述柱状凹反射镜(3)表面镀有金膜(5)，所述金膜(5)用以提高柱状凹反射镜(3)的反射率。

4.根据权利要求1所述的增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，其特征在于：所述光源座(1)侧面与灯架(13)之间设置有固定块(6)，且所述固定块(6)侧面开设有滑槽(61)，而与所述固定块(6)相对面，且在所述灯架(13)侧面固连有滑块(62)。

5.根据权利要求4所述的增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，其特征在于：所述滑块(62)设置为滑动燕尾榫，而与所述滑块(62)相对应的滑槽(61)设置为燕尾槽。

6.根据权利要求5所述的增加近红外线水分仪发射光亮度的结构，其特征在于：所述固定块(6)侧面开设有一号孔(7)，且所述一号孔(7)贯穿固定块(6)延伸至滑槽(61)内，而所述一号孔(7)内转动连接有顶丝。