專利名稱：水下光學溶解氧傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于傳感器技術領域，涉及一種監測裝置，具體為一種光學溶解氧傳感器。
背景技術：
溶解氧是指溶解于水中分子狀態的氧，是水生生物生存不可缺少的條件。天然水中溶解氧近于飽和值(9ppm)，藻類繁殖旺盛時，溶解氧含量下降。水體受有機物及還原性物質污染可使溶解氧降低，對于水產養殖業來說，水體溶解氧對水中生物如魚類的生存有著至關重要的影響，當溶解氧低于-g/L時，就會引起魚類窒息死亡，對于人類來說，健康的飲用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。當溶解氧消耗速率大于氧氣向水體中溶入的速率時，溶解氧的含量可趨近于0，此時厭氧菌得以繁殖，使水體惡化，所以溶解氧大小能夠反映出水體受到的污染，特別是有機物污染的程度，它是水體污染程度的重要指標，也是衡量水質的綜合指標。因此，水體溶解氧含量的測量，對于環境監測以及水產養殖業的發展都具有重要意義。近年來出現的基于熒光淬滅技術和光纖技術的光纖氧測量裝置可用于現場檢測水中的溶解氧，但此類裝置需要價格昂貴的石英光纖進行光傳輸，且光纖易折，攜帶不便。 另有其它的溶解氧測量裝置將水上控制裝置、電纜和傳感器探頭集成為一體，雖然傳感器探頭可以脫機獨立工作，但需要回收后與PC機連接才可獲取測量數據，數據獲取仍需人工操作，無法實現實時在線監測。
實用新型內容(一 )要解決的技術問題本實用新型要解決的技術問題是如何有效地解決傳感器實時在線監測問題，并有效防止外界光的干擾。( 二 )技術方案為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種水下光學溶解氧傳感器，包括四芯電纜、螺旋壓鉚、接線盒外殼、氧傳感膜、矩形電路板、圓形電路板、光電探測器、LED、透鏡和濾光片；其中，所述矩形電路板通過螺旋壓鉚與四芯電纜連接；氧傳感膜、矩形電路板、圓形電路板、光電探測器、LED、透鏡和濾光片均設置在接線盒外殼內；矩形電路板和圓形電路板垂直連接，光電探測器、LED與圓形電路板連接，光電探測器和LED位于氧傳感膜上方；透鏡設置于光電探測器與濾光片之間。所述水下光學溶解氧傳感器還包括內柵格防護罩和外柵格防護罩，內柵格防護罩的側面上設有第一方形開孔，內柵格防護罩底部上設有第一進出水孔；外柵格防護罩的側面上設有第二方形開孔，外柵格防護罩的底部上設有第二進出水孔。所述第一方形開孔及第二方形開孔相互交錯，第一進出水孔所在圓周的直徑小于第二進出水孔所在圓周的直徑，且內柵格防護罩的高度小于外柵格防護罩的高度。所述水下光學溶解氧傳感器還包括接線盒底座、壓蓋和玻璃載片；所述氧傳感膜敷在玻璃載片上，玻璃載片通過壓蓋以及壓蓋密封圈與接線盒底座連接，所述接線盒外殼與接線盒底座連接。所述矩形電路板上設有信號調理電路和微處理器，圓形電路板上設有LED驅動電路。所述螺旋壓鉚和接線盒外殼之間設有電纜線密封圈。接線盒外殼和接線盒底座之間設有接線盒密封圈。接線盒底座和內柵格防護罩之間設有內柵格防護罩密封圈，接線盒底座和外柵格防護罩之間設有外柵格防護罩密封圈。(三)有益效果與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于本實用新型通過內、外柵格防護罩的結構設計可有效減少外界光的干擾，可實現對水質溶解氧的實時在線監測，從而可實現對水質溶解氧的長期定點、無人值守地測量。
圖1是本實用新型實施例的水下光學溶解氧傳感器的外部結構示意圖；圖2是圖1所示的水下光學溶解氧傳感器的分解示意圖；圖3是圖1所示的水下光學溶解氧傳感器的剖視圖。附圖標記列表1、四芯電纜3、接線盒外殼5、外柵格防護罩7、內柵格防護罩9、電纜線密封圈11、內柵格防護罩密封圈13、外柵格防護罩底部15、內柵格防護罩底部17、壓蓋19、矩形電路板21、溫度探頭23、LED25、濾光片27、玻璃載片
具體實施方式
本實用新型提出的水下光學溶解氧傳感器，結合附圖和實施例詳細說明如下。如圖1-3所示，本實用新型水下光學溶解氧傳感器包括四芯電纜1、螺旋壓鉚2、接線盒外殼3、接線盒底座4和敷有氧傳感膜18的玻璃載片27，玻璃載片27通過壓蓋17和
2、螺旋壓鉚 4、接線盒底座 6、第二方形開孔 8、第一方形開孔 10、接線盒密封圈 12、外柵格防護罩密封圈 14、第二進出水孔 16、第一進出水孔 18、氧傳感膜 20、圓形電路板 22、光電探測器對、透鏡沈、壓蓋密封圈接線盒底座4連接，接線盒外殼3和接線盒底座4相連接。接線盒外殼3內設有矩形電路板19和圓形電路板20，矩形電路板19上設有信號調理電路和微處理器，圓形電路板20上設有LED驅動電路。矩形電路板19和圓形電路板20垂直連接，矩形電路板19通過螺旋壓鉚2與四芯電纜1和水上裝置連接。所述信號調理電路和微處理器用于對光電探測器22 和溫度探頭21的輸出信號做濾波、放大處理，并進行相應的溫度補償。本實用新型所涉及的水下光學溶解氧傳感器還包括內柵格防護罩7和外柵格防護罩5，內柵格防護罩7的側面上設有第一方形開孔8，內柵格防護罩底部15上設有第一進出水孔16 ；外柵格防護罩5的側面上設有第二方形開孔6，外柵格防護罩底部13上設有第二進出水孔14。傳感器各部分連接為一體結構后，內、外柵格防護罩7，5的側面上所設的方形開孔8，6呈交錯狀，內柵格防護罩7的底部15所設的第一進出水孔16所在圓周的直徑小于外柵格防護罩5的底部13所設的第二進出水孔14所在圓周的直徑，且內柵格防護罩 7的高度小于外柵格防護罩5的高度，內、外柵格防護罩7，5用于排除外界光源的干擾。螺旋壓鉚2和接線盒外殼3之間設有電纜線密封圈9，接線盒外殼3和接線盒底座 4之間設有接線盒密封圈10，接線盒底座4和內柵格防護罩7之間設有內柵格防護罩密封圈11，接線盒底座4和外柵格防護罩5之間設有外柵格防護罩密封圈12。LED 23為藍色發光二極管，光電探測器22和濾光片25(為紅光濾光片)之間還設置有透鏡M。其中光電探測器22分別與兩個LED 23和圓形電路板20連接，光電探測器 22垂直安裝在圓形電路板20的下方，圓形電路板20的下方還連接有溫度探頭21。本實用新型的水下光學溶解氧傳感器的工作過程如下LED 23發出的藍光照射到氧傳感膜18上激發出紅色熒光，紅色熒光經紅光的濾波片25和透鏡M后被光電探測器22接收。光電探測器22將光信號轉換成電信號，經信號調理后進入微處理器，微處理器完成對信號的處理，并將處理后的溶解氧數據通過四芯電纜1傳輸到水上裝置。以上實施方式僅用于說明本實用新型，而并非對本實用新型的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本實用新型的范疇，本實用新型的專利保護范圍應由權利要求限定。
權利要求1.一種水下光學溶解氧傳感器，其特征在于，包括四芯電纜(1)、螺旋壓鉚O)、接線盒外殼(3)、氧傳感膜(18)、矩形電路板(19)、圓形電路板(20)、光電探測器02)、LED(23)、 透鏡(24)和濾光片(25)；其中，所述矩形電路板(19)通過螺旋壓鉚(2)與四芯電纜⑴連接；氧傳感膜(18)、矩形電路板(19)、圓形電路板(20)、光電探測器(22) ,LED(23)、透鏡(24)和濾光片(25)均設置在接線盒外殼⑶內；矩形電路板(19)和圓形電路板00)垂直連接，光電探測器02)、 LED (23)與圓形電路板OO)連接，光電探測器02)和LED (23)位于氧傳感膜(18)上方； 透鏡04)設置于光電探測器02)與濾光片05)之間。
2.根據權利要求1所述的水下光學溶解氧傳感器，其特征在于，所述水下光學溶解氧傳感器還包括內柵格防護罩(7)和外柵格防護罩(5)，內柵格防護罩(7)的側面上設有第一方形開孔(8)，內柵格防護罩底部(15)上設有第一進出水孔(16)；外柵格防護罩(5)的側面上設有第二方形開孔(6)，外柵格防護罩(5)的底部(13)上設有第二進出水孔(14)。
3.根據權利要求2所述的水下光學溶解氧傳感器，其特征在于，所述第一方形開孔(8) 及第二方形開孔(6)相互交錯，第一進出水孔(16)所在圓周的直徑小于第二進出水孔(14) 所在圓周的直徑，且內柵格防護罩(7)的高度小于外柵格防護罩(5)的高度。
4.根據權利要求2所述的水下光學溶解氧傳感器，其特征在于，所述水下光學溶解氧傳感器還包括接線盒底座、壓蓋(17)和玻璃載片(XT)；所述氧傳感膜(1 敷在玻璃載片(27)上，玻璃載片(XT)通過壓蓋(17)以及壓蓋密封圈06)與接線盒底座(4)連接，所述接線盒外殼(3)與接線盒底座(4)連接。
5.根據權利要求1所述的水下光學溶解氧傳感器，其特征在于，所述矩形電路板(19) 上設有信號調理電路和微處理器，圓形電路板OO)上設有LED驅動電路。
6.根據權利要求1所述的水下光學溶解氧傳感器，其特征在于，所述螺旋壓鉚( 和接線盒外殼⑶之間設有電纜線密封圈(9)。
7.根據權利要求4所述的水下光學溶解氧傳感器，其特征在于，接線盒外殼(3)和接線盒底座(4)之間設有接線盒密封圈(10)。
8.根據權利要求2或4所述的水下光學溶解氧傳感器，其特征在于，接線盒底座(4) 和內柵格防護罩(7)之間設有內柵格防護罩密封圈(11)，接線盒底座(4)和外柵格防護罩 (5)之間設有外柵格防護罩密封圈(12)。
專利摘要本實用新型屬于傳感器技術領域，公開了一種水下光學溶解氧傳感器，包括四芯電纜(1)、螺旋壓鉚(2)、接線盒外殼(3)、氧傳感膜(18)、矩形電路板(19)、圓形電路板(20)、光電探測器(22)、LED(23)、透鏡(24)和濾光片(25)；所述水下光學溶解氧傳感器還包括內、外兩個柵格防護罩(7，5)，內、外柵格防護罩(7，5)的側面均設有方形開孔(8，6)，內、外柵格防護罩(7，5)的底部均設有進出水孔(16，14)。與現有技術相比，本實用新型可有效減少外界光的干擾，可實現對水質溶解氧的長期定點、無人值守地測量。
文檔編號G01N21/64GK202110139SQ20112018142
公開日2012年1月11日 申請日期2011年5月31日 優先權日2011年5月31日
發明者丁啟勝, 位耀光, 劉雙印, 臺海江, 李道亮 申請人:中國農業大學