專利名稱：海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及海洋測量儀器，特別是涉及一種測量海水混濁度的光學儀器。
背景技術：
海水的濁度是海洋環(huán)境監(jiān)測的重要參數。海水中存在著泥沙、懸浮物等，使得海水呈現(xiàn)混濁的不透明狀態(tài)，濁度測量就是測量海水的混濁程度。
目前，對海水濁度的監(jiān)測主要采用現(xiàn)場采樣測量方法，根據國際ISO 7027濁度測量標準而設計的，通過測量海水樣品光散射狀況確定海水濁度值。當一束入射光射進海水中時，由于海水懸浮物的存在，致使海水中出現(xiàn)光學散射現(xiàn)象，依據海水散射光的強度大小來確定濁度值，這就是濁度測量的原理。傳統(tǒng)的采樣測量分析方法存在著所采樣品代表性差、樣品在采集過程中容易發(fā)生沉淀以及光學鏡頭易受到生物附著和污染等影響測量結果的諸多弊端。
因此，現(xiàn)有的海水濁度測量傳感器不能實現(xiàn)海上現(xiàn)場的長期定點在線測量。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有海水濁度測量傳感器存在的問題，本實用新型推出了用于海水現(xiàn)場測量的新型濁度傳感器，其目的是在傳感器殼體外安裝由內部電機帶動的機械刷，清除傳感器光學鏡頭上的生物附著和污染物，解決海水濁度的現(xiàn)場長期在線測量問題。
本實用新型所涉及的海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器外殼呈圓柱形，圓柱殼體內安裝光學測量系統(tǒng)和清潔系統(tǒng)，光學測量系統(tǒng)和清潔系統(tǒng)的控制電路通過圓柱殼體后端設置的水密接插件和連接電纜與水上裝置的微電腦連接。
光學測量系統(tǒng)包括光發(fā)射器(LED)、光電接收器、透鏡、濾光片和窗口玻璃。窗口玻璃安裝在傳感器密封殼體前端，形成兩個透明窗口。光發(fā)射器對應一個透明窗口的窗口玻璃，光電接收器對應另一個透明窗口的窗口玻璃。透鏡、濾光片置于光電接收器與其相應的窗口玻璃之間。
清潔系統(tǒng)包括電機、電機軸、機械刷、光電耦合器、指示桿。光電耦合器、電機分別與控制電路聯(lián)接。電機軸的一端從傳感器前端的密封殼體穿出，與機械刷固定連接。機械刷置于傳感器前端的密封殼體外側，在隨電機旋轉的電機軸帶動下轉動，并掃刷安裝在傳感器密封殼體前端的兩個窗口玻璃。指示桿固定在電機軸上，指示桿和機械刷在電機軸帶動下同步轉動。
海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器通過電纜放于水中，由微電機程序控制進行濁度測量。
儀器開始工作時，電機先帶動機械刷轉動兩圈，以清潔窗口玻璃上的污跡，為開始測量做準備。然后機械刷在程序的控制下停在不遮擋窗口玻璃的位置上。機械刷停處的位置由指示桿與光電耦合器的互聯(lián)確定。機械刷完成清潔窗口玻璃上的污跡后，程序控制光發(fā)射器立即發(fā)出脈沖光，光線通過光發(fā)射器窗口玻璃進入海水中。由于海水中懸浮物的存在，產生散射光，一部分散射光經過光電接收器的窗口玻璃，穿過透鏡和濾光片，到達光電接收器。光電接收器將光信號轉換成電壓值輸出，此電壓值反映了懸浮物的散射光強度，由此分析得出海水的混濁度。同時，使用標準溶液對輸出信號進行定標，繪制定標曲線，得出測量結果。
本實用新型實現(xiàn)了海水濁度的現(xiàn)場在線測量，可單獨使用，也可用于海水水質測量方面的集成儀器上。


圖1為傳感器前端正面外觀圖。
圖2為傳感器內部結構示意圖。
圖中符號說明1、光發(fā)射器窗口玻璃， 2、光電接收器窗口玻璃，3、電機軸， 4、機械刷，5、光電耦合器， 6、外殼，7、光發(fā)射器， 8、透鏡，9、濾光片， 10、光電接收器，11、電機，12、指示桿，13、水密接插件。
具體實施方式
現(xiàn)結合附圖對本實用新型的具體實施方式
予以說明。
如圖所示，海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器的光學測量系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)設置在圓柱殼體內。
光學測量系統(tǒng)的光發(fā)射器(7)、透鏡(8)、濾光片(9)、光電接收器(10)、窗口玻璃(1、2)的中心設置在同一剖面上，透鏡(8)、濾光片(9)和光電接收器(10)平行安裝。透鏡(8)、光電接收器(10)的光軸與光發(fā)射器(7)的光軸成90度交角。窗口玻璃安裝在傳感器密封殼體前端，形成兩個透明窗口。光發(fā)射器(7)對應一個透明窗口的窗口玻璃(1)，光電接收器(10)對應另一個透明窗口的窗口玻璃(2)。透鏡(8)、濾光片(9)置于光電接收器(10)與其相應的窗口玻璃(2)之間。
清潔系統(tǒng)的電機(11)、電機軸(3)、光電耦合器(5)的中心設置在同一剖面上，電機軸(3)與電機(11)的轉子連接在一起。電機軸(3)的一端從傳感器前端的密封殼體穿出，與機械刷(4)固定連接。機械刷(4)置于傳感器前端的密封殼體外側，指示桿(12)固定在電機軸(3)上，指示桿(12)與機械刷(4)在電機軸(3)的兩側。
權利要求1.一種海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器，外殼呈圓柱形，其特征在于，圓柱殼體內安裝光學測量系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)，光學測量系統(tǒng)和清潔系統(tǒng)的控制電路與圓柱殼體后端設置的水密接插件(14)連接；光學測量系統(tǒng)包括光發(fā)射器(7)、光電接收器(10)、透鏡(8)、濾光片(9)和窗口玻璃(1、2)；清潔系統(tǒng)包括電機(11)、電機軸(3)、機械刷(4)、光電耦合器(5)、指示桿(12)。
2.根據權利要求1所述的海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器，其特征在于，光學測量系統(tǒng)的光發(fā)射器(7)、透鏡(8)、濾光片(9)、光電接收器(10)、窗口玻璃(1、2)的中心設置在同一剖面上，透鏡(8)、濾光片(9)和光電接收器(10)平行安裝。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器，其特征在于，透鏡(8)、光電接收器(10)的光軸與光發(fā)射器(7)的光軸成90度交角。
4.根據權利要求1或權利要求2所述的海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器，其特征在于，光學測量系統(tǒng)的窗口玻璃(1、2)安裝在傳感器密封殼體前端，形成兩個透明窗口，光發(fā)射器(7)對應一個透明窗口的窗口玻璃(1)，光電接收器(10)對應另一個透明窗口的窗口玻璃(2)；透鏡(8)、濾光片(9)置于光電接收器(10)與其相應的窗口玻璃(2)之間。
5.根據權利要求1所述的海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器，其特征在于，清潔系統(tǒng)的電機軸(3)的一端從傳感器前端的密封殼體穿出，機械刷(4)置于傳感器前端的密封殼體外側并固定連接在電機軸上；指示桿固定在電機軸上，指示桿和機械刷在電機軸帶動下同時轉動。
6.根據權利要求1所述的海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器，其特征在于，清潔系統(tǒng)的的電機(11)、電機軸(3)、光電耦合器(5)的中心設置在同一剖面上，電機軸(3)與電機(11)的轉子連接在一起。
專利摘要一種海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器，圓柱殼體內安裝光學測量系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)，光學測量系統(tǒng)和清潔系統(tǒng)的控制電路與圓柱殼體后端設置的水密接插件連接。光學測量系統(tǒng)包括光發(fā)射器、光電接收器、透鏡、濾光片和窗口玻璃。清潔系統(tǒng)包括電機、電機軸、機械刷、光電耦合器、指示桿。電機軸的一端從傳感器前端的密封殼體穿出，機械刷置于傳感器前端的密封殼體外側并固定連接在電機軸上。在電機軸帶動下轉動的機械刷，清潔安裝在傳感器密封殼體前端的兩個窗口玻璃。海水現(xiàn)場監(jiān)測濁度傳感器通過電纜放于水中，由微電機程序控制進行濁度測量，可以實現(xiàn)海上現(xiàn)場的長期定點在線測量。
文檔編號G01N21/47GK2694263SQ20042002894
公開日2005年4月20日 申請日期2004年5月10日 優(yōu)先權日2004年5月10日
發(fā)明者任永琴, 王世忠 申請人:國家海洋技術中心