專利名稱：?jiǎn)紊t外光源水分測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水分測(cè)量?jī)x，具體來(lái)說(shuō)是一種單色紅外光源水分測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)薄膜類物質(zhì)的生產(chǎn)廠家大都使用傳統(tǒng)的水分測(cè)量?jī)x， 這種測(cè)量?jī)x大都釆用鹵素?zé)糇龉庠?，然后通過濾光片得到測(cè)量水分用的紅 外光源，在具體使用中，鹵素?zé)舭l(fā)光時(shí)產(chǎn)生紅外線的效率很低，為了獲得 更高強(qiáng)度的紅外線就必須提高鹵素?zé)舻男?，這樣鹵素?zé)舭l(fā)光時(shí)產(chǎn)生大量 的熱量，必須釆用強(qiáng)制冷卻方式，才能保證儀器的正常工作，同時(shí)過高的 熱量使儀器帶來(lái)不穩(wěn)定的漂移，使得儀器的測(cè)量結(jié)果發(fā)生變化，影響儀器 測(cè)量的準(zhǔn)確性，為了克服上述缺點(diǎn)，需要增加很多復(fù)雜結(jié)構(gòu)來(lái)保證其正常 使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的中存在的不足之處，提供了 一種設(shè) 計(jì)合理，使用方便的單色紅外光源水分測(cè)量?jī)x，由于采用了不發(fā)熱的紅外 光源獲得紅外線，并且單色紅外光源采用脈沖電源供電，使得儀器的結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，提高了測(cè)量精度。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是測(cè)量?jī)x兩端分別裝有 發(fā)射頭和接收頭，測(cè)量時(shí)，被測(cè)薄膜介質(zhì)至于發(fā)射頭和接收頭之間，發(fā)射 頭內(nèi)部靠近被測(cè)介質(zhì)的一側(cè)，按距離被測(cè)介質(zhì)由遠(yuǎn)及近的順序分別裝有單 色紅外光源和準(zhǔn)直聚焦器，單色紅外光源通過數(shù)據(jù)線與裝在發(fā)射頭內(nèi)部的 脈沖電源相連，接收頭內(nèi)部靠近被測(cè)介質(zhì)的一側(cè)，裝有硫化鉛探測(cè)器，硫化 鉛探測(cè)器通過數(shù)據(jù)線與控制器相連，控制器的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)線與脈 沖電源的控制電路相連，所述的硫化鉛探測(cè)器內(nèi)部裝有信號(hào)放大器及恒溫 控制電路，準(zhǔn)直聚焦器是由金屬和光學(xué)透鏡構(gòu)成的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
由于本發(fā)明獨(dú)特設(shè)計(jì)了釆用多只單色紅外光源獲得紅外線，紅外光源 采用脈沖電源供電，經(jīng)過電調(diào)制的紅外線經(jīng)準(zhǔn)直聚焦器穿過被測(cè)量的薄膜物質(zhì)，由硫化鉛探測(cè)器接收信號(hào)，然后經(jīng)過放大計(jì)算水分。本裝置解決了 水分測(cè)量?jī)x紅外線調(diào)制問題，從而節(jié)省了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械調(diào)制器和笨重的 強(qiáng)制散熱裝置，使儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高了儀器的穩(wěn)定性和測(cè)量精度。


圖l是本發(fā)明方框示意圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明VF轉(zhuǎn)換器第一 VF轉(zhuǎn)換電路原理示意圖； 圖4是本發(fā)明VF轉(zhuǎn)換器第二 VF轉(zhuǎn)換電路原理示意圖； 圖5是本發(fā)明VF轉(zhuǎn)換器第三VF轉(zhuǎn)換電路原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 由圖l一圖5可知，本發(fā)明測(cè)量?jī)x兩端分別裝有發(fā)射頭2和接收頭4， 測(cè)量時(shí)，被測(cè)薄膜介質(zhì)至于發(fā)射頭2和接收頭4之間，發(fā)射頭2內(nèi)部靠近 被測(cè)介質(zhì)的一側(cè)，按距離被測(cè)介質(zhì)由遠(yuǎn)及近的順序分別裝有單色紅外光源1 和準(zhǔn)直聚焦器3，單色紅外光源1通過數(shù)據(jù)線與裝在發(fā)射頭2內(nèi)部的脈沖電 源7相連，接收頭4內(nèi)部靠近被測(cè)介質(zhì)的一側(cè)，裝有硫化鉛探測(cè)器5,硫化 鉛探測(cè)器5通過數(shù)據(jù)線與控制器6相連，控制器6的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù) 線與脈沖電源7的控制電路相連，所述的硫化鉛探測(cè)器5內(nèi)部裝有信號(hào)放 大器及恒溫控制電路8，準(zhǔn)直聚焦器3是由金屬和光學(xué)透鏡構(gòu)成的。
控制器6由VF轉(zhuǎn)換器9、單片機(jī)IO、顯示器ll、鍵盤12和通訊端口 13幾部分組成，VF轉(zhuǎn)換器9的信號(hào)輸入端通過數(shù)據(jù)線與硫化鉛探測(cè)器5上 的信號(hào)放大器及恒溫控制電路8相連，而VF轉(zhuǎn)換器9的信號(hào)輸出端和鍵盤 12則分別通過數(shù)據(jù)線與單片機(jī)10上相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入端口相連，顯示器11 通過數(shù)據(jù)線與單片機(jī)10上相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端口相連，單片機(jī)10上設(shè)置有 通訊端口 13。
所述的VF轉(zhuǎn)換器9由第一 VF轉(zhuǎn)換電路14、第二 VF轉(zhuǎn)換電路15和第三 VF轉(zhuǎn)換電路16三部分組成，在第一VF轉(zhuǎn)換電路14上，第一信號(hào)輸入端口 VI與滑動(dòng)變阻器RP1上的電阻線圏左端的接線柱連接，滑動(dòng)變阻器RP1上 的電阻線圈右端的接線柱和滑動(dòng)變阻器RP1上的滑臂右端的觸頭都與電阻 Rl的左端連接，電阻R1的右端分別與芯片IC1的管腳1和電容C2的一端連接，電容C2的另一端分別與芯片ICl的管腳IO和管腳13連接，芯片ICl 的管腳2、 3、 6、 8和9空接，芯片IC1的管腳4分別與負(fù)12伏電壓源和 電容C3的一端連接，電容C3的另一端分別與接地電極、電容C1的一端和 芯片ICl的管腳ll、 14連接，電容C1的另一端與芯片IC1的管腳5連接， 電阻R2的左端與正5伏電壓源連接，電阻R2的右端分別與芯片IC1的管 腳7和二極管Ll的陽(yáng)極連接，二極管Ll的陰極與光電耦器Al的管腳2連 接，光電耦器A1的管腳1與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端與正5 伏電壓源連接，光電耦器A1的管腳3數(shù)字接地，光電耦器A1的管腳4分 別與電阻R4的一端和二極管L2的陽(yáng)極連接，電阻R4的另一端與正5伏電 壓源連接，二極管L2的陰極與第一輸出端口 VF1連接，芯片IC1的管腳12 分別與正12伏電壓源和電容C4的一端相連，電容C4的另一端接地，在第 二VF轉(zhuǎn)換電路(15)上，第二信號(hào)輸入端口 V2與滑動(dòng)變阻器RP2上的電 阻線圈左端的接線柱連接，滑動(dòng)變阻器RP2上的電阻線圈右端的接線柱和 滑動(dòng)變阻器RP2上的滑臂右端的觸頭都與電阻R5的左端連接，電阻R5的 右端分別與芯片IC2的管腳1和電容C6的一端連接，電容C6的另一端分 別與芯片IC2的管腳IO和管腳13連接，芯片IC2的管腳2、 3、 6、 8和9 空接，芯片IC2的管腳4分別與負(fù)12伏電壓源和電容C7的一端連接，電 容C7的另一端分別與接地電極、電容C5的一端和芯片IC2的管腳11、 14 連接，電容C5的另一端與芯片IC2的管腳5連接，電阻R6的左端與正5 伏電壓源連接，電阻R6的右端分別與芯片IC2的管腳7和二極管L3的陽(yáng) 極連接，二極管L3的陰極與光電耦器A2的管腳2連接，光電耦器A2的管 腳1與電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端與正5伏電壓源連接，光電 耦器A2的管腳3數(shù)字接地，光電耦器A2的管腳4分別與電阻R8的一端和 二極管L4的陽(yáng)極連接，電阻R8的另一端與正5伏電壓源連接，二極管L4 的陰極與第二輸出端口 VF2連接，芯片IC2的管腳12分別與正12伏電壓 源和電容C8的一端相連，電容C8的另一端接地，在第三VF轉(zhuǎn)換電路16 上，第三信號(hào)輸入端口 V3與滑動(dòng)變阻器RP3上的電阻線圈左端的接線柱連 接，滑動(dòng)變阻器RP3上的電阻線圈右端的接線柱和滑動(dòng)變阻器RP3上的滑 臂右端的觸頭都與電阻R9的左端連接，電阻R9的右端分別與芯片IC3的 管腳1和電容C10的一端連接，電容C10的另一端分別與芯片IC3的管腳10和管腳13連接，芯片IC3的管腳2、 3、 6、 8和9空接，芯片IC3的管 腳4分別與負(fù)12伏電壓源和電容C11的一端連接，電容Cll的另一端分別 與接地電極、電容C9的一端和芯片IC3的管腳11、 14連接，電容C9的另 一端與芯片IC3的管腳5連接，電阻R10的左端與正5伏電壓源連接，電 阻R10的右端分別與芯片IC3的管腳7和二極管L5的陽(yáng)極連接，二極管L5 的陰極與光電耦器A3的管腳2連接，光電耦器A3的管腳1與電阻Rll的 一端連接，電阻Rll的另一端與正5伏電壓源連接，光電耦器A3的管腳3 數(shù)字接地，光電耦器A3的管腳4分別與電阻R12的一端和二極管L6的陽(yáng) 極連接，電阻R12的另一端與正5伏電壓源連接，二極管L6的陰極與第三 輸出端口 VF3連接，芯片IC3的管腳12分別與正12伏電壓源和電容C12 的一端相連，電容C12的另一端接地。
通過上述結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)釆用三只單色紅外光源l時(shí)，波長(zhǎng)分別是 1.81jam、 1.94]jm、 2. 12 jam,三只單色紅外光源1釆用 一個(gè)脈沖電源供電， 保證其同步工作，把它們按照一定角度固定，使它們發(fā)出的單色紅外光經(jīng) 過準(zhǔn)直聚焦器3后照射到被測(cè)薄膜物質(zhì)9后能夠分別由三個(gè)硫化鉛探測(cè)器5 接收，三個(gè)硫化鉛探測(cè)器5分別接收對(duì)水分反映不靈敏的參比光1. 81 nm、 對(duì)水分反映靈敏的測(cè)量光1.94nm、和對(duì)薄膜物質(zhì)密度反映靈敏的補(bǔ)償光 2. 12 jum。
準(zhǔn)直聚焦器3由金屬和光學(xué)透鏡經(jīng)過精密加工而成，其特點(diǎn)是可以把 三個(gè)單色紅外光源l發(fā)出的紅外光按照不同的發(fā)射角準(zhǔn)直聚焦在同一點(diǎn)上, 當(dāng)被測(cè)物質(zhì)經(jīng)過這個(gè)聚焦點(diǎn)，三種單色紅外光同時(shí)照射到被測(cè)物質(zhì)上，然 后由三個(gè)硫化鉛探測(cè)器5分別接收三種單色紅外光源1照射到被測(cè)物質(zhì)9 后紅外光源的強(qiáng)度信號(hào)，然后經(jīng)過放大器放大由控制器計(jì)算顯示出被測(cè)物 質(zhì)的水分含量。
三個(gè)硫化鉛探測(cè)器5分別有各自的恒溫控制器和放大器，硫化鉛探測(cè) 器5在工作的時(shí)候需要恒溫才能保證測(cè)量信號(hào)的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)了三套 恒溫控制電路來(lái)控制硫化鉛內(nèi)的半導(dǎo)體制冷器。且三個(gè)單色紅外光源l采 用一個(gè)脈沖電源7供電，保證其同步工作。
權(quán)利要求
1. 一種單色紅外光源水分測(cè)量?jī)x，包括單色紅外光源(1)，其特征在于測(cè)量?jī)x兩端分別裝有發(fā)射頭(2)和接收頭(4)，測(cè)量時(shí)，被測(cè)薄膜介質(zhì)至于發(fā)射頭(2)和接收頭(4)之間，發(fā)射頭(2)內(nèi)部靠近被測(cè)介質(zhì)的一側(cè)，按距離被測(cè)介質(zhì)由遠(yuǎn)及近的順序分別裝有單色紅外光源(1)和準(zhǔn)直聚焦器(3)，單色紅外光源(1)通過數(shù)據(jù)線與裝在發(fā)射頭(2)內(nèi)部的脈沖電源(7)相連，接收頭(4)內(nèi)部靠近被測(cè)介質(zhì)的一側(cè)，裝有硫化鉛探測(cè)器(5)，硫化鉛探測(cè)器(5)通過數(shù)據(jù)線與控制器(6)相連，控制器(6)的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)線與脈沖電源(7)的控制電路相連，所述的硫化鉛探測(cè)器(5)內(nèi)部裝有信號(hào)放大器及恒溫控制電路(8)，準(zhǔn)直聚焦器(3)是由金屬和光學(xué)透鏡構(gòu)成的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的單色紅外光源水分測(cè)量?jī)x，其特征在于控制器 (6 )由VF轉(zhuǎn)換器(9 )、單片機(jī)(10 )、顯示器(11 )、鍵盤(12 )和通訊端口 (13)幾部分組成，VF轉(zhuǎn)換器(9)的信號(hào)輸入端通過數(shù)據(jù)線與硫化 鉛探測(cè)器(5 )上的信號(hào)放大器及恒溫控制電路(8 )相連，而VF轉(zhuǎn)換器 (9)的信號(hào)輸出端和鍵盤(12)則分別通過數(shù)據(jù)線與單片機(jī)(10)上相 應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入端口相連，顯示器(11)通過數(shù)據(jù)線與單片機(jī)(10)上相應(yīng) 的數(shù)據(jù)輸出端口相連，單片機(jī)(10)上設(shè)置有通訊端口 (13)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的單色紅外光源水分測(cè)量?jī)x，其特征在于所 述的VF轉(zhuǎn)換器9由第一 VF轉(zhuǎn)換電路(14 )、第二 VF轉(zhuǎn)換電路(15 )和第 三VF轉(zhuǎn)換電路(16 )三部分組成，在第一 VF轉(zhuǎn)換電路(l4 )上，第一信 號(hào)輸入端口 V1與滑動(dòng)變阻器RP1上的電阻線圈左端的接線柱連接，滑動(dòng) 變阻器RP1上的電阻線圏右端的接線柱和滑動(dòng)變阻器RP1上的滑臂右端的 觸頭都與電阻R1的左端連接，電阻R1的右端分別與芯片IC1的管腳1和 電容C2的一端連接，電容C2的另一端分別與芯片IC1的管腳IO和管腳 13連接，芯片IC1的管腳2、 3、 6、 8和9空接，芯片IC1的管腳4分別 與負(fù)12伏電壓源和電容C3的一端連接，電容C3的另一端分別與接地電 極、電容C1的一端和芯片IC1的管腳11、 14連接，電容C1的另一端與 芯片IC1的管腳5連接，電阻R2的左端與正5伏電壓源連接，電阻R2的 右端分別與芯片IC1的管腳7和二極管Ll的陽(yáng)極連接，二極管Ll的陰極 與光電耦器A1的管腳2連接，光電耦器A1的管腳1與電阻R3的一端連 接，電阻R3的另一端與正5伏電壓源連接，光電耦器A1的管腳3數(shù)字接 地，光電耦器A1的管腳4分別與電阻R4的一端和二極管L2的陽(yáng)極連接，電阻R4的另一端與正5伏電壓源連接，二極管L2的陰極與第一輸出端口 VF1連接，芯片IC1的管腳12分別與正12伏電壓源和電容C4的一端相 連，電容C4的另一端接地，在第二VF轉(zhuǎn)換電路(15)上，第二信號(hào)輸入 端口 V2與滑動(dòng)變阻器RP2上的電阻線圈左端的接線柱連接，滑動(dòng)變阻器 RP2上的電阻線圈右端的接線柱和滑動(dòng)變阻器RP2上的滑臂右端的觸頭都 與電阻R5的左端連接，電阻R5的右端分別與芯片IC2的管腳1和電容 C6的一端連接，電容C6的另一端分別與芯片IC2的管腳IO和管腳13連 接，芯片IC2的管腳2、 3、 6、 8和9空接，芯片IC2的管腳4分別與負(fù) 12伏電壓源和電容C7的一端連接，電容C7的另一端分別與接地電極、 電容C5的一端和芯片IC2的管腳11、 14連接，電容C5的另一端與芯片 IC2的管腳5連接，電阻R6的左端與正5伏電壓源連接，電阻R6的右端 分別與芯片IC2的管腳7和二極管L3的陽(yáng)極連接，二極管L3的陰極與光 電耦器A2的管腳2連接，光電耦器A2的管腳1與電阻R7的一端連接， 電阻R7的另 一端與正5伏電壓源連接，光電耦器A2的管腳3數(shù)字接地， 光電耦器A2的管腳4分別與電阻R8的一端和二極管L4的陽(yáng)極連接，電 阻R8的另一端與正5伏電壓源連接，二極管L4的陰極與第二輸出端口 VF2連接，芯片IC2的管腳12分別與正12伏電壓源和電容C8的一端相 連，電容C8的另一端接地，在第三VF轉(zhuǎn)換電路(16)上，第三信號(hào)輸入 端口 V3與滑動(dòng)變阻器RP3上的電阻線圈左端的接線柱連接，滑動(dòng)變阻器 RP3上的電阻線圈右端的接線柱和滑動(dòng)變阻器RP3上的滑臂右端的觸頭都 與電阻R9的左端連接，電阻R9的右端分別與芯片IC3的管腳1和電容 C10的一端連接，電容CIO的另一端分別與芯片IC3的管腳10和管腳13 連接，芯片IC3的管腳2、 3、 6、 8和9空接，芯片IC3的管腳4分別與 負(fù)12伏電壓源和電容C11的一端連接，電容Cll的另一端分別與接地電 極、電容C9的一端和芯片IC3的管腳11、 14連接，電容C9的另一端與 芯片IC3的管腳5連接，電阻R10的左端與正5伏電壓源連接，電阻RIO 的右端分別與芯片IC3的管腳7和二極管L5的陽(yáng)極連接，二極管L5的陰 極與光電耦器A3的管腳2連接，光電耦器A3的管腳1與電阻Rll的一端 連接，電阻Rll的另一端與正5伏電壓源連接，光電耦器A3的管腳3數(shù) 字接地，光電耦器A3的管腳4分別與電阻R12的一端和二極管L6的陽(yáng)極 連接，電阻R12的另一端與正5伏電壓源連接，二極管L6的陰極與第三 輸出端口 VF3連接，芯片IC3的管腳12分別與正12伏電壓源和電容C12 的一端相連，電容C12的另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單色紅外光源水分測(cè)量?jī)x，測(cè)量?jī)x兩端分別裝有發(fā)射頭和接收頭，測(cè)量時(shí)，被測(cè)薄膜介質(zhì)至于發(fā)射頭和接收頭之間，發(fā)射頭內(nèi)部靠近被測(cè)介質(zhì)的一側(cè)，按距離被測(cè)介質(zhì)由遠(yuǎn)及近的順序分別裝有單色紅外光源和準(zhǔn)直聚焦器，單色紅外光源通過數(shù)據(jù)線與裝在發(fā)射頭內(nèi)部的脈沖電源相連，接收頭內(nèi)部靠近被測(cè)介質(zhì)的一側(cè)，裝有硫化鉛探測(cè)器，硫化鉛探測(cè)器通過數(shù)據(jù)線與控制器相連，控制器的信號(hào)輸出端通過數(shù)據(jù)線與脈沖電源的控制電路相連，所述的硫化鉛探測(cè)器內(nèi)部裝有信號(hào)放大器及恒溫控制電路，準(zhǔn)直聚焦器是由金屬和光學(xué)透鏡構(gòu)成的。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，使用方便的單色紅外光源水分測(cè)量?jī)x，使得儀器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，提高了測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G01N21/17GK101446550SQ200810209849
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者蘇海林, 莫長(zhǎng)濤 申請(qǐng)人:哈爾濱商業(yè)大學(xué);莫長(zhǎng)濤;蘇海林