中心為通光孔為一橢圓形溥片。橢圓長短軸根據(jù)比色管4的直徑，光電管9的面積和整形光欄7到比色管4的距離而定。利用比色管4裝入水后形成的柱棱鏡物理作用對入射光起拆射整形作用，使入射光經(jīng)比色管4后的出射光為平行光或近平行光。同時保證光電管9的入射光斑面積在是光電管9有效光敏面積的2/3左右，重金屬濃度信號從光電管9上收集處理后送至信號輸出端供外界使用。
[0023]結合圖5所示，D2，C7，C10為電源轉換器，將單電源轉成雙電源給運放供電。U1，C4，C2也為電源轉換電路，作用是給數(shù)字元件U5，U11供電。光電管D6，電阻R23，R30，R28，R29，R27，電容C47，C48組成光功率反饋功率檢測單元，其輸出為功率反饋信號，該信號記為Din，并將Din送至由Jl，R37，C3，U7B，R32，R33，C1組成的反饋信號放大電路中進行放大。R40，R35，C73，C27，U7A，R36，R7，Q1組成了一個PID控制電路實時動態(tài)調整光源電流，光源接在P2上，工作過程中通過動態(tài)調節(jié)光源電流來改變光源功率，使光源輸出功率保持恒定。R28為反饋信號的增益電位器。R26，C46，R31，C52為電源退耦電路，可在一定程度上減少電源干擾。D5，R25，C36，R19，R10，R16，R9，C28為光電管9的測量電路，重金屬濃度變化引起的光強變化轉換成電信號便從這里取出，信號經(jīng)由R43，C82，U6C組成一個低通濾波器后送至差分運放U10作電平調整。然后送入U5，D7為鉗位二極管對U5的輸入信號起保護作用。R10為接收信號的增益電位器。U12為溫度探頭，作用是為系統(tǒng)提供溫度補償。U5為MCU型號為C8051F410，作用是負責信號處理，校正，通信之用。使最終的重金屬濃度含量信息以數(shù)據(jù)和電壓方式對外輸出。光源光出的光經(jīng)過光反饋板后，光實際上被分成兩部分，一部分為測量光，從光反饋板的通光孔透過，作為檢測光的入射光；另一部分則被檔在通光孔以外，被反饋光電管探測，并將信號送至引線端輸出，該輸出端連接光功率反饋功率檢測單元中的D6的正負極，此時該部分便于電阻R23、R30、R28、R29、R27、電容C47、C48及運放U6A組成完整的光功率反饋功率檢測單元。信號從Dinl端輸出。其中R26，C46，R31，C52為別為正負電源的退耦電源，可降低由DC轉換引入的電源干擾。R27，R28，R29組成T型反饋網(wǎng)使光電管I/V變換時的反饋電阻不至于太大。反饋Dinl信號送至J1的2腳經(jīng)R33，R32運放U7B進行二極放大后送到比較器U7A的反相端.與同相端的參比電壓比較，輸出結果用于Mos管Q1的驅動，P2接光源的正負極，由于光源和Mos管串聯(lián)使用，通過改變Q1的驅動電壓可以改變光源的電流，進而可調節(jié)光源的光功率。所以有光功率反饋功率檢測單元，R33，R32運放U7B組成的二極放大單元，比較器及Q1共同組成了一個入射光恒定的PID控制器。
[0024]測量光穿過比色時，不同的被測濃度會使透射的光強產生變化。根據(jù)透射光強的變化可以推算出被測物的濃度(朗伯(Lambert)-比爾(Beer)定律)。測量光的光強變化由電路中的D5檢測，檢測部分電路跟反饋功率檢測單元是一樣的，不同的只是輸出端A4是送至微控器U5的AD輸入端，用于完成信號的處理工作。最后的濃度信息也是從U5的輸出端輸出，供外界使用。
[0025]最后所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種用于液相重金屬監(jiān)測的光電傳感器，其特征在于，包括比色座板，所述比色座板上設有比色座，所述比色座前后兩側分別設有信號處理板，所述比色座左端設有孔槽，所述孔槽內設有比色管，所述孔槽左側設有光電管座，所述光電管座左側與接收管壓板連接，所述光電管座內設有光電管；所述孔槽右側設有通過光欄固定環(huán)固定的整形光欄，所述整形光欄右側設有準直鏡筒和透鏡，所述準直鏡筒和所述透鏡之間銜接有透鏡壓環(huán)，所述透鏡固定在透鏡座上，所述透鏡右側設有光反饋板、光源，所述光反饋板與所述透鏡座連接，所述光源通過尼龍柱固定在光源座上，所述光反饋板套在所述光源上，所述光源、透鏡、整形光欄設在所述比色座的右端。2.根據(jù)權利要求1所述的用于液相重金屬監(jiān)測的光電傳感器，其特征在于，所述光源發(fā)射的入射光呈120度入射到所述整形光欄。3.根據(jù)權利要求1所述的用于液相重金屬監(jiān)測的光電傳感器，其特征在于，所述光源采用點光源，入射光經(jīng)所述光反饋板的出射光為錐形光，再經(jīng)過所述透鏡到達所述整形光欄之后，出射光變?yōu)闄E圓光。4.根據(jù)權利要求1所述的用于液相重金屬監(jiān)測的光電傳感器，其特征在于，所述透鏡為一平凸鏡，所述透鏡設有濾光片。5.根據(jù)權利要求1所述的用于液相重金屬監(jiān)測的光電傳感器，其特征在于，所述光反饋板將信號處理后，用于保持入射光源功率恒定。6.根據(jù)權利要求1所述的用于液相重金屬監(jiān)測的光電傳感器，其特征在于，所述整形光欄為一通光板，所述整形光欄設有定位裝置，所述整形光欄的中心位置設有橢圓形通光孔，所述通光孔內設有橢圓形溥片，所述橢圓形溥片的長短軸與所述光電管的面積、整形光欄到比色管間的距離、比色管的直徑及頂焦度相適配。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子信息技術領域，它公開了一種用于液相重金屬監(jiān)測的光電傳感器，包括比色座板，所述比色座板上設有比色座，所述比色座前后兩側分別設有信號處理板，所述比色座左端設有孔槽，所述孔槽內設有比色管，所述孔槽左側設有光電管座，所述光電管座左側與接收管壓板連接，所述光電管座內設有光電管；所述孔槽右側設有通過光欄固定環(huán)固定的整形光欄，所述整形光欄右側設有準直鏡筒和透鏡，所述準直鏡筒和所述透鏡之間銜接有透鏡壓環(huán)，所述透鏡固定在透鏡座上，所述透鏡右側設有光反饋板、光源。本發(fā)明通過一體化的光機電構造來實現(xiàn)大型儀器功能，利用液體自身的可塑性和光學特性來實現(xiàn)光學自整形減少了光學器件，使傳感具備微形化和一體化。
【IPC分類】G01N21/27
【公開號】CN105486645
【申請?zhí)枴緾N201410638749
【發(fā)明人】馬建輝, 楊凱, 周克林
【申請人】武漢境輝環(huán)保科技有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年11月13日