CN209992370U - 液体浊度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液体浊度检测装置，该检测装置包括样品池，用于提供待测液体；光源，用于提供检测所述待测液体浊度所需的检测光；聚焦镜组，设置于所述检测光的行进方向上，用于将所述检测光聚焦至所述样品池中；第一光电检测电路，用于检测从所述样品池中散射出的光信号，并将所述光信号转换成表征所述待测液体浊度的电信号；其中，所述第一光电检测电路包括一光线接收面，所述光线接收面的几何中心与所述样品池的几何中心的连线垂直于所述检测光的行进方向。光陷阱，设于所述聚焦镜组的相对侧，用于吸收径向反射的光线。本申请的液体浊度检测装置可减少光源的波动对检测结果的影响，同时还能减少光线二次散射带来的误差，提高了检测精度。

Description

液体浊度检测装置

技术领域

本实用新型涉及液体检测领域，特别是涉及一种液体浊度检测装置。

背景技术

浊度作为表征饮用水水质的一项重要参数，其数值的高低关乎到水质是否达到可饮用的标准，所以，对于浊度的检测显得至关重要。当前对于浊度的主要检测方法可分为人工检测与在线检测两类。人工检测主要是通过比色、比光等方法，但是这种检测方法获得的数据随机性较大，并且还可能由于人为操作带来误差。而在线检测可以很好的克服人为误差的问题，在国际标准ISO7027中，在线测量方法主要可以包括透射法和散射法。透射法受本底强光影响较大，难于检测低浓度样品。散射法的光强度较小，对光信号检测要求较高，光源波动对测量结果影响较大。

对于水质的清洁度较高的场合，上述技术难以在线检测低浊度的情况并且检测的精度受光源波动影响较大，导致稳定性较差。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种液体浊度检测装置。

一种液体浊度检测装置，所述检测装置包括：

样品池，所述样品池透明、并形成有一容置待测液体的腔室；

光源，用于提供检测所述待测液体浊度所需的检测光；

聚焦镜组，设置于所述检测光的行进方向上，用于将所述检测光聚焦至所述样品池中；

第一光电检测电路，用于检测从所述样品池中散射出的光信号，并将所述光信号转换成表征所述待测液体浊度的电信号；其中，所述第一光电检测电路包括一光线接收面，所述光线接收面的几何中心与所述样品池的几何中心的连线垂直于所述检测光的行进方向；

光陷阱，设于所述聚焦镜组的相对侧，用于吸收该侧反射出的光线。

在其中一个实施例中，所述样品池包括液体容置部、第一连接头及第二连接头；所述液体容置部为中空柱体形状，所述第一连接头、第二连接头分别与所述液体容置部的两端连接，所述液体容置部、第一连接头及第二连接头相配合以形成一容置所述待测液体的容置腔。

在其中一个实施例中，所述液体容置部为石英玻璃材料。

在其中一个实施例中，所述聚焦镜组包括至少一块聚焦透镜，所述聚焦透镜为平凸透镜。

在其中一个实施例中，所述检测装置还包括：

设于所述聚焦镜组与所述样品池之间的滤光模块，所述滤光模块用于去除经聚焦后的所述检测光中的杂散光。

在其中一个实施例中，所述滤光模块包括由三片光阑组成的三级光阑，所述平凸透镜的球心、所述光阑的几何中心、所述样品池的几何中心处于同一条直线上。

在其中一个实施例中，所述光陷阱包括反射部和吸收部，所述反射部包括用于反射光线的反射面，所述反射面与所述检测光的行进方向的夹角呈45°，所述吸收部设于所述反射部的上方，用于吸收经所述反射面反射后的光线。

在其中一个实施例中，所述吸收部接收反射光线的一面上设有多个用于吸收所述反射光线的凹槽。

在其中一个实施例中，所述凹槽为半圆形凹槽。

在其中一个实施例中，所述检测装置还包括：

半反半透镜，设于所述滤光模块与所述样品池之间，用于将所述检测光分为反射光和透射光；

第二光电检测电路，设于所述反射光的行进方向上，用于检测所述反射光的信号强弱。

上述液体浊度检测装置，通过设置透明且容置待测液体的样品池，提供检测光的光源，将光线聚焦到样品池中的聚焦镜组，检测从样品池中散射出来的光信号，并根据光信号转换成表征待测液体浊度的电信号，可实现液体浊度的检测，同时通过设置光陷阱可降低浊度检测时的误差，从而提高检测精度。由于通过使用聚焦镜组将光线聚焦进样品池中，可减少检测光中的杂散光。

附图说明

图1为一实施例中的液体浊度检测装置的结构图；

图2为一实施例中的液体浊度检测装置的剖面图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图1，为一实施例中的液体浊度检测装置的结构图。该检测装置可以包括样品池1，光源2，聚焦镜组(图1未标示)，第一光电检测电路4及光陷阱5。其中，样品池1为透明的、并且形成有一容置待测液体的腔室(图1未标示)，本申请中，液体可以为饮用水。为了描述简便，本申请以下实施例中均以待测液体为饮用水为例进行说明。光源2用于提供检测待测液体浊度所需的检测光，也就是提供检测饮用水浊度所需的检测光。进一步地，本申请的光源2可以为激光二极管光源，其光源驱动电路采用APC电路实现输出光功率的闭环控制，可实现输出恒定功率的光束，以增加电路的稳定性。聚焦镜组(图1未标示)，设置于检测光的行进方向上，也就是设置于光源2和样品池1之间，用于将检测光聚焦至样品池1中。第一光电检测电路4用于检测从样品池1中散射出的光信号，并将光信号转换成表征待测液体浊度的电信号。在实际测量的时候，可将液体的浊度与相应的电压的关系存储进光电检测电路中，或者通过操作人员将测出的电压值与之前获取到的电压-浊度表中的值对应，从而获取到待测液体中的浊度。其中，第一光电检测电路4包括一光线接收面(图1未标示)，光线接收面的几何中心与样品池的几何中心的连线垂直于检测光的行进方向；也就是说第一光电检测电路4并没有设置在与聚焦镜组相对的一侧上，而是设置在了与光行进方向垂直的方向，并且其与样品池的几何中心的连线还与光线的行进方向垂直。这样设置可利用光线在介质中的散射原理，也就是通过采用前面的散射法，采用散射法对光源的强度要求相对于透射而言更低，从而成本也相应更低。光陷阱5，设于聚焦镜组的相对侧，用于吸收该侧反射出的光线。由于聚焦镜组设置在光源2和样品池1之间，那么光陷阱5就设置在另一侧，也就是如图1所示，相当于光线的出射方向。在这一侧设置光陷阱5来吸收反射出来的光线，可降低反射光可能发生的二次散射进而导致第一光电检测电路4的测量误差。

上述液体浊度检测装置，通过设置透明且容置待测液体的样品池，提供检测光的光源，将光线聚焦到样品池中的聚焦镜组，检测从样品池中散射出来的光信号，并根据光信号转换成表征待测液体浊度的电信号，可实现液体浊度的检测，同时通过设置光陷阱可降低浊度检测时的误差，从而提高检测精度。由于通过使用聚焦镜组将光线聚焦进样品池中，可减少检测光中的杂散光。

请继续参阅图1，样品池1可以包括液体容置部11、第一连接头12及第二连接头13；液体容置部11为中空的柱体形状，也就是圆柱体形状，第一连接头12、第二连接头13分别与液体容置部11的两端连接，液体容置部11、第一连接头12及第二连接头13相配合以形成一容置待测液体的容置腔(图1未标示)。进一步地，液体容置部11为光学石英玻璃材料。当光线透过这个容置腔，就可以射入待测液体中，由于液体对光线有吸收的作用，那么，经过液体后的光线的强度肯定会有一定程度的衰减，本申请就是通过这个原理来测量液体的浊度的。

在一个实施例中，为了进一步增加装置的稳定性，可将本申请的各个部件固定，并且，用于固定各个部件的结构件可以采用吸光的黑色材料。使用黑色材料可以避免采用反光材料带来的误差，进一步提高检测精度。

在一个实施例中。光电检测电路4主要可以包括一个光线传感器，用于侦测从样品池1中散射出来的光信号。光电传感器接收光线的一面也即是本申请中提到的光线接受面的面积应当至少大于液体容置部11的径向透射光在相同距离上的光斑的大小，从而才能获取到完整的光斑。

请参阅图2，为一实施例中的液体浊度检测装置的剖视图。图中，聚焦镜组包括至少一块聚焦透镜3，并且聚焦透镜3选用平凸透镜。进一步地，在平凸透镜3与样品池1之间还设置有一个滤光模块(图2未标示)，该滤光模块主要用于去除聚焦后的检测光中的杂散光。杂散光有一定的几率会被第一光电检测电路4接收到并且不会携带任何的传感信息，从而增加光电检测电路的测量误差。通过设置滤光模块可以很好的解决这一问题。进一步地，该滤光模块可以包括由三片光阑组成的三级光阑，分别是第一级光阑61、第二级光阑62和第三级光阑63，平凸透镜3的球心、三级光阑的几何中心、样品池1的几何中心处于同一条直线上，这样能最大限度的保证光线能尽可能多的射入样品池1中，从而被利用，不会造成资源的过度浪费。

进一步地，请继续参阅图2，光陷阱5可以包括反射部51和吸收部52。其中，反射部51用于包括用于反射光线的反射面511，反射面511与检测光的行进方向的夹角呈45°，假设检测光的行进方向为水平方向，那么反射面511与水平方向的夹角就为45°。同时将吸收部52设置于反射部51的上方，用来吸收经反射面511反射后的光线。进一步地，吸收部接收反射光线的一面上设有多个用于吸收反射光线的凹槽。示例性地，可参照图2，该凹槽的形状为半圆形的凹槽，多个半圆形的凹槽在光行进的方向上等间距排列。

在一个实施例中，该液体浊度检测装置还可以包括半反半透镜(图未标示)和第二光电检测电路(图未标示)。其中，该半反半透镜设置于滤光模块与样品池之间，用于将检测光分为反射光和透射光。优选地，该半反半透镜可以以平行于反射部51的反射面511的方式设置，相应地，其光源2可以采用白光光源。该第二光电检测电路设置在反射光的行进方向上，用于检测反射光的信号强弱。通过检测到的反射光的信号强弱，可以动态调整光源2的输出功率，以此来补偿光源2的波动。进一步地，通过这样设置，还可利用两路光电检测电路检测出来的数据来表征样品的浊度，其表征方式可以为将两路光电检测电路检测出来的数据以比值的方式来表征样品的浊度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种液体浊度检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：

样品池，所述样品池透明、并形成有一容置待测液体的腔室；

光源，用于提供检测所述待测液体浊度所需的检测光；

聚焦镜组，设置于所述检测光的行进方向上，用于将所述检测光聚焦至所述样品池中；

第一光电检测电路，用于检测从所述样品池中散射出的光信号，并将所述光信号转换成表征所述待测液体浊度的电信号；其中，所述第一光电检测电路包括一光线接收面，所述光线接收面的几何中心与所述样品池的几何中心的连线垂直于所述检测光的行进方向；

光陷阱，设于所述聚焦镜组的相对侧，用于吸收该侧反射出的光线。

2.根据权利要求1所述的液体浊度检测装置，其特征在于，所述样品池包括液体容置部、第一连接头及第二连接头；所述液体容置部为中空柱体形状，所述第一连接头、第二连接头分别与所述液体容置部的两端连接，所述液体容置部、第一连接头及第二连接头相配合以形成一容置所述待测液体的容置腔。

3.根据权利要求2所述的液体浊度检测装置，其特征在于，所述液体容置部为石英玻璃材料。

4.根据权利要求1所述的液体浊度检测装置，其特征在于，所述聚焦镜组包括至少一块聚焦透镜，所述聚焦透镜为平凸透镜。

5.根据权利要求4所述的液体浊度检测装置，其特征在于，还包括：

设于所述聚焦镜组与所述样品池之间的滤光模块，所述滤光模块用于去除经聚焦后的所述检测光中的杂散光。

6.根据权利要求5所述的液体浊度检测装置，其特征在于，所述滤光模块包括由三片光阑组成的三级光阑，所述平凸透镜的球心、所述光阑的几何中心、所述样品池的几何中心处于同一条直线上。

7.根据权利要求1所述的液体浊度检测装置，其特征在于，所述光陷阱包括反射部和吸收部，所述反射部包括用于反射光线的反射面，所述反射面与所述检测光的行进方向的夹角呈45°，所述吸收部设于所述反射部的上方，用于吸收经所述反射面反射后的光线。

8.根据权利要求7所述的液体浊度检测装置，其特征在于，所述吸收部接收反射光线的一面上设有多个用于吸收所述反射光线的凹槽。

9.根据权利要求8所述的液体浊度检测装置，其特征在于，所述凹槽为半圆形凹槽。

10.根据权利要求5所述的液体浊度检测装置，其特征在于，还包括：

半反半透镜，设于所述滤光模块与所述样品池之间，用于将所述检测光分为反射光和透射光；

第二光电检测电路，设于所述反射光的行进方向上，用于检测所述反射光的信号强弱。

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