专利名称：光电浓度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及溶液浓度的测量技术。
现有的阿贝式浓度传感器是将折光棱镜的一个折光面与被测溶液接触，利用不同浓度的溶液具有不同的折射率，在折光棱镜的折射率一定的条件下，临界角的大小仅取决于被测溶液的浓度这一特点，当光线入射到被测溶液和折光棱镜所形成的界面时，折射角小于临界角的光线进入折光棱镜，经过折光棱镜的折射光再通过望远系统后聚焦到带有刻度的分划板上，并形成一条明暗分界线，其线所对应的刻度便可反映出被测溶液的浓度。这种浓度传感器存在着以下缺点1.在测量时，必须将被测溶液对准光源或明亮处，使用不太方便。
2.溶液的浓度是通过明暗分界线在视场分划板中的位置来反映的，所以必须与观察部分连在一起，而且只能以人眼观测。由于色差存在，明暗分界线并不分明，大大增加了检测人员的劳动强度，同时也限制了测量精度和使用范围。
本实用新型旨在提供一种新的足以克服上述缺点的光电浓度传感器。
这种光电浓度传感器的原理结构如图1所示。它主要由半导体发光器件1、聚光镜2、基准反射镜3、光敏探测器4整体密封而成。并且由于使用时要求的精度不同，聚光镜2相对于基准反射镜3可以有不同的组成结构。如图1(A)聚光镜2与基准反射镜3采用分离结构的形式；如图1(B)聚光镜2与基准反射镜3的组成可以采用更加紧凑的半球结构6。被测溶液5放置于基准反射镜3上，并有一界面形成，当入射光经过界面时，一部分反射光被光敏探测器4接收，在光敏探测器4上的负载电阻上得到的电压值便能反映出被测溶液的浓度，即光电浓度传感器将溶液的浓度转换为电信号输出，经过信号处理电路可以很直观地观测被测溶液的浓度。采用改变入射光角度和改变负载电阻的方法，可以提高测量精度，进一步减小测量的非线性误差。这种光电浓度传感器，可适用于如制糖、食品、农业科研、医学等行业以及石油、化工业对液体的测量和控制。
本实用新型所具有的优点和积极效果如下1.光电浓度传感器输出的反映被测溶液浓度的电信号，经过信号处理电路，可以直观地观测被测溶液浓度，从而大大减轻了检测人员的劳动强度，提高了生产效益和测量精度(如对蔗糖溶液浓度的测量，传感器的测量精度高于1／1000)。
2.光电浓度传感器整体密封，体积很小，重量轻，成本低，用途十分广泛，使用观测方便。测量时，可将被测溶液置于光电浓度传感器的基准反射镜上，也可将光电浓度传感器置于被测溶液中。尤其是选用防腐材料密封的光电浓度传感器，对测量酸、碱等腐蚀性液体也十分方便。
图1，光电浓度传感器原理结构示意图；图2，光电浓度传感器最佳实施例结构示意图。
本实用新型最佳实施例如图2所示，聚光镜2胶合在基准反射镜3上，并且这一部分与半导体发光器件1和光敏探测器4密封为一整体，有三芯输入输出电缆。光电浓度传感器的基准反射镜3上放置被测溶液5。半导体发光器件1发出的光经聚光镜2进入基准反射镜3，并斜入射到基准反射镜3与被测溶液5的界面上，于是光线按折、反射定律，一部分光被折射掉，一部分光被反射，反射光再经过一个聚光镜2聚光后，会聚于光敏探测器4上，在光敏探测器4的可调负载电阻上得到的电压值便能反映出被测溶液的浓度。如果将该电信号输入信号处理电路后，则可直观地观测到被测溶液的浓度。
权利要求1.光电浓度传感器，其特征在于由半导体发光器件1、聚光镜2、基准反射镜3以及光敏探测器4整体密封而成。聚光镜2与基准反射镜3可以有不同的组成结构。
2.如权利要求1所述的光电浓度传感器，其特征在于聚光镜2与基准反射镜3的组成结构可以是分离式的，或者是由聚光镜2胶合在基准反射镜3上的组成结构，或者是直接加工出来的一个半球结构6。
专利摘要光电浓度传感器，涉及溶液浓度的测量技术。它主要由半导体发光器件、聚光镜、基准反射镜以及光敏探测器整体密封而成，可将溶液的浓度转换为电信号输出。可取代已有的阿贝式浓度传感器，具有体积小、重量轻、制作工艺简单、成本低、精度高、用途广泛、使用观测方便、减轻劳动强度、提高生产效益等特点，是对现有浓度传感器的重大变革。可广泛用于制糖、食品、农业科研、医学等行业以及石油化工业对液体的测量和控制。
文档编号G01N21/41GK2035478SQ88218979
公开日1989年4月5日 申请日期1988年10月26日 优先权日1988年10月26日
发明者王祖文 申请人:中国科学院光电技术研究所