专利名称：光纤pH计的制作方法
技术领域：
本发明属于pH计，尤其是光纤pH计，适用于生物化工、化工、医药等领域作pH值实时检测和实时控制的场合。
在本发明作出之前，现有技术pH检测方法主要有二种，一种是玻璃电极pH计，它是由玻璃电极和甘汞电极构成一原电池，当被测体的pH值变化时，该原电池的电势也相应变化，pH计的检测电路用于检测该原电池的电势，所测的电势即为对应的pH值，该pH计结构较简单，使用方便，pH值测定范围较广，但使用时容易破碎，精度较差，特别是在生物化工领域使用时因消毒很易炸裂，寿命较短，该种pH计由于采用了专用玻璃电极，价格昂贵;第二种是试纸比色法，属于一次性使用，使用很方便，价格也便宜，但是由于被测体的pH值仅凭肉眼观察比较确定读数，误差较大，一般pH值的误差在0.1-0.5，同时，难予实现计算机实时检测和控制的场合。
本发明的任务是克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、pH值分辨率高、应用领域广、同时可以实现pH值实时检测和实时控制、使用方便、安全可靠的光纤pH计。
光纤pH计，包含有光纤pH传感器(1)、光纤混浊度传感器(2)、白光源(3)、二组三基色光电传感器(4)、二级Y型光纤传光束(5)、无漂移微弱信号放大器(6)、多路A/D变换器(7)、专用微机系统(8)、三组高稳定电源(9)，白光源(3)与二组Y型光纤传光束(5)的输入端连接，该Y型光纤传光束(5)的公共端分别与光纤pH传感器(1)、光纤混浊度传感器(2)连接，该Y型光纤传光束(5)的输出端分别与二组三基色光电传感器(4)的输入端连接，该三基色光电传感器(4)的输出端与无漂移微弱信号放大器(6)的输入端连接，该无漂移微弱信号放大器(6)的输出端与多路A/D变换器(7)输入端连接，该多路A/D变换器(7)的输出端与专用微机系统(8)的输入端连接，该专用微机系统(8)的D/A输出端连接记录仪，三组高稳定电源(9)分别与白光源(3)、无漂移微弱信号放大器(6)、多路A/D变换器(7)、专用微机系统(8)连接，光纤pH传感器(1)中的敏感片(10)是将染料直接固定在微孔玻璃瓷片或陶瓷片内的一体化结构。二组三基色光电传感器(4)的输出光为红色、绿色、兰色。
下面结合附图对本发明加以详细说明
图1为光纤pH计的原理框图。
图2为光纤pH传感器的一种结构示意图。
图3为光纤混浊度传感器的一种结构示意图。
图4为一组三基色光电传感器的一种结构示意图。
图5为无漂移微弱信号放大器的一种结构示意图。
如图1所示，本发明的光纤pH计有9个基本部分，分别说明如下光纤pH传感器(1)的一种结构如图2所示，一组Y型光纤传光束(5)的公共端与光纤pH传感器(1)的敏感片(10)连接，与光纤pH传感器(1)的敏感片(10)连接的该组Y型光纤传光束(5)的公共端部位套有不锈钢外套(11)，该组Y型光纤传光束(5)的公共端与不锈钢外套(11)的连接部位用密转圈(12)密封，光纤pH传感器(1)中的敏感片(10)是将染料直接固定在微孔玻璃瓷片或陶瓷片内的一体化结构。
光纤混浊度传感器(2)如图3所示，另一组Y型光纤传光束(5)的公共端与光纤混浊度传感器(2)的混浊度比色腔(13)连接，与光纤混浊度传感器(2)的混浊度比色腔(13)连接的该组Y型光纤传光束(5)的公共端部位套有不锈钢外套(14)，该组Y型光纤传光束(5)的公共端与不锈钢外套(14)的连接部位用密封转圈(15)密封。
图4为一组三基色光电传感器(4)的一种结构示意图，Y型光纤传光束(5)的输出端与该组三基色光电传感器(4)的输入端连接，该组三基色光电传感器(4)内分别设置红色、绿色、兰色光电转换器(17)、(18)、(19)，该红色、绿色、兰色光电转换器(17)、(18)、(19)的电信号输出公共端为(16)。
无漂移微弱信号放大器(6)如图5所示，三基色光电传感器(4)的输出端与无漂移微弱信号放大器(6)的无漂移I/V转换器的输入端连接，该无漂移I/V转换器的输出端与无漂移放大器A的输入端连接，该无漂移放大器A的输出端与射极跟随器E的输入端连接，该射极跟随器E的输出端与多路A/D变换器(7)的输入端连接，该多路A/D变换器(7)的输出端与专用微机系统(8)的输入端连接，该专用微机系统(8)的D/A输出端连接记录仪。
本发明的光纤pH计，其工作原理是白光源(3)的白光经Y型光纤传光束(5)的输入光纤传输到光纤pH传感器(1)的敏感片(10)，经该敏感片(10)的反射光通过Y型光纤传光束(5)的输出光纤传输到三基式光电传感器(4)，再经无漂移微弱信号放大器(6)放大，送至多路A/D变换器(7)变换成数字量，供专用微机系统(8)数据采集、数据处理、LED显示，模拟输出及供记录仪记录，整个光纤pH计由三组高稳定电源(9)供电，由于本发明采用色度学原理，被测体的pH值仅与色度有关，与强度无关，与现有技术相比，系统结构简单合理，pH值分辨率高，误差小，通常pH值的分辨率可达到0.01，pH值的日漂移量为±0.1，应用领域广，可广泛应用于生物化工、化工、医药等领域作pH值实时检测和实时控制的场合，尤其适用于要求高温高压消毒和被测体是混浊液的场合，使用寿命长，操作方便，安全可靠，社会经济效益显著，具有较大的实施价值。
权利要求
1.光纤pH计，包含有光纤pH传感器(1)、光纤混浊度传感器(2)、白光源(3)、二组三基色光电传感器(4)、二组Y型光纤传光束(5)、无漂移微弱信号放大器(6)、多路A/D变换器(7)、专用微机系统(8)、三组高稳定电源(9)，其特征是白光源(3)与二组Y型光纤传光束(5)的输入端连接，该Y型光纤传光束(5)的公共端分别与光纤pH传感器(1)、光纤混浊度传感器(2)连接，该Y型光纤传光束(5)的输出端分别与二组三基色光电传感器(4)的输入端连接，该三基色光电传感器(4)的输出端与无漂移微弱信号放大器(6)的输入端连接，该无漂移微弱信号放大器(6)的输出端与多路A/D变换器(7)输入端连接，该多路A/D变换器(7)的输出端与专用微机系统(8)的输入端连接，该专用微机系统(8)的D/A输出端连接记录仪，三组高稳定电源(9)分别与白光源(3)、无漂移微弱信号放大器(6)、多路A/D变换器(7)、专用微机系统(8)连接，光纤pH传感器(1)中的敏感片(10)是将染料直接固定在微孔玻璃瓷片或陶瓷片内的一体化结构。
2.如权利要求1所述的光纤pH计，其特征是二组三基色光电传感器(4)的输出光分别为红色、绿色、兰色。
全文摘要
光纤pH计，主要由光纤pH传感器(1)和检测控制系统所组成，光纤pH传感器(1)是将染料直接固定在微孔玻璃瓷片或陶瓷片内的一体化结构，同时检测控制系统采用色度学原理，被测体的pH值仅与色度有关，与强度无关。具有结构简单，使用寿命长，pH值分辨率高，应用范围广，可广泛应用于生物化工、化工、医药等领域作pH值实时检测和控制的场合，尤其适用于要求高温高压消毒和被测体是混浊液的场合，具有较大的实施价值。
文档编号G01N21/80GK1079302SQ9210362
公开日1993年12月8日 申请日期1992年5月28日 优先权日1992年5月28日
发明者董鼎伟, 周德英 申请人:浙江工学院