一种环绕式测量在线浊度仪的制作方法

本发明属于水质监测技术领域，具体涉及一种环绕式测量在线浊度仪。

背景技术：

现有浊度仪都为单一的探测器，很多需要测试的水中的浊度的分不并不是均匀的测量会有误差。当有气泡或杂质流过时候，测量值会出现很大的波动。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中测量精度不高的问题，提供一种环绕式测量在线浊度仪。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种环绕式测量在线浊度仪，包括筒体、激光发射器、测量光探测器和控制系统；所述筒体的底部设有进水口、顶部设有敞口；所述激光发射器具有用于产生激光的激光光源和供激光射出的发射端，所述激光发射器的发射端水密设置，并且以朝向所述筒体底部的方式伸入所述筒体中；所述测量光探测器的数量为多个，并且沿所述筒体的筒壁一周均布设置，所述测量光探测器具有用于测量激光在液体中的散射光强度的接收端，所述测量光探测器的接收端位于所述筒体内并指向激光路径；所述控制系统与所述激光光源和所述测量光探测器电性连接。

进一步地，所述控制系统能够发送控制所述激光光源产生特定频率激光的控制信号、接收所述测量光探测器采集的测量信号和根据测量信号计算样品浊度。

进一步地，所述激光发射器还包括反射透镜、透镜和参考光探测器，所述激光发射器的发射端通过透镜密封，所述反射透镜设于激光路径中以反射部分激光，所述参考光探测器用于测量所述反射透镜反射的部分激光强度；所述参考光探测器与所述控制系统电性连接。

进一步地，所述控制系统能够接收所述参考光探测器采集的测量信号并根据测量信号生成控制所述激光光源产生特定频率激光的控制信号。

进一步地，所述测量光探测器沿螺旋线一周均布于所述筒体的筒壁上。

进一步地，还包括光吸收器，所述光吸收器设于所述筒体内，用于吸收所述激光发射器的发射端发射的激光，所述光吸收器的设置高度小于所述测量光探测器的设置高度。

进一步地，还包括流量阀，所述流量阀设于所述筒体的进水口上，用于改变进水流量，所述流量阀与所述控制系统电性连接以接受其控制。

进一步地，还包括稳流器，所述稳流器设于所述筒体内，用于稳定水流，所述稳流器的设置高度小于所述测量光探测器的设置高度。

进一步地，所述筒体的外筒壁设有一圈溢水堰槽，所述溢水堰槽的槽底具有一定坡度，所述槽底靠近最低处设有溢水口。

进一步地，所述溢水堰槽的顶部设有盖板，所述盖板设有固定所述激光光源的收容部。

本发明具有的有益效果：能够提高在浊度分布不均时的测量精度。

附图说明

图1为本发明中环绕式测量在线浊度仪的结构剖视图；

图2为图1所示环绕式测量在线浊度仪的结构立体图（省略控制系统及接线）；

图3为图1所示环绕式测量在线浊度仪的结构主视图（省略控制系统及接线）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至3所示，一种环绕式测量在线浊度仪，包括筒体5、激光发射器、测量光探测器6和控制系统13。

筒体5的底部设有进水口12、顶部设有敞口；激光发射器具有用于产生激光的激光光源1和供激光射出的发射端，激光发射器的发射端水密设置，并且以朝向筒体5底部的方式伸入筒体5中。

测量光探测器6的数量为多个，并且沿筒体5的筒壁一周均布设置，测量光探测器6具有用于测量激光在液体中的散射光强度的接收端，测量光探测器6的接收端位于筒体5内并指向激光路径；控制系统13与激光光源1和测量光探测器6电性连接。

控制系统13能够发送控制激光光源1产生特定频率激光的控制信号、接收测量光探测器6采集的测量信号和根据测量信号计算样品浊度。优选地，激光发射器的发射端与进水口12在筒体5的轴向上对齐，激光光源1为850nm规格的激光光源。

在一个实施例中，为了监测补偿激光光源1的波动情况，激光发射器还包括反射透镜3、透镜4和参考光探测器2。激光发射器的发射端通过透镜4密封，反射透镜3设于激光路径中以反射部分激光，参考光探测器2用于测量反射透镜3反射的部分激光强度；参考光探测器2与控制系统13电性连接。

透镜4和反射透镜3均为石英玻璃透镜。控制系统13能够接收参考光探测器2采集的测量信号并根据测量信号生成控制激光光源1产生特定频率激光的控制信号。

为了进一步提高测量的准确度，测量光探测器6沿螺旋线一周均布于筒体5的筒壁上。测量光探测器6的数量为8个，测量光探测器6的接收端与激光路径垂直从而测量特定频率激光在样品中90°的散射光强度。

在一个实施例中，为了避免二次发射进入样品中而影响测量准确度，环绕式测量在线浊度仪还包括光吸收器9，光吸收器9设于筒体5内并轴向对齐激光发射器的发射端，用于吸收激光发射器的发射端发射的激光，光吸收器9的设置高度小于测量光探测器6的设置高度，这样可以使激光的散热光被所有测量光检测器6检测之后再被光吸收器9吸收，避免影响测量准确度。优选地，光吸收器9为光陷阱。

在一个实施例中，为了调节进水流量，环绕式测量在线浊度仪还包括流量阀11，流量阀11设于筒体5的进水口12上，流量阀11与控制系统13电性连接以接受其控制。

在一个实施例中，为了稳定水流，环绕式测量在线浊度仪还包括稳流器10，稳流器10设于筒体5内，稳流器10的设置高度小于测量光探测器6的设置高度。优选地，稳流器10为筛板，光吸收器9可以设于筛板的中央。

在一个实施例中，筒体5的外筒壁设有一圈溢水堰槽，溢水堰槽的槽底14具有一定坡度，槽底14靠近最低处设有溢水口17。

在一个实施例中，溢水堰槽的顶部设有盖板16，盖板16设有固定激光光源1的收容部15。

将水样由进水口12输入筒体5内，水样完全浸没激光发射器的发射端后会进一步溢出到溢水堰槽中，然后在槽底14的坡度作用下流向溢水口7，最终排出。水样在筒体5内流动的过程中，在稳流器10的稳流作用下被分散减速处理，从而能够平稳地排出。

启动控制系统13，控制系统13产生并发送控制信号至激光发射器，使激光光源产生特定频率的激光，激光透过反射透镜3和透镜4进入水样中，这个过程中，一部分激光经过反射透镜3反射后进入参考光探测器2，参考光探测器2产生到这部分光的强度信号并发送给控制系统13，控制系统13根据该信号调整激光光源13的激光频率。进入水样中的激光产生散热光并被测量光探测器6采集光强度并产生测量信号，八个测量信号发送至控制系统13，在剔除异常值后求平均值即可计算出水样浊度。激光最后由光吸收器9吸收从而避免二次反射而干扰测量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种环绕式测量在线浊度仪，其特征在于：包括筒体（5）、激光发射器、测量光探测器（6）和控制系统（13）；所述筒体（5）的底部设有进水口（12）、顶部设有敞口；所述激光发射器具有用于产生激光的激光光源（1）和供激光射出的发射端，所述激光发射器的发射端水密设置，并且以朝向所述筒体（5）底部的方式伸入所述筒体（5）中；所述测量光探测器（6）的数量为多个，并且沿所述筒体（5）的筒壁一周均布设置，所述测量光探测器（6）具有用于测量激光在液体中的散射光强度的接收端，所述测量光探测器（6）的接收端位于所述筒体（5）内并指向激光路径；所述控制系统（13）与所述激光光源（1）和所述测量光探测器（6）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种环绕式测量在线浊度仪，其特征在于：所述控制系统（13）能够发送控制所述激光光源（1）产生特定频率激光的控制信号、接收所述测量光探测器（6）采集的测量信号和根据测量信号计算样品浊度。

3.根据权利要求1所述的一种环绕式测量在线浊度仪，其特征在于：所述激光发射器还包括反射透镜（3）、透镜（4）和参考光探测器（2），所述激光发射器的发射端通过透镜（4）密封，所述反射透镜（3）设于激光路径中以反射部分激光，所述参考光探测器（2）用于测量所述反射透镜（3）反射的部分激光强度；所述参考光探测器（2）与所述控制系统（13）电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种环绕式测量在线浊度仪，其特征在于：所述控制系统（13）能够接收所述参考光探测器（2）采集的测量信号并根据测量信号生成控制所述激光光源（1）产生特定频率激光的控制信号。

5.根据权利要求1所述的一种环绕式测量在线浊度仪，其特征在于：所述测量光探测器（6）沿螺旋线一周均布于所述筒体（5）的筒壁上。

6.根据权利要求1所述的一种环绕式测量在线浊度仪，其特征在于：还包括光吸收器（9），所述光吸收器（9）设于所述筒体（5）内，用于吸收所述激光发射器的发射端发射的激光，所述光吸收器（9）的设置高度小于所述测量光探测器（6）的设置高度。

7.根据权利要求1所述的一种环绕式测量在线浊度仪，其特征在于：还包括流量阀（11），所述流量阀（11）设于所述筒体（5）的进水口（12）上，用于改变进水流量，所述流量阀（11）与所述控制系统（13）电性连接以接受其控制。

8.根据权利要求1所述的一种环绕式测量在线浊度仪，其特征在于：还包括稳流器（10），所述稳流器（10）设于所述筒体（5）内，用于稳定水流，所述稳流器（10）的设置高度小于所述测量光探测器（6）的设置高度。

9.根据权利要求1所述的一种环绕式测量在线浊度仪，其特征在于：所述筒体（5）的外筒壁设有一圈溢水堰槽，所述溢水堰槽的槽底（14）具有一定坡度，所述槽底（14）靠近最低处设有溢水口（17）。

10.根据权利要求9所述的一种环绕式测量在线浊度仪，其特征在于：所述溢水堰槽的顶部设有盖板（16），所述盖板（16）设有固定所述激光光源（1）的收容部（15）。

技术总结
本发明公开一种环绕式测量在线浊度仪，包括筒体、激光发射器、测量光探测器和控制系统；所述筒体的底部设有进水口、顶部设有敞口；所述激光发射器具有用于产生激光的激光光源和供激光射出的发射端，所述激光发射器的发射端水密设置，并且以朝向所述筒体底部的方式伸入所述筒体中；所述测量光探测器的数量为多个，并且沿所述筒体的筒壁一周均布设置，所述测量光探测器具有用于测量激光在液体中的散射光强度的接收端，所述测量光探测器的接收端位于所述筒体内并指向激光路径；所述控制系统与所述激光光源和所述测量光探测器电性连接。本发明具有的有益效果：能够提高在浊度分布不均时的测量精度。

技术研发人员：苏灿灿;王明;王莉荣;沈凤祥;陈宇璐;姚家俊;唐钰婷
受保护的技术使用者：浙江大学昆山创新中心
技术研发日：2019.12.17
技术公布日：2020.12.11