專利名稱：一種物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及物料成分檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置。
背景技術(shù)：
在糧食、煙草、造紙、建材、化工等行業(yè)的生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)備等エ藝環(huán)節(jié)，需要對(duì)半成品或成品物料的成分(主要成分，往往還包括水分)含量作實(shí)時(shí)或在線檢測(cè)。傳統(tǒng)的光學(xué)傳感裝置是采用各種鏡片(如透鏡、棱鏡、反射鏡)組成的光路，它們都屬于成像光路，分光均勻度不高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、移動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)誤差大、裝置笨重，且成本較高、裝配調(diào)試難度大。實(shí)際上成分檢測(cè)是檢測(cè)經(jīng)物料透射或反射的物質(zhì)成分特征吸收波長(zhǎng)光之強(qiáng)度而不是光強(qiáng)的平面分布圖像，所以我們需要一種新的物料成分檢測(cè)裝置。為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型提供了一種新的解決方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置，該物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置能快速準(zhǔn)確的檢測(cè)物料成分，保障產(chǎn)品質(zhì)量，減少物耗能耗；還具有成本低、安裝方便、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為提供一種物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置，其特征在干包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、聚光燈泡、斬光轉(zhuǎn)盤、發(fā)送光纖分光束主端、殼體、接收光纖分光束支端、特征波長(zhǎng)濾光片、光電探測(cè)器、采集運(yùn)算板、檢測(cè)電路板、發(fā)送光纖分光束支端、接收光纖分光束主端、光學(xué)窗ロ、內(nèi)插標(biāo)板和標(biāo)板推拉器；所述殼體上設(shè)置有安裝孔，下端中間部位開有光學(xué)窗ロ ；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、聚光燈泡依次安裝在殼體左側(cè)；所述發(fā)送光纖分光束主端設(shè)置在聚光燈泡前方；所述斬光轉(zhuǎn)盤與步進(jìn)電機(jī)連接，斬光轉(zhuǎn)盤的一端擋在聚光燈泡和發(fā)送光纖分光束主端之間；所述內(nèi)插標(biāo)板安裝在光學(xué)窗ロ的左側(cè)，內(nèi)插標(biāo)板一側(cè)設(shè)置有標(biāo)板推拉器；所述光學(xué)窗ロ上方設(shè)置有接收光纖分光束主端，接收光纖分光束主端兩側(cè)設(shè)置有發(fā)送光纖分光束支端；所述殼體右側(cè)設(shè)置有采集運(yùn)算板，采集運(yùn)算板前方設(shè)置有檢測(cè)電路板；所述檢測(cè)電路板上設(shè)置有光電探測(cè)器；所述光電探測(cè)器前面設(shè)置有特征波長(zhǎng)濾光片；所述特征波長(zhǎng)濾光片前面設(shè)置有接收光纖分光束支端。綜上所述，本實(shí)用新型所提供的物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)I、以光纖分光束光路取代傳統(tǒng)的鏡片組光路，實(shí)現(xiàn)均勻分光照射物料、物料反射光收集和均勻分光，供接收端多個(gè)特征波長(zhǎng)提取檢測(cè)和成份分析計(jì)算。2、物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置輸出エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)代表成分含量值，可連接エ藝參數(shù)控制器，進(jìn)而實(shí)時(shí)而全面地控制エ藝過程和參數(shù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。3、物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置的傳光主件是光纖分光束，各支路光纖束匯集到主端內(nèi)，在相對(duì)較大空間內(nèi)實(shí)行纖芯分散和均布，大大提升了光纖分光束的分光均勻度。4、物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置中的分光功能在固定光路而非傳統(tǒng)上在輪流切換光路(如濾光轉(zhuǎn)盤)中實(shí)現(xiàn)，這就保證在移動(dòng)狀態(tài)物料檢測(cè)或傳感裝置掃描檢測(cè)時(shí)，各個(gè)探測(cè)器能同吋“看到”被測(cè)物料上的同一視點(diǎn)而不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差。5、還具有成本低、安裝方便、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

圖I為物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為光纖分光束的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；2、步進(jìn)電機(jī)；3、聚光燈泡；4、斬光轉(zhuǎn)盤；5、發(fā)送光纖分光束 主端；6、殼體；7、接收光纖分光束支端；8、特征波長(zhǎng)濾光片；9、光電探測(cè)器；10、采集運(yùn)算板；11、檢測(cè)電路板；12、發(fā)送光纖分光束支端；13、接收光纖分光束主端；14、光學(xué)窗ロ ；15、內(nèi)插標(biāo)板；16、標(biāo)板推拉器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)地描述如圖所示，該物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置，其特征在于包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器I、步進(jìn)電機(jī)2、聚光燈泡3、斬光轉(zhuǎn)盤4、發(fā)送光纖分光束主端5、殼體6、接收光纖分光束支端7、特征波長(zhǎng)濾光片8、光電探測(cè)器9、采集運(yùn)算板10、檢測(cè)電路板11、發(fā)送光纖分光束支端12、接收光纖分光束主端13、光學(xué)窗ロ 14、內(nèi)插標(biāo)板15和標(biāo)板推拉器16 ;所述殼體6上設(shè)置有安裝孔，下端中間部位開有光學(xué)窗ロ 14 ;所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器I、步進(jìn)電機(jī)2、聚光燈泡3依次安裝在殼體6左側(cè)；所述發(fā)送光纖分光束主端5設(shè)置在聚光燈泡3前方；所述斬光轉(zhuǎn)盤4與步進(jìn)電機(jī)2連接,斬光轉(zhuǎn)盤4的一端擋在聚光燈泡3和發(fā)送光纖分光束主端5之間；所述內(nèi)插標(biāo)板15安裝在光學(xué)窗ロ 14的左側(cè)，內(nèi)插標(biāo)板15 —側(cè)設(shè)置有標(biāo)板推拉器16 ;所述光學(xué)窗ロ 14上方設(shè)置有接收光纖分光束主端13，接收光纖分光束主端13兩側(cè)設(shè)置有發(fā)送光纖分光束支端12 ;所述殼體6右側(cè)設(shè)置有采集運(yùn)算板10，采集運(yùn)算板10前方設(shè)置有檢測(cè)電路板11 ；所述檢測(cè)電路板11上設(shè)置有光電探測(cè)器9 ;所述光電探測(cè)器9前面設(shè)置有特征波長(zhǎng)濾光片8 ;所述特征波長(zhǎng)濾光片8前面設(shè)置有接收光纖分光束支端7。殼體6為ー長(zhǎng)方體，主要用于安裝各種功能部件；光學(xué)窗ロ 14用于提供光線通道；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器I用于提供步進(jìn)電機(jī)2的電流驅(qū)動(dòng)和步調(diào)控制；步進(jìn)電機(jī)2用于使斬光轉(zhuǎn)盤4按規(guī)定步調(diào)旋轉(zhuǎn)；斬光轉(zhuǎn)盤4將連續(xù)光線變?yōu)槊}沖光線，能有效抵御物料周圍環(huán)境光線對(duì)傳感測(cè)量的干擾；聚光燈泡3提供廣譜而聚集的光線作為測(cè)量光源；發(fā)送光纖分光束主端5導(dǎo)入脈沖光線并均勻分配給幾個(gè)支路；發(fā)送光纖分光束支端12將脈沖光線通過光學(xué)窗ロ14照射物料；接收光纖分光束主端13收集來自物料的反射光線并均勻分配給幾個(gè)支路；接收光纖分光束支端7將分得的光線投向?qū)?yīng)支路的特征波長(zhǎng)濾光片8 ;特征波長(zhǎng)濾光片8提取規(guī)定波長(zhǎng)窄帶光譜光線送給光電探測(cè)器9 ;光電探測(cè)器9將探測(cè)到的光線轉(zhuǎn)換為微小電流信號(hào)；檢測(cè)電路板11裝有多個(gè)光電探測(cè)器9和前置放大器，將放大后的電信號(hào)提供給采集運(yùn)算板10 ;采集運(yùn)算板10采集多個(gè)支路的代表各個(gè)特征波長(zhǎng)光線強(qiáng)度的電信號(hào)并加以數(shù)字化，按照規(guī)定的測(cè)量算法計(jì)算被測(cè)物料的多種成份含量；內(nèi)插標(biāo)板15提供不經(jīng)被測(cè)物的光路自環(huán)，支持自測(cè)操作；標(biāo)板推拉器16帶動(dòng)內(nèi)插標(biāo)板15的插入和收回。如圖2所示，光纖分光束是ー種可彎曲、多分支的光纖束，作為非圖像的能量傳輸光路它完全可取代傳統(tǒng)上用干物料成分光學(xué)傳感的鏡片組光路。用于發(fā)送和用于接收的光線分光束在本質(zhì)上是相同的。發(fā)送光纖分光束主要由發(fā)送光纖分光束主端5、柔性段、發(fā)送光纖分 光束支端12組成。發(fā)送光纖分光束主端5和發(fā)送光纖分光束支端12的硬護(hù)套提供安裝定位和準(zhǔn)直功用以及內(nèi)部光纖芯束的保護(hù)，柔性段的柔性護(hù)套提供可彎曲性和內(nèi)部光纖芯束的保護(hù)。各支路光纖束匯集到主端內(nèi)，在相對(duì)較大的空間內(nèi)實(shí)行纖芯分散和均布，這大大提升了光纖分光束的分光均勻度，這使得即使入射光束在主端ロ的光強(qiáng)分布不均或發(fā)生變化，輸出光束的光通量在幾個(gè)支端出ロ的差異仍可控制在足夠小的范圍內(nèi)，顯著優(yōu)于通常鏡片分光的均勻度，這樣就能保障粗料物料或表面粗糙物料的光學(xué)傳感測(cè)量精度。物料成份檢測(cè)光纖傳感裝置的設(shè)計(jì)考慮到不同物料和不同成份的檢測(cè)，準(zhǔn)備了對(duì)應(yīng)很多種物質(zhì)特征吸收波長(zhǎng)的窄帶濾光片，具有相同的安裝尺寸，可根據(jù)檢測(cè)對(duì)象和成份指定配置相應(yīng)的濾光片。物料成份檢測(cè)光纖傳感裝置可在生產(chǎn)線移動(dòng)(或不動(dòng))物料上方固定位置安裝，光學(xué)窗ロ在一定距離范圍內(nèi)對(duì)準(zhǔn)物料即可檢測(cè)。對(duì)于寬幅移動(dòng)物料，可將傳感裝置安裝在掃描架上，用作掃描檢測(cè)。本實(shí)用新型的主要指標(biāo)成份含量f 30%，重復(fù)性不劣于O. 02%，測(cè)量速率100次/秒。保證了本實(shí)用新型可滿足眾多種類物料加工、輸送或儲(chǔ)備場(chǎng)合的應(yīng)用要求。綜上所述，利用本實(shí)用新型所提供的物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置能快速準(zhǔn)確的檢測(cè)物料成分，保障產(chǎn)品質(zhì)量，減少物耗能耗；還具有成本低、安裝方便、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但不應(yīng)理解為對(duì)本專利的保護(hù)范圍的限定。在權(quán)利要求書所描述的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改和變形仍屬本專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置，其特征在于包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(I)、步進(jìn)電機(jī)(2)、聚光燈泡(3)、斬光轉(zhuǎn)盤(4)、發(fā)送光纖分光束主端(5)、殼體(6)、接收光纖分光束支端(7)、特征波長(zhǎng)濾光片(8)、光電探測(cè)器(9)、采集運(yùn)算板(10)、檢測(cè)電路板(11)、發(fā)送光纖分光束支端(12)、接收光纖分光束主端(13)、光學(xué)窗ロ( 14)、內(nèi)插標(biāo)板(15)和標(biāo)板推拉器(16);所述殼體(6)上設(shè)置有安裝孔，下端中間部位開有光學(xué)窗ロ(14);所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(I)、步進(jìn)電機(jī)(2 )、聚光燈泡(3 )依次安裝在殼體(6 )左側(cè)；所述發(fā)送光纖分光束主端(5 )設(shè)置在聚光燈泡(3)前方；所述斬光轉(zhuǎn)盤(4)與步進(jìn)電機(jī)(2)連接，斬光轉(zhuǎn)盤(4)的一端擋在聚光燈泡(3)和發(fā)送光纖分光束主端(5)之間；所述內(nèi)插標(biāo)板(15)安裝在光學(xué)窗ロ(14)的左側(cè)，內(nèi)插標(biāo)板(15) —側(cè)設(shè)置有標(biāo)板推拉器(16);所述光學(xué)窗ロ(14)上方設(shè)置有接收光纖分光束主端(13),接收光纖分光束主端(13)兩側(cè) 設(shè)置有發(fā)送光纖分光束支端(12);所述殼體(6)右側(cè)設(shè)置有采集運(yùn)算板(10)，采集運(yùn)算板(10)前方設(shè)置有檢測(cè)電路板(11);所述檢測(cè)電路板(11)上設(shè)置有光電探測(cè)器(9);所述光電探測(cè)器(9)前面設(shè)置有特征波長(zhǎng)濾光片(8);所述特征波長(zhǎng)濾光片(8 )前面設(shè)置有接收光纖分光束支端(7 )。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置，其特征在于包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、聚光燈泡、斬光轉(zhuǎn)盤、發(fā)送光纖分光束主端、殼體、接收光纖分光束支端、特征波長(zhǎng)濾光片、光電探測(cè)器、采集運(yùn)算板、檢測(cè)電路板、發(fā)送光纖分光束支端、接收光纖分光束主端、光學(xué)窗口、內(nèi)插標(biāo)板和標(biāo)板推拉器。該物料成分檢測(cè)光纖傳感裝置能快速準(zhǔn)確的檢測(cè)物料成分，保障產(chǎn)品質(zhì)量，減少物耗能耗；還具有成本低、安裝方便、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/55GK202393705SQ20112057009
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者向昭東, 夏中均, 左揚(yáng), 江洪旺 申請(qǐng)人:四川高達(dá)科技有限公司