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专利名称：可分离式光电液滴传感器的制作方法
技术领域：
本发明属于测量仪器类，尤其涉及液体的液滴测量装置。
背景技术：
目前，公知的液滴分析技术是指在一定测试系统条件下，对被测液体形成液滴的过程，采用各种仪器和方法对被测液滴实施监测，以检测被测液体的物理、化学特性参数。检测分析仪器的种类繁多，选择液滴检测分析仪器需要考虑仪器的测量范围、测试精度、测试时间、测试费用、所需样品的数量和状态等诸多因素。现有诸多检测分析仪器的特点是性能单一，综合测试功能差，若要测试某一物质的多种理、化特性，不但需用多种仪器先后进行多种参数的测量。而得到的检测数据相关性也不好。还有的测量装置构造复杂，价格昂贵，操作繁锁，难以在线检测时方便使用。

发明内容
本发明的目的是提供一种可分离式光电液滴传感器，解决上述难题，以满足多种功能综合测试，方便在线检测，清洗，提高测量精度等多方面的需要。
本发明的目的是这样实现的分离式光电液滴传感器是由固定部和可移动部组成，其中，固定部由基座、环形极板、滴头环、环形极板分离体、基座压圈、排气泡腔体、供液管和排气泡腔构成，基座的上部设有内台阶孔，内台阶孔处设置有排气泡腔体；排气泡腔体外设置的台阶处由基座压圈与基座固定连接，排气泡腔体的内上中部设有排气泡腔，排气泡腔的下部设有与滴头环相配的通孔，通孔内设置有滴头环；排气泡腔体的外上部设置有向排气泡腔斜向的供液管，排气泡腔体的下部设有螺纹与环形极板分离体设置的内螺纹相配连接，环形极板分离体的内下部设有通孔，通孔内设置有环形极板；可移动部由滴头芯柱、密封环、调整环、输入光纤、输出光纤、光电发射二极管、光电接收二极管、二极管压圈和移动体构成，移动体内分别设置有上、中、下连通的台阶孔，外中径设有螺纹与调整环设置的内螺纹相配连接，外下径设有与排气泡腔相配的轴径；移动体的中台阶孔内设置有光电发射二极管和光电接收二极管；移动体的下台阶孔内设置有滴头芯柱，滴头芯柱内设有二通孔，二通孔内分别设置有输入光纤、输出光纤，输入光纤、输出光纤分别与光电发射二极管和光电接收二极管连接；移动体的上台阶孔内设置有二极管压圈，二极管压圈的上部设有光电发射二极管和光电接收二极管的管脚。
由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点1，将光纤液滴探测和电容液滴探测结合起来，可以直接或间接同时测出液体的多种物理、化学特征参数如，密度、表面张力、折射率、粘度、吸光度、混浊度、颜色、浓度、蒸发率、液体的化学成分和有关的液体电特性等参数。
2，适用范围广，实现在线测量，用于在环境保护、制药工艺、食品饮料、清洁剂、工业用液等所有涉及液体检测的领域。特别是本发明采用多信息融合的方法，使其具有鉴别液体细微差别的功能，既可以用来监控生产过程中的工艺环节，也可以用来鉴别液体的真伪(如假酒、假药和假饮料等)。
3，解决了滴头的清洗问题，缩短了光纤长度，防止了电容传感器的漏电和液体中气泡影响测量的问题。
4，整体构造简单，实现在线测量，使用操作方便，测量数据精确。


图1是本发明的一种可分离式光电液滴传感器的整体型状结构示意图；图2是图1中的滴头芯柱与滴头环的剖视结构示意图；图3是图2中沿A-A的剖视图；图4是图2中沿B-B的剖视图；图5是图1中的移动部与固定部分离时的示意图；图6是图1中的环形极板分离体及环形极板与固定部分离时的示意图。
图中1，环形极板 2，滴头环 3，环形极板分离体 4，滴头芯柱5，基座 6，基座压圈7，排气泡腔体 8，密封环9，锁紧螺钉 10，调整环 11，输入光纤 12，输出光纤13，光电发射二极管14，管脚 15，光电接收二极管16，插座固定端压圈17，二极管压圈18，移动体 19，供液管20，排气泡腔21，滴头通道 22，楔缝 23，滴头通道组合面24，摄像头具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施作如下详述在图1、图2、图3、图4中，可分离式光电液滴传感器由固定部和可移动部组成。其中固定部由基座5、环形极板1、滴头环2、环形极板分离体3、基座压圈6、排气泡腔体7、供液管19和排气泡腔20构成。基座5可采用金属材料或其它硬质塑料制成圆形体或其它形状，基座5的中部设置有通孔，通孔用于CCD摄像头24摄取液滴轮廓信息。基座5的上部设有内台阶孔，内台阶孔处设置有排气泡腔体7。排气泡腔体7可采用金属材料或其它硬质塑料制成圆形体；其外径设置有台阶，台阶处装置在基座5内台阶孔处，并由基座压圈6与基座5采用螺纹或其它固定方式相连接。排气泡腔体7的内上中部设有排气泡腔20，排气泡腔20的下部设有与滴头环2外径相配的通孔，通孔内设置有滴头环2。排气泡腔体7的外上部设置有向排气泡腔20斜向的供液管19，排气泡腔体7的下部设有螺纹与环形极板分离体3设置的内螺纹相配连接，环形极板分离体3的内下部设有通孔，通孔内设置有环形极板1。环形极板分离体3可由绝缘材料制成，使由金属制成的环形极板1和滴头芯柱4，构成测量电容传感器所需的两个电极。
可移动部由滴头芯柱4、密封环8、调整环10、输入光纤11、输出光纤12、光电发射二极管13、光电接收二极管15、二极管压圈17和移动体18构成，移动体18内分别设置有上、中、下连通的台阶孔。移动体18的外上径设有螺纹与插座固定端压圈16设置的内螺纹相配连接；外中径设有螺纹与调整环10设置的内螺纹相配连接，外下径设有与排气泡腔20内圆相配的轴径。移动体18的中台阶孔内设置有光电发射二极管13和光电接收二极管15。移动体18的下台阶孔内设置有滴头芯柱4，滴头芯柱4内设有二通孔，二通孔内分别设置有输入光纤11、输出光纤12，输入光纤11、输出光纤12分别与光电发射二极管13和光电接收二极管15连接。移动体18的上台阶孔内设置有二极管压圈17，二极管压圈17的上部设有光电发射二极管13和光电接收二极管15的管脚14。
为使液滴形成，便于观察、测量，滴头芯柱4的中部设置有凸形台阶用于滴头芯柱4的限位；下部设置有二个制成平面形的滴头通道组合面23，滴头通道组合面23与滴头环2之间构成滴头通道21，使供液管19流入的被测液体经滴头通道组合面23后，再经滴头通道21就可形成观察和测量的液滴。
为使用时调节操作方便的需要，可在调整环10上设有一内螺纹孔，配置有锁紧螺钉9。调节锁紧螺钉9可对移动体18进行上、下调整。移动体18的下轴径处设置有环形槽，环形槽内设置有密封环8用于密封排气泡腔20。
在图5中，当需要更换被测液体或清洗滴头芯柱4时，可先将滴头芯柱4等件构成的可移动部与排气泡腔体7等件构成的固定部分离。然后拔出供液管19，分别清洗各自与液体相接触的表面。本发明中由于所有与液体接触的表面均设置为光滑的外表面，所以清洗变得方便且容易清洗干净。
在图6中，当需要测量液滴生长过程中的轮廓变化信息时，可以将环形极板1随同环形极板分离体3从排气泡腔体7旋下，使形成液滴的轮廓由基座5中部的观察通孔完全进入摄像头24的视野范围。
本发明在实际观察、测量操作时，测量液体经供液管19滴入排气泡腔20，液体在排气泡腔20的底部沿滴头芯柱4上设置的滴头通道组合面23的两个平面23时，其和滴头环2的内圆表面形成的滴头通道21，下流到滴头芯柱4底部楔缝22。此时，由于液体的存在使得排气泡腔20下部与外界隔离，然后液体沿滴头芯柱4的底部外锥面与滴头环2内圆面构成的楔形楔缝22水平流动形成液环；随着液体的逐渐增加，水平液环的内径向中心缩小，然后开始形成液滴。在液滴生长的过程中，光电发射二极管13发出的光通过输入光纤11，在滴头芯柱4的底端面射入处于准平衡状态变化的液滴，输出光纤12在滴头芯柱4的底端面处接收经液滴轮廓面反射及滴内散射的光信号后，传给光电接收二极管15，光电接收二极管15将光信号转变成为电信号经光电接收二极管15的管脚14，输送至信号处理器进行处理，就可得到测量液体的密度、表面张力、折射率、粘度、吸光度、混浊度、颜色、浓度、蒸发率、液体的化学成分和物理的多种特性参数。
与此同时，金属制成的环形极板1和滴头芯柱4，由于被由绝缘材料制做的环形极板分离体3和排气泡腔体7隔离，构成了测量电容传感器所需的两个电极，其极间的电容随液滴生长而变化的信息也被采集。由于供液速度很慢，供液管19将被测液体滴入排气泡腔20，就要产生了两个效果，一是由各种原因在供液管19内生成的气泡会在此处溢出液体，不会进入被测液滴；二是由于供液管19下端的液滴与位于排气泡腔20下部的液面不接触，从而使得被测液滴和供液系统隔离，排除了电容传感器漏电的可能性，增加了本发明的多种实用功能。
权利要求
1.一种可分离式光电液滴传感器，其特征在于，可分离式光电液滴传感器由固定部和可移动部组成，其中，1)固定部由基座、环形极板、滴头环、环形极板分离体、基座压圈、排气泡腔体、供液管和排气泡腔构成，基座的上部设有内台阶孔，内台阶孔处设置有排气泡腔体；排气泡腔体外设置的台阶处由基座压圈与基座固定连接，排气泡腔体的内上中部设有排气泡腔，排气泡腔的下部设有与滴头环相配的通孔，通孔内设置有滴头环；排气泡腔体的外上部设置有向排气泡腔斜向的供液管，排气泡腔体的下部设有螺纹与环形极板分离体设置的内螺纹相配连接，环形极板分离体的内下部设有通孔，通孔内设置有环形极板；2)可移动部由滴头芯柱、密封环、调整环、输入光纤、输出光纤、光电发射二极管、光电接收二极管、二极管压圈和移动体构成，移动体内分别设置有上、中、下连通的台阶孔，外中径设有螺纹与调整环设置的内螺纹相配连接，外下径设有与排气泡腔相配的轴径；移动体的中台阶孔内设置有光电发射二极管和光电接收二极管；移动体的下台阶孔内设置有滴头芯柱，滴头芯柱内设有二通孔，二通孔内分别设置有输入光纤、输出光纤，输入光纤、输出光纤分别与光电发射二极管和光电接收二极管连接；移动体的上台阶孔内设置有二极管压圈，二极管压圈的上部设有光电发射二极管和光电接收二极管的管脚。
2.根据权利要求1所述的一种可分离式光电液滴传感器，其特征在于，移动体的外上径设有螺纹与插座固定端压圈设置的内螺纹相配连接。
3.根据权利要求1所述的一种可分离式光电液滴传感器，其特征在于，调整环上设有一螺孔，螺孔中设置有调整环锁紧螺钉。
4.根据权利要求1所述的一种可分离式光电液滴传感器，其特征在于，移动体的下轴径处设置有环形槽，环形槽内设置有密封环。
5.根据权利要求1所述的一种可分离式光电液滴传感器，其特征在于，滴头芯柱的中部设置有凸形台阶，下部设置有滴头通道组合面，滴头通道组合面与滴头环之间构成滴头通道。
6.根据权利要求1所述的一种可分离式光电液滴传感器，其特征在于，基座的中部设置有通孔，通孔的外部设置有摄像头。
7.根据权利要求1所述的一种可分离式光电液滴传感器，其特征在于，环形极板分离体由绝缘材料制成。
全文摘要
分离式光电液滴传感器属于测量仪器，其固定部的基座上部设有内台阶孔和排气泡腔体；排气泡腔体外设置的台阶处由基座压圈与基座固定连接。排气泡腔体的内上中部设有排气泡腔，排气泡腔下部设有通孔装有滴头环。排气泡腔体的外上部设有供液管，下部设有螺纹相配装有环形极板分离体，环形极板分离体的内下部设有通孔装有环形极板。可移动部的移动体内分别设置有上、中、下连通的台阶孔，上台阶孔内设有管脚的二极管压圈，中台阶孔内设有光电发射和光电接收二极管；下台阶孔内设有滴头芯柱，滴头芯柱内分别设有连接光电发射二极管和光电接收二极管的输入光纤、输出光纤。移动体外中径设有螺纹与调整环的内螺纹连接，外下径设有与排气泡腔相配的轴径。
文档编号G01N21/25GK1414392SQ0213113
公开日2003年4月30日 申请日期2002年10月11日 优先权日2002年10月11日
发明者裘祖荣, 徐健, 方仲平, 张国雄 申请人:天津大学