[实用新型]一种红外水分检测仪

说明书

技术领域

本实用新型属于光电检测仪器，具体涉及一种在线式红外水分检测仪，可广泛应用于建筑工程砂料、冶金烧结料以及粮食等多种工业生产领域，实现对颗粒类物料水分的在线实时动态自动检测。

背景技术

在许多工业生产领域，需要对物料(如冶金钢铁行业的烧结物料、粮食食品加工行业的粮食物料和烟草行业的烟丝等)的水分进行精确检测，以保证产品的质量，提高生产效率，降低能源消耗。现有水分检测装置和仪器所应用的方法包括干燥法、电导法和电容法等，这些方法的缺点是：无法实现非接触检测，难以实现高精度的检测。虽然现在也有红外式水分检测装置和仪器，但它们大都采用传统的光学仪器方法，存在着结构复杂、制造难度大、成本高等缺陷。

如图1所示，现有的美国NDC红外技术公司生产的MM710型红外式水分仪的结构为：光源2向离轴收集镜1发出一定功率的光，此发射光中包含对水分有较强吸收特性的红外波长的光。发射光再经过电机驱动的旋转调制盘3的斩光变成调制的光，射向光束分离器8，光束分离器8将入射光的一部分分成向下的光，经过保护镜9投向被测物料10，一部分分成参考光并经反光镜7投射到参考探测器7之上。物料10反射回的光11经过分格收集镜4成为检测光12再被主探测器5所接收。主探测器5接收到的光信号就包含有物料水分信息。而参考探测器6所接收的光信号则用于对主探测器5温度变化等的补偿，以消除这些温度变化所带来的误差影响。

上述产品的技术思路，基本上是传统的光学仪器的设计和技术，包含多个光学元件，这些光学元件的加工困难，工艺要求高，因而成本较高。另外，检测仪器的装配也很复杂，仪器耐振动性能也有限。

发明内容

本实用新型的目的在于提供的一种红外水分检测仪，该检测仪具有系统结构简单、成本低和抗振动性能好的特点。

本实用新型提供的红外水分检测仪，其特征在于：在支架板上安装有直流电机，直流电机的轴上安装有斩光调制盘，斩光调制盘为叶片状，其上方安装有第一、第二光源，斩光调制盘的叶片尺寸和叶片之间的空隙尺寸大于第一、第二光源的出光光束直径，第一、第二探测器分别安装在斩光调制盘外侧，第一、第二探测器的前段分别安装有第一、第二窄带滤光器，在斩光调制盘的下方安装有保护镜；检测仪的信号检测及处理电路分别与直流电机，第一、第二光源和第一、第二探测器电连接。

本实用新型应用相关领域所熟知的红外检测原理来实现物料水分检测，此原理为：物料所包含的水分会对某一特殊波长的红外光具有明显的吸收效应，水分越多，吸收越强.因此，若将包含此特殊波长的一束强度一定的光投射到被测物料上，则物料反射回的光之强度大小就与物料水分大小有关，即反射光强度愈大，说明物料水分就愈小；反之，反射光强度愈小，说明物料水分就愈大.可将上述对水分有较大吸收特性的特殊波长定义为“工作波长”.若能定量检测出反射光中“工作波长”强度，就可实现物料水分的检测.本实用新型采用独特的设计，在结构上采用探测光源和红外探测器均直接面向被检测物料，而不是象现有的检测仪器那样采用多个光学滤光片和光学元件，这样就能以较为简单的系统结构和较少的零部件，分别获得有光源照射下物料红外反射信号(包含有物料水分信息和其它误差因素信息)和无光源照射下红外反射信号(仅包含其它误差因素信息)，再通过基于微型单片计算机电子系统的信号分析和处理，可以得到被测物料的水分信息，从而实现物料水分在线实时动态的检测.因此，依据本实用新型所实现的红外水分检测仪可称为“直接式”红外水分检测仪.

本实用新型提供了一种直接式红外水分检测仪器的新技术，其与上述现有技术和产品的最大差别在于将探测器前移至直接面向被测物料来接收物料反射回来的光信号，而省去了许多收集镜和分离器等光学元件，从而简化了系统结构，降低了生产加工的难度，也可较大幅度降低系统成本，并使检测仪器耐受工业应用现场的振动和冲击性能得到提高。

本实用新型较之现有技术的优势主要有：省掉了许多需要精密加工的光学镜头等元件，检测仪结构更加简化紧凑，成本也较低。

附图说明

图1是现有的一种水分检测结构示意图；

图2是本实用新型的一种具体实施方式的结构示意图；

图3是检测仪信号检测及处理电路的结构示意图；

图4是斩光调制盘几何形状以及光源、探测器平面位置示意图；

图5是滤波器输出电压波形图；

图6(a)(b)分别是滤波器和施密特比较器输出波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型的结构作进一步详细的说明。