[发明专利]水质传感器

说明书

技术领域

本发明属于环境传感器制造技术领域，具体涉及一种水质传感器。

背景技术

水质传感器用于监测各种环境中水体的质量，通常地，例如包括监测水体的浑浊度、PH值、溶解氧、导电率、温度、盐分等指数。由于水质传感器需要长期被配置于水体环境中，不可避免地，动、植物等生物污染可能大量积累于传感器上，从而影响传感器的精准度。

现有设计中，已经开发了多种防止生物污染在传感器上积累的方法：较为常见的一种是在传感器上装配由电机马达带动的刷子或海绵垫子，通过机械作动完成对传感器表面的清理，但其缺点是体积较大，且电机耗电量很大，并且，更加致命地，由于此类水质传感器通常配置有光学窗口，刷子或垫子在对传感器进行清理的同时，会对光学窗口造成损伤，严重影响传感器的正常使用；另一种较多使用的方法是采用防生物污染涂料，这种涂料含有活性生物灭杀剂，例如铜的化合物、氧化铜等，这种涂料常用于保护传感器的外壳，但却无法直接应用在光学窗口表面，不能直接对光学窗口形成保护，故需要额外的遮蔽机构来专门保护光学窗口，使得传感器的设计变得复杂化，增加生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水质传感器，其可以以较低的成本、较小的能耗实现水质传感器光学窗口的生物污染防护。

为实现上述发明目的，本发明提供一种水质传感器，包括壳体以及安装在所述壳体上的光学窗口，所述水质传感器还包括紫外光发射源、以及用作紫外光传播介质的介质部，所述紫外光发射源和所述介质部被如此配合设置以使自紫外光发射源发射的紫外光至少部分在所述光学窗口内被全内反射。

作为本发明的进一步改进，所述水质传感器包括控制单元，所述控制单元至少用于控制所述紫外光发射源发射的紫外光的强度及频率。

作为本发明的进一步改进，所述紫外光发射源和所述光学窗口之间还设置有与所述介质部相连的光线传导装置。

作为本发明的进一步改进，在所述光学窗口内全内反射的紫外光的波长范围为250nm~350nm。

作为本发明的进一步改进，在所述光学窗口内全内反射的紫外光的强度为200J/m²。

作为本发明的进一步改进，所述紫外光发射源包括紫外线灯管或紫外LED。

上述发明目的还可以通过以下技术方案实现，提供一种水质传感器，包括壳体以及安装在所述壳体上的光学窗口，所述水质传感器还包括紫外光发射源、以及与所述光学窗口相连的导光管，自所述紫外光发射源发射的紫外光通过所述导光管入射所述光学窗口，所述紫外光发射源被如此设置以使自其发射的紫外光入射所述光学窗口时的入射角大于arcsin（n1/n2）；其中，n1为所述水质传感器被配置于的水体的折射率，n2为所述光学窗口的折射率。

作为本发明的进一步改进，所述导光管与光学窗口夹呈的角小于90°-arcsin（n1/n2）。

上述发明目的还可以通过以下技术方案实现，提供一种水质传感器，包括壳体以及安装在所述壳体上的光学窗口，其特征在于，所述光学窗口包括窗口部以及与所述窗口部连接的导光部，所述水质传感器还包括紫外光发射源，自所述紫外光发射源发射的紫外光通过所述导光部入射所述窗口部，所述紫外光发射源被如此设置以使自其发射的紫外光入射所述窗口部时的入射角大于arcsin（n1/n2）；其中，n1为所述水质传感器被配置于的水体的折射率，n2为所述光学窗口的折射率。

作为本发明的进一步改进，所述光学窗口的导光部与窗口部夹呈的角小于90°-arcsin（n1/n2）。

与现有技术相比，本发明提供的水质传感器通过设置紫外光发射源，利用紫外光发射源发射的紫外光防止并去除可能附着在光学窗口上的生物污染，并且，利用光的全内反射，将紫外光全部“圈在”光学窗口内部，增加了紫外光的总照射强度，使得水质传感器具有更长时间抵御生物污染的能力，增加了水质传感器的现场连续使用时间，且结构简单，成本较低。

附图说明

图1是本发明水质传感器一实施方式的结构示意图；

图2是本发明水质传感器实施例一的结构示意图；

图3是本发明水质传感器实施例二的结构示意图；

图4是本发明水质传感器一实施方式中，采用紫外线灯管作为紫外光发射源时发射的紫外光的光谱分布图；

图5是本发明水质传感器一实施方式中，采用紫外LED作为紫外光发射源时发射的紫外光的光谱分布图。

具体实施方式