[发明专利]一种光电传感测量装置

权利要求书

1.一种光电传感测量装置，其特征在于主体结构包括底座、一号支架、二号支架、三号支架、四号支架、五号支架、六号支架、光源、起偏器、透镜组合、电机、滤光轮、通孔、滤光片、透明窗口、样品仓、前导管、后导管和探测器；矩形板状结构的底座的上表面从左至右依次设置有一号支架、二号支架、三号支架、四号支架、五号支架和六号支架，底座分别与一号支架、二号支架、三号支架、四号支架、五号支架和六号支架螺栓式连接，一号支架的顶端安装有光源，二号支架的顶端安装有起偏器，三号支架的顶端安装有透镜组合，透镜组合的主体结构包括大口径准直透镜、聚焦透镜和小口径准直透镜，大口径准直透镜、聚焦透镜和小口径准直透镜从左至右依次排列，大口径准直透镜、聚焦透镜和小口径准直透镜的中心位于同一条直线上，四号支架的顶端安装有电机，电机与圆形结构的滤光轮连接，滤光轮的圆周上等间距开设有n-2个圆形结构的通孔，其中n-1个通孔中安装有圆形片状结构的波长不同的滤光片，其余1个通孔中安装有圆形结构的透明窗口，五号支架的顶端安装有内空式长方体结构的样品仓，样品仓的前部侧面上设置有圆形结构的前导管，样品仓的后部侧面上设置有圆形结构的后导管，六号支架的顶端设置有探测器；透镜组合、其中一个滤光片、样品仓和探测器的中心在同一条水平光路上。

2.根据权利要求1所述的一种光电传感测量装置，其特征在于所述底座、一号支架、二号支架、三号支架、四号支架、五号支架和六号支架的材质均为不锈钢；光源为包括氘灯、卤钨灯、氙灯、光发射二极管、超辐射光源、半导体光放大器、光纤放大器、来自空间的非单模光和复合光源的宽谱光源；起偏器能够从自然光中获得偏振光；透镜组合中的大口径准直透镜为通光口径为1毫米至7厘米的准直透镜，聚焦透镜为透射式透镜，小口径准直透镜为通光口径为0.01毫米至1厘米的准直透镜；电机为减速电机、伺服电机或直流步进马达，电机转动时带动滤光轮旋转以选择光路透镜组合-样品仓中的不同波长的滤光片；滤光轮上的通孔的数量根据所需不同波长的滤光片的数量选取，通孔的数量比滤光片的数量多1个；滤光片为带通型滤光片；透明窗口作为发出其他波段波长的测试光源的通过窗口；样品仓用于存储待测液体；前导管作为待测液体流入样品仓的通道；后导管作为待测液体流出样品仓的通道；探测器为光子探测器。

3.根据权利要求1所述的光电传感测量装置，其特征在于使用时，将滤光轮上的通孔依次编号为0、1、2、3……N，并在编号为1、2、3……N的通孔中依次置入不同波长的滤光片，滤光片对应的波长分别为λ₁，λ₂……λ_N，编号为0的没有置入滤光片的通孔为透明窗口，在透明窗口的左侧装设测试光源，在透明窗口的右侧装设光电探测器，测试光源的波长为λ₀，测试光源和光电探测器的光路位于同一条轴线上，测试光源包括激光器、发光二极管、灯和自然光，波长λ₀是包括在测试光源光谱波段中的一个波长，光电探测器能够探测波长为λ₀的光；开启电机使其带动滤光轮旋转，待透镜组合、1号通孔中的滤光片、样品仓和探测器的中心在同一条水平光路上时，打开光源，光源发出自然光，起偏器获取自然光中的偏振光，偏振光经过大口径准直透镜时被大口径准直透镜耦合为平行光，平行光经过聚焦透镜时被聚焦透镜聚焦为小光场范围的光，小光场范围的光经过小口径准直透镜时被小口径准直透镜耦合为小光场范围的平行光，小光场范围的平行光经过1号通孔中的滤光片之后成为单色光，单色光经过样品仓后形成携带样品信息的光信号，探测器将探测到的光信号转换为电流信号，电流信号经过放大电路得到模拟电压，模拟电压经过单片机模数转换为可读取的数字电压值，利用数字电压值与测定参数的定量模型能够得到在线检测值；期间，当光电探测器探测到测试光源发出的光信号时，说明1号通孔中的滤光片在光路透镜组合-样品仓的光轴上，探测器探测到的是波长为λ₁的光信号，滤光轮匀速转动一圈的时间为T，滤光轮有N个通孔，探测器每隔T/N的时间探测到一次光信号P，P为波长λ对应的光信号，光电探测器探测到的光信号为P₀，P₀为波长λ₀对应的光信号，则波长λ、光信号P和P₀与时间T的对应关系下表所示：

T	0	T/N	2T/N	……	(N-1)T/N	T	T+T/N	T+2T/N	……
λ	λ1	λ2	λ3	……	λN	λ1	λ2	λ3	……
0]]>	1	0	0	……	0	1	0	0	……
P	1]]>	2]]>	3]]>	……	n]]>	1]]>	2]]>	3]]>	……

从上表中能够看出，测试光源和光电探测器能够对波长λ进行准确定位，还能对其他波长进行准确定位，从而准确地得到探测器对不同波长的响应。