[实用新型]一种测量水流泥沙含量的反射式红外泥沙传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，特别涉及一种测量水流泥沙含量的反射式红外泥沙传感器。

背景技术

目前，利用红外线在不同浓度含沙水流中反射强度不同这一原理进行含沙量测量的泥沙传感器有红外测沙仪和一种反射式含沙量测量方法及装置。其中，红外测沙仪采用普通的红外光源与光电探测器进行泥沙含量的测量，但是传感器光路设计过于简单，结构不够合理，导致含沙量测量范围低于50kg/m³，不适用高含沙量水流的测量，实用性不高。另外，反射式含沙量测量方法及装置采用的近红外光源(1800nm及1940nm)和光电探测器进行泥沙含量的测量，由于1800nm及1940nm红外光源有较强的水分吸收和反射特性，含沙量测量范围达到300kg/m³，但是其传感器结构设计上将红外光源与光电探测器置于同一密闭空间内进行泥沙含量的测量，并没有排除玻璃片的镜面反射产生的叠加干扰，并且1800nm及1940nm红外光源和探测器单价是国内普通红外光源和光电探测器的数十倍甚至上百倍，生产应用成本高昂。

所以，现有泥沙传感器是把红外光源与光电探测器置于同一空间内进行泥沙含量的测量。红外光源产生的红外线一部分折射后透过玻璃片进入含沙水流中，通过泥沙颗粒的反射再次透过玻璃片进入光电探测器，产生有效的光电信号，而另一部分红外线在玻璃片表面发生镜面反射后直接进入光电探测器，这样就对测量结果产生了无效的叠加干扰。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决目前测量泥沙含量的红外泥沙传感器成本昂贵的问题，提供一种测量水流泥沙含量的反射式红外泥沙传感器。

本实用新型的一种测量水流泥沙含量的反射式红外泥沙传感器，

所述传感器包括处理电路、光电探测器、遮光套、红外光源和玻璃罩；

所述光电探测器、遮光套和红外光源均设置在玻璃罩内，所述遮光套套在光电探测器的外表面，

所述红外光源，用于透过玻璃罩向待测泥沙含量的水流中发射红外光；

所述光电探测器，用于透过玻璃罩探测水流中泥沙反射和散射的红外光；

所述处理电路，根据光电探测器探测的红外光强度获得泥沙含量的模拟信号。

所述遮光套的下端与玻璃罩底部平面无缝连接。

所述红外光源发射光源方向与光电探测器的探测方向夹角范围为35°～55°。

所述传感器包括多个红外光源，所述多个红外光源以所述光电探测器为中心分布在其周围。

所述红外光源为红外发光二极管，其峰值波长范围为940nm～950nm；

所述光电探测器为红外接收二极管，其敏感波长范围为800nm～1100nm。

所述处理电路形成电路板，红外光源和光电探测器通过焊接引脚焊接固定在所述电路板上。

所述传感器还包括防护外壳7；

所述电路板、光电探测器、遮光套、红外光源和玻璃罩均设置在防护外壳内。

所述防护外壳的尾部设有内螺纹，所述内螺纹用于与线缆防水接头密封连接。

所述防护外壳与玻璃罩之间采用密封胶进行防水密封。

本实用新型的有益效果在于，由于把红外光源与光电探测器通过遮光套进行空间隔离，使红外光源在玻璃罩表面产生的镜面反射红外光被遮光套阻挡，进入光电探测器的全部是泥沙反射及散射的红外光，从而避免了镜面反射对泥沙测量结果的叠加干扰，提高了测量范围及精度。同时，本实用新型的红外光源和光电探测器采用的成本较低的红外发光二极管和红外接收二极管就能实现。本实用新型与没有加遮光套的反射式红外泥沙传感器相比能有效避免镜面反射的叠加干扰，含沙量测量范围大幅提高。实验验证，成本较低的本实用新型含沙量测量范围也能达到300kg/m³以上。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种测量水流泥沙含量的反射式红外泥沙传感器的原理示意图。

具体实施方式

结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种测量水流泥沙含量的反射式红外泥沙传感器，

所述传感器包括处理电路1、光电探测器2、遮光套3、多个红外光源5、玻璃罩6和防护外壳7；