一种高精度红外水分仪探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及信号采集技术领域，具体公开了一种高精度红外水分仪探测装置，该装置包括传感器、前置放大电路板和传感器封闭支架。其中，传感器和前置放大电路板设于传感器封闭支架的封闭腔体内，传感器的引脚通过导线与前置放大电路板连接，完成原始信号采集。本发明专利技术装置最大限度地缩短了原始信号到输入级放大电路的距离，能够提高信号传输过程中的信噪比，避免了传感器原始信号通过导线传递到放大电路板过程中受到的电磁干扰，降低了原始信号传输过程中的噪声干扰。

High precision infrared moisture meter detecting device

The invention relates to the technical field of signal acquisition, in particular to a high-precision infrared moisture meter detecting device, which comprises a sensor, a preamplifier circuit board and a sensor closing bracket. Wherein, the sensor and the preamplifier circuit board are arranged in the enclosed cavity of the sensor closed bracket, and the pin of the sensor is connected with the preamplifier circuit board through a lead wire to complete the original signal acquisition. The device of the invention is to minimize the original signal to the input amplifier circuit can improve the signal transmission distance, in the process of SNR, avoid the original sensor signal is transmitted to the electromagnetic interference by amplifying circuit board in the process through the wire, reduces the noise signal in the transmission process.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度红外水分仪探测装置
本专利技术属于信号采集
，具体涉及一种高精度红外水分仪探测装置。
技术介绍
红外水分仪是一种在线非接触式物料水分检测仪。该产品适用于冶金、煤炭、化工、造纸、烟草、食品等多个行业。其原理基于朗博比尔定律的在水分测量上的应用，即水对一些特定波长的红外光表现出强烈的吸收特性。当用这些特定波长照射物料时，物料含的水就会吸收部分红外光的能量，因此可测量反射光的减少量计算物料的水分。同时为了消除其他因素对测量的干扰，一般采用一个被水强烈吸收的波长(测量波长)和一个被水吸收不太强的波长(参比波长)，分别对物料和传感器进行照射，检测和计算这两个波长主副管路共4术反射光的能量之比，测量物料水分。目前红外水分仪普遍将硫化铅等红外探测器安装在主副光路的交点处，利用斩光盘依次接受主、副光路测量和参比光束。传感器固定在机械悬臂上，在传感器的两个引脚上通过屏蔽线将信号接入光室外的信号放大电路板上实现信号采集和后续放大处理。探测器的信号将直接影响后续电路对信号的处理效果。由于红外水分计一般在工业现场使用，受电源、其他大型设备电磁干扰等影响较大，传感器和放大电路板之间信号传递会增加原始信号的噪声，降低后续信号处理和水分计算精确度和灵敏度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高精度红外水分仪探测装置，可以有效提高信号探测效率，降低信号噪声，提高红外水分仪的测量精度。本专利技术的技术方案如下：一种高精度红外水分仪探测装置，该装置设于红外水分仪中，所述的红外水分仪用于对测量物料进行水分检测，包括斩光盘、电机、轴承、主光路聚光筒、光室和光室壁板，该装置特征在于：包括传感器、前置放大电路板和传感器封闭支架；所述的传感器封闭支架包括光窗孔、电缆孔、固定腔室、封闭腔体、铜柱、支架盖和箱体；所述的传感器封闭支架设于主光路聚光筒上方，与主光路聚光筒通过螺纹连接；所述的箱体包括底板、前侧板、后侧板和左侧板，前侧板、后侧板和左侧板均与底板垂直，前侧板与后侧板互相平行，左侧板连接前侧板和后侧板，且与前侧板垂直；所述的支架盖设于箱体的上方，在由支架盖和箱体围成的空间内设有固定腔室和封闭腔体，固定腔室设于封闭腔体的右侧；在所述的支架盖上设有光窗孔和电缆孔，光窗孔和电缆孔均为圆孔，所述光窗孔的轴线和电缆孔的轴线互相平行，且光窗孔和电缆孔均贯通支架盖的上表面和下表面，并连通封闭腔体和传感器封闭支架外部；所述的传感器和前置放大电路板设于封闭腔体内，传感器位于主光路收光反射球面镜的圆心位置，所述的传感器的引脚通过导线与前置放大电路板连接，完成原始信号采集；传感器的光窗通过光窗孔接收测量信号和参比信号；所述的轴承一端与电机连接，另一端穿过光室壁板插入固定腔室内，形成测量悬臂；所述的轴承与光室壁板通过螺纹连接，在所述的轴承上设有斩光盘，斩光盘位于光室壁板与电机的中间，电机通过轴承带动斩光盘旋转，光源发射的连续波长红外光经过斩光盘上的滤光片进入红外水分仪的光室，并经过反射照射在传感器上，其中主光路光线通过测量物料反射，副光路光线直接照射传感器；所述的前置放大电路板通过两个铜柱与主光路反射筒和箱体的底板固定，前置放大电路板通过屏蔽电缆经电缆孔与电源和二次放大电路连接。所述的传感器封闭支架采用发黑工艺不反射杂散光，不影响传感器的测量。所述的支架盖与箱体通过螺丝连接固定。所述的固定腔室和封闭腔体通过薄板隔开，所述薄板与箱体的左侧板平行。所述的光窗孔的直径取值范围为10-18mm，电缆孔的直径取值范围为5-10mm，光窗孔的直径大于电缆孔的直径。所述的传感器选择硫化铅传感器。所述的硫化铅传感器的引脚间距的有效面积为5×5mm。所述的前置放大电路板采用贴片封装、多空并排设计，实现前置放大电路板的小型化。所述的前置放大电路板采用差分放大器读取硫化铅传感器的信号。所述的前置放大电路板上的差分放大电路包括差分放大器AD620U1、硫化铅传感器Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、钽电容C1、钽电容C2、钽电容C3、钽电容C4、钽电容C5、电解电容E1、电解电容E2、电解电容E3、电解电容E4、接线端子P1、插头P2、正负12V电源和地线；所述的硫化铅传感器与电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R5串联在正负12伏电源中；差分放大器的引脚2串联钽电容C1，引脚3串联钽电容C2，差分放大器和硫化铅传感器并联，用于读取硫化铅传感器的信号；钽电容C1串联电阻R4接地，钽电容C2串联电阻R7接地，对地释放高频干扰信号；电解电容E1与电阻R2、电阻R3，电解电容E2与电阻R5、电阻R6分别构成T型正负12伏电源，为硫化铅传感器供电；电阻R11和电阻R1串联在差分放大器的引脚1和引脚2之间，通过调整电阻R11和电阻R1的阻值可以有效调整差分放大器的放大倍数；电阻R8、电解电容E3、钽电容C3，电阻R9、电解电容E4、钽电容C4分别组成滤波电路；正负12伏电源通过电阻R8和电阻R9连接差分放大器的引脚7和引脚4，为差分放大器供电；电解电容E3和钽电容C3并联接地，电解电容E4和钽电容C4并联接地，用于释放电源中的干扰信号，降低电源纹，减小差分放大器的电源纹波；差分放大器的输出引脚6和钽电容C5串联，将差分放大器的信号通过接线端子P1传递给后续处理电路，钽电容C5通过串联电阻R10接地，将高频干扰信号导入地中；插头P2为前置放大电路板提供正负12V电源和地线，接线端子P1和插头P2分别通过四芯屏蔽电缆与后续电路连接。本专利技术的显著效果在于：(1)本专利技术装置使信号经过放大后再通过屏蔽电缆传递给后续处理电路，有效提高了信号的探测效率。(2)本专利技术装置将传感器直接与前置放大电路板连接，通过传感器封闭支架安装在红外水分仪检测光路中，最大限度地缩短了原始信号到输入级放大电路的距离，能够提高信号传输过程中的信噪比，避免了传感器原始信号通过导线传递到放大电路板过程中受到的电磁干扰，降低了原始信号传输过程中的噪声干扰。(3)本专利技术装置的前置放大电路板采用贴片封装，减小了安装尺寸，降低了对光路的影响。(4)采用本专利技术装置进行测量，测量精度高，测量范围广。附图说明图1为一种高精度红外水分仪探测装置示意图；图2为传感器封闭支架示意图；图3为红外水分仪测量原理示意图；图4为前置放大电路板原理图。图中：1.传感器；2.测量物料；3.斩光盘；4.电机；5.光窗孔；6.电缆孔；7.固定腔室；8.封闭腔体；9.轴承；10.铜柱；11.主光路聚光筒；12.前置放大电路板；13.支架盖；14.箱体；15.光室壁板。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1-3所示的一种高精度红外水分仪探测装置，该装置设于红外水分仪中，所述的红外水分仪用于对测量物料2进行水分检测，该装置包括传感器1、前置放大电路板12和传感器封闭支架。所述的红外水分仪包括斩光盘3、电机4、轴承9、主光路聚光筒11、光室和光室壁板15。所述的传感器封闭支架包括光窗孔5、电缆孔6、固定腔室7、封闭腔体8、铜柱10、支架盖13和箱体14。所述的传感器封闭支架设于主光路聚光筒11上方，与主光路聚光筒11通过螺纹连接。所述的传感器封闭支架采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度红外水分仪探测装置，该装置设于红外水分仪中，所述的红外水分仪用于对测量物料(2)进行水分检测，包括斩光盘(3)、电机(4)、轴承(9)、主光路聚光筒(11)、光室和光室壁板(15)，该装置特征在于：包括传感器(1)、前置放大电路板(12)和传感器封闭支架；所述的传感器封闭支架包括光窗孔(5)、电缆孔(6)、固定腔室(7)、封闭腔体(8)、铜柱(10)、支架盖(13)和箱体(14)；所述的传感器封闭支架设于主光路聚光筒(11)上方，与主光路聚光筒(11)通过螺纹连接；所述的箱体(14)包括底板、前侧板、后侧板和左侧板，前侧板、后侧板和左侧板均与底板垂直，前侧板与后侧板互相平行，左侧板连接前侧板和后侧板，且与前侧板垂直；所述的支架盖(13)设于箱体(14)的上方，在由支架盖(13)和箱体(14)围成的空间内设有固定腔室(7)和封闭腔体(8)，固定腔室(7)设于封闭腔体(8)的右侧；在所述的支架盖(13)上设有光窗孔(5)和电缆孔(6)，光窗孔(5)和电缆孔(6)均为圆孔，所述光窗孔(5)的轴线和电缆孔(6)的轴线互相平行，且光窗孔(5)和电缆孔(6)均贯通支架盖(13)的上表面和下表面，并连通封闭腔体(8)和传感器封闭支架外部；所述的传感器(1)和前置放大电路板(12)设于封闭腔体(8)内，传感器(1)位于主光路收光反射球面镜的圆心位置，所述的传感器(1)的引脚通过导线与前置放大电路板(12)连接，完成原始信号采集；传感器(1)的光窗通过光窗孔(5)接收测量信号和参比信号；所述的轴承(9)一端与电机(4)连接，另一端穿过光室壁板(15)插入固定腔室(7)内，形成测量悬臂；所述的轴承(9)与光室壁板(15)通过螺纹连接，在所述的轴承(9)上设有斩光盘(3)，斩光盘(3)位于光室壁板(15)与电机(4)的中间，电机(4)通过轴承(9)带动斩光盘(3)旋转，光源发射的连续波长红外光经过斩光盘(3)上的滤光片进入红外水分仪的光室，并经过反射照射在传感器(1)上，其中主光路光线通过测量物料(2)反射，副光路光线直接照射传感器(1)；所述的前置放大电路板(12)通过两个铜柱(10)与主光路反射筒(11)和箱体(14)的底板固定，前置放大电路板(12)通过屏蔽电缆经电缆孔(6)与电源和二次放大电路连接。...

【技术特征摘要】
1.一种高精度红外水分仪探测装置，该装置设于红外水分仪中，所述的红外水分仪用于对测量物料(2)进行水分检测，包括斩光盘(3)、电机(4)、轴承(9)、主光路聚光筒(11)、光室和光室壁板(15)，该装置特征在于：包括传感器(1)、前置放大电路板(12)和传感器封闭支架；所述的传感器封闭支架包括光窗孔(5)、电缆孔(6)、固定腔室(7)、封闭腔体(8)、铜柱(10)、支架盖(13)和箱体(14)；所述的传感器封闭支架设于主光路聚光筒(11)上方，与主光路聚光筒(11)通过螺纹连接；所述的箱体(14)包括底板、前侧板、后侧板和左侧板，前侧板、后侧板和左侧板均与底板垂直，前侧板与后侧板互相平行，左侧板连接前侧板和后侧板，且与前侧板垂直；所述的支架盖(13)设于箱体(14)的上方，在由支架盖(13)和箱体(14)围成的空间内设有固定腔室(7)和封闭腔体(8)，固定腔室(7)设于封闭腔体(8)的右侧；在所述的支架盖(13)上设有光窗孔(5)和电缆孔(6)，光窗孔(5)和电缆孔(6)均为圆孔，所述光窗孔(5)的轴线和电缆孔(6)的轴线互相平行，且光窗孔(5)和电缆孔(6)均贯通支架盖(13)的上表面和下表面，并连通封闭腔体(8)和传感器封闭支架外部；所述的传感器(1)和前置放大电路板(12)设于封闭腔体(8)内，传感器(1)位于主光路收光反射球面镜的圆心位置，所述的传感器(1)的引脚通过导线与前置放大电路板(12)连接，完成原始信号采集；传感器(1)的光窗通过光窗孔(5)接收测量信号和参比信号；所述的轴承(9)一端与电机(4)连接，另一端穿过光室壁板(15)插入固定腔室(7)内，形成测量悬臂；所述的轴承(9)与光室壁板(15)通过螺纹连接，在所述的轴承(9)上设有斩光盘(3)，斩光盘(3)位于光室壁板(15)与电机(4)的中间，电机(4)通过轴承(9)带动斩光盘(3)旋转，光源发射的连续波长红外光经过斩光盘(3)上的滤光片进入红外水分仪的光室，并经过反射照射在传感器(1)上，其中主光路光线通过测量物料(2)反射，副光路光线直接照射传感器(1)；所述的前置放大电路板(12)通过两个铜柱(10)与主光路反射筒(11)和箱体(14)的底板固定，前置放大电路板(12)通过屏蔽电缆经电缆孔(6)与电源和二次放大电路连接。2.如权利要求1所述的一种高精度红外水分仪探测装置，其特征在于：所述的传感器封闭支架采用发黑工艺不反射杂散光，不影响传感器(1)的测量。3.如权利要求1所述的一种高精度红外水分仪探测装置，其特征在于：所述的支架盖(13)与箱体(14)通过螺丝连接固定。4.如权利要求1所述的一种高精度红外水分仪探测装置，其特征在于：所述的固定腔室(7)和封闭...

【专利技术属性】
技术研发人员：关键，侯江，冯威锋，王腾飞，侯录，柳杰，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11