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专利名称：插入式光电传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于玻璃、陶瓷、冶金行业的炉窑内温度测量装置，具体说是一种插入式光电传感器。
目前，在工业领域中，玻璃、陶瓷、冶金、化工等行业的炉窑在800℃-1600℃范围内测量温度，使用最多的是铂铑热电偶。铂铑热电偶是由两金属丝在一端焊接并设置外套而成的。由于铂、铑均为稀有贵重金属，其价格昂贵，而且使用寿命一般为几个月至一年，工作偶测量精度不高等。同时，在使用铂铑热电偶时，要求冷端温度为0℃，一般通过配用补偿导线来解决冷端问题，因补偿导线比普通电缆传输线价格贵2-3倍，而且每支热电偶都必需用补偿导线来连接，少则几十米，多则一、二百米，故此也是一项不少的开支；另外铂铑热电偶的金属丝焊接工艺要求高，焊点的大小、焊接质量的好坏，焊点是否圆滑，都会影响热电偶的测量准确度。因两偶丝间存在极间电容，高温段时，金属丝外套绝缘强度降低，极间电容增大，就会增加测量误差。
本实用新型是为解决上述技术存在的问题，而提供的一种插入式光电传感器。配接二次仪表或计算机能准确测量炉内温度进行自动控制，从而达到测量精度高、使用寿命长的目的。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样来完成的插入式光电传感器，它由外壳分别通过沉头螺钉和螺纹形式连接的后盖和接套组成的整体传感器壳体，后盖的端部连接一插座，在接套前端内腔插接有刚玉管，在外壳前置端内腔与接套连接的位置处，分别设置压圈、压垫和凸透镜片，外壳后置端的内腔设置的由光栏套内腔依次安装偏心套，偏心垫、光栏和螺纹套，以及偏心垫内设置的硅光电池组成的光电组合体，且在硅光电池的输出端连接负载电阻和热敏电阻，通过导线接于插座并输入给二次仪表。
本实用新型具有的特点是1、插入式光电传感器是根据热量学原理、光学原理和电学原理研制而成，通过导光体一刚玉管产生红外光，红外光经过凸透镜片折射，再经过光栏反射到硅光电池上，通过其输出端的补偿电路得到所需要的电压，再把这个电压输入给二次仪表进行显示温度。
2、采用了由螺纹套内设置的硅光电池、偏心套、垫、光栏和光栏套构成的光电组合体，通过调节光电组合体与凸透镜片的距离，使硅光电池输出电压曲线左右平移，大大地改善了硅光电池输出电压曲线特性，保证了产品的一致性，有力提高了产品精度达0.5％以下。
3、具有调整光电组合件与凸透镜片的距离，使光轴、光电组合件和硅光电池在一条直线上滑动，滑动以后光轴、光电组合件和硅光电池仍保持同心。设计光电组合件时，在螺栓前部加一段定位滑道，在硅光电池外中偏心套，在硅光电池后面加个偏心垫。这样就能保证光路的同心度。同心度好可提高产品精度，保证产品质量。
4、传感器本身自代有温度补偿电路，无需使用补偿导线，降低了使用成本，同时也解决了环境温度给测量带来的误差的缺陷。
下面将结合附图和实施例作进一步的说明。


图1为插入式光电传感器结构视图。
图2为图1补偿电路原理图。
图3为硅光电池输出电压曲线特性示意图。
由图1所示，插入式光电传感器由一个外壳13，在其前置端通过螺纹连接有接套17和后置端通过螺钉6连接后盖2组成的整体传感器壳体，接套17前端的内腔插接有用于放置在炉室内并产生红外光的刚玉管18，在外壳13的前置端内腔设置凸透镜片14，使接套17与外壳13连接的位置处，分别通过调整压垫15和压圈16固定凸透镜片14，位于凸透镜片14后部的外壳13后置端端内腔设置由所安装的光栏套5内腔分别按着从后往前依次安装的偏心套7、偏心垫8、光栏10和螺纹套12，以及在偏心垫8内设置的硅光电池9组成的光电组合体，通过硅光电池9输出端的导线接于插座1，并输入给二次仪表或计算机。光栏套5外套的轴向开有定位滑道19、与对应的外壳13、径向设置的定位螺钉11配合，用以调节光电组合体与凸透镜片14的距离，用来改善硅光电池输出电压曲线特性。在2CR4×4硅光电池9的输出端连接有由R负载电阻4和Rt热敏电阻3组成的补偿电路见图2。传感器本身所设置的温度补偿电路，可省去使用补偿导线，降低使用成本，并能防止周围环境温度的变化给测量带来的误差。
光栏套5除外套的轴向开有定位滑道19外，还可作相应的改变，省略定位滑道19，在光栏套5的径向设置螺纹，与外壳13配合端内腔的螺纹连接，同样可以完成光电组合体的位移调整。
图3示出了硅光电池输出电压曲线特性，图中输出电压VLS为y轴，炉窑温度T°C为x轴，x、y轴内区域表示为输出电压曲线。当调整光电组合体在外壳B内左右移动，就能改变光电组合体与凸透镜片14的距离，就会使硅光电池9输出电压曲线左右平移，从而达到改善硅光电池9输出电压曲线特性的目的，提产品精度。
权利要求1.插入式光电传感器，其特征是它由外壳(13)分别通过沉头螺钉和螺纹形式连接的后盖(2)和接套(17)组成的整体传感器壳体，后盖(2)的端部连接一插座(1)，在接套(17)前端内腔插接有刚玉管(18)，在外壳(13)前置端内腔与接套(17)连接的位置处，分别设置压圈(16)、压垫(15)和凸透镜片(14)，外壳(13)后置端的内腔设置的由光栏套(5)内腔依次安装偏心套(7)、偏心垫(8)、光栏(10)和螺纹套(12)，以及偏心垫(8)内设置的硅光电池(9)组成的光电组合体，且在硅光电池(9)的输出端连接负载电阻(4)和热敏电阻(3)，通过导线接于插座(1)并输入给二次仪表。
2.按权利要求1所述的插入式光电传感器，其特征是光栏套(5)外套的轴向开有定位滑道(19)与对应的外壳(13)径向设置的用以调节光电组合体与凸透镜片(14)距离的定位螺钉(11)配合。
3.按权利要求1所述的插入式光电传感器，其特征是光栏套(5)外套的径向设有螺纹，与外壳(13)配合端内腔的螺纹连接，组成光电组合体的另一调节结构。
专利摘要本实用新型公开了一种插入式光电传感器,它由传感器壳体,其内腔的前置端设置凸透镜片和安装一刚玉管,后置端内腔设置由光栏套内分别设置的光栏、偏心套和螺纹套构成的光电组合体,通过硅光电池输出端连接的负载电阻和热敏电阻组成的补偿电路而成,具有使用寿命长、精度高、性能可靠的特点,适用于玻璃、陶瓷、冶金、化工行业,是目前替代铂铑热电偶的理想产品。
文档编号G01J5/58GK2459638SQ0025898
公开日2001年11月14日 申请日期2000年10月25日 优先权日2000年10月25日
发明者张世娟, 王麒麟, 徐惠林 申请人:北戴河自动化仪表厂