CN103207176A

CN103207176A - 一种自动平衡比色系统

Info

Publication number: CN103207176A
Application number: CN2013101400685A
Authority: CN
Inventors: 汤新华; 俞祖璇; 陈锦; 沈琪
Original assignee: XIAMEN STANDARDS SCIENTIFIC INSTRUMENT CO Ltd
Current assignee: XIAMEN STANDARDS SCIENTIFIC INSTRUMENT CO Ltd
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2013-07-17

Abstract

本发明公开一种自动平衡比色系统，包括检测室、光电传感器和LED灯、MCU单元、A/D转换模块、D/A转换模块和PMW控制模块，该MCU单元预存有不同项目对应的初始LED光强AD值，该光电传感器通过A/D转换模块而与MCU单元相连，该MCU单元依次通过D/A转换模块和PMW控制模块而与LED灯相连，该光电传感器接收LED灯发出的光再经A/D转换模块转换成数字信号输送至MCU单元，以得到实际LED光强AD值，该MCU单元基于实际LED光强AD值与初始LED光强AD值进行比较后得到修正LED光强AD值，再通过D/A转换模块和PMW控制模块控制LED灯工作。与现有技术相比，本发明无需人工对各个LED灯进行校准，从而具有校准精确度高以及所需劳动力小的功效。

Description

一种自动平衡比色系统

技术领域

本发明涉及检测领域，更具体的说涉及一种自动平衡比色系统。

背景技术

目前市场上的仪器使用检测光源主要是连续波长的灯源（如钨灯）和单波长的光源（如单色LED灯），在检测某个指标时，通常是采用如下两种方式：一种是连续波长灯源+单色滤光片，另一种是直接采用单色LED灯。对于第一种方式，在不做检测项目而需切换波长时，一般是靠手工或者机械的方式来更换相应的滤光片，其中手工切换容易造成滤光片的污损和划伤，机械切换则具有机构复杂和可靠性低的问题，同时还增加了仪器的体积和重量，不利于携带和运输。

中国发明专利申请CN101980007A公开了一种基于LED灯多光路切换的比色系统，包括发射板、检测室和光电传感器，该检测室内开有若干个可放置比色皿的比色槽，每一个比色槽的一面开有放置光电传感器的检测孔，另一面开有若干个光孔，光孔位于检测孔的正对面，发射板开有若干组灯孔，灯孔内放置LED灯，每一个灯孔与一个光孔相连通，光孔的直径比灯孔小，LED灯连接外部电路板。

如此，其可以在多个灯孔上分别插上不同波长的LED灯，该LED灯亮和灭由外接的电路板控制，当需要某个波长的LED灯检测样品时，通过电路控制只点亮该波长的LED灯，光线通过光孔穿过检测比色槽内的液体样品到达另一面上的光电传感器，这样就可以实现在一个比色槽上可以有选择地检测多个不同波长的样品，大大提高了检测效率。

由于LED灯存在一个光衰期，随着使用时间和频率的上升，LED灯的发光效率慢慢在降低，相应的发光强度就降低了。针对这个情况，传统的做法都是采用人工的方式来校正LED灯的驱动电流。但是，由于元器件的老化程度不一，比如基于电阻的精度和温漂都会造成LED灯发光强度的波动，如此使得人工调节精确度较低，另外其对每个通道的灯都需要进行光强校准，而且每隔一段时间都要去校准，工作量非常大。

有鉴于此，本发明人针对现有比色系统的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动平衡比色系统，以解决现有比色系统在校正LED灯驱动电流时具有校正精确度低以及工作量大的问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种自动平衡比色系统，包括检测室、光电传感器和LED灯，该检测室内开有若干个可放置比色皿的比色槽，每一个比色槽的一面开有放置光电传感器的检测孔，另一面开设有用于放置LED灯的定位孔；其中，该自动平衡比色系统还包括MCU单元、A/D转换模块、D/A转换模块和PMW控制模块，该MCU单元预存有不同项目对应的初始LED光强AD值，该光电传感器通过A/D转换模块而与MCU单元相连，该MCU单元依次通过D/A转换模块和PMW控制模块而与LED灯相连，该光电传感器接收LED灯发出的光再经A/D转换模块转换成数字信号输送至MCU单元，以得到实际LED光强AD值，该MCU单元基于实际LED光强AD值与初始LED光强AD值进行比较后得到修正LED光强AD值，再通过D/A转换模块和PMW控制模块控制LED灯工作。

进一步，该LED灯为至少两色LED灯，该至少两色LED灯具有基板、灯罩、输出引脚、至少两个输入引脚以及位于灯罩内且朝灯罩发光的至少两个LED芯片，该输入引脚的数量与LED芯片的数量相等，该至少两个LED芯片产生不同波长的光并恰好覆盖定位孔与比色槽的交界范围，该输出引脚和至少两个输入引脚使至少两个LED芯片接入至电路板。

采用上述结构后，本发明涉及一种自动平衡比色系统，其通过设置MCU单元、A/D转换模块、D/A转换模块和PMW控制模块，如此可以根据LED灯的当前光强与初始LED光强AD值进行比较而获得修正LED光强AD值，如此可以实现自动调整，补偿光衰、提高精确度。

与现有技术相比，本发明无需人工对各个LED灯进行校准，从而具有校准精确度高以及所需劳动力小的功效。

附图说明

图1为本发明涉及一种自动平衡比色系统较佳实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实现自动平衡的电路原理框图；

图3为图1中一组结构组装完成时的剖视图；

图4为三色LED灯的结构示意图。

图中：

比色系统 100

至少两色LED灯 1 基板 11

灯罩 12 输出引脚 13

输入引脚 14 LED芯片 15

检测室 2 比色槽 21

比色皿 22 检测孔 23

定位孔 24 光电传感器 3

MCU单元 41 A/D转换模块 42

D/A转换模块 43 PMW控制模块 44。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1至图4所示，本发明涉及的一种自动平衡比色系统100，包括LED灯1、检测室2和光电传感器3，该检测室2内开有若干个可放置比色皿22的比色槽21，每一个比色槽21的一面开有放置光电传感器3的检测孔23，每一个比色槽21的另一面开有定位孔24，该定位孔24用于放置LED灯1，在本实施例中，该LED灯为至少两色LED灯1，更具体其为三色LED灯。需要说明的是，对于检测室2和光电传感器3其均与现有技术基本相同，不再详细描述，本发明的改进之处在于设置了至少两色LED灯1。

如图2所示，该自动平衡比色系统100还包括MCU单元41、A/D转换模块42、D/A转换模块43和PMW控制模块44，该光电传感器3通过A/D转换模块42而与MCU单元41相连，从而将当前光的信息反馈至MCU单元41中，该MCU单元41依次通过D/A转换模块43和PMW控制模块44而与至少两色LED灯1相连，从而可以通过PMW控制模块44来调整至少两色LED灯1，产生标准的单色发光强度，以弥补基于使用时间和频率的上升而造成LED灯发光效率下降的问题。如此，本发明还具有精确度高、使用寿命长等效果。

在本发明中，该MCU单元41为单片机，根据不同的检测项目，在单片机内预存了不同项目对应的初始LED光强AD值。开机后，对应不同检测项目，软件自动提取相应AD值，通过相应的软件算法，换算成不同的数字信号输出给D/A转换模块43，D/A转换模块43产生相应的驱动电流，由PMW控制模块44产生不同占空比的脉冲，来驱动LED。

光电传感器3接收到不同波长的LED发的光后，产生相应的信号，经放大A/D转换成数字信号后，由MCU单元41对此信号进行处理。由于环境温度不同，元器件个体间差异，电磁干扰，灯珠老化衰减等各种影响干扰，导致LED灯1的发光强度不稳定或者是波动，相应的光电传感器3检测到的信号也是不稳定的。当MCU单元41接收到光强信号时，会与原先设定的初始值进行相应的比对和滤波处理，产生相应的跟踪处理算法，调整输出的输出值，即修正LED光强AD值，从而调整后续电路的驱动电流，达到稳定LED发光强度的目的，最终不影响检测结果。

如图3和图4所示，该至少两色LED灯1具有基板11、灯罩12、输出引脚13、至少两个输入引脚14以及至少两个LED芯片15，该至少两个LED芯片15位于灯罩12内且朝灯罩12发光，该输入引脚14的数量与LED芯片15的数量相等，在本实施例中都为3个；该至少两个LED芯片15产生不同波长的光并恰好覆盖定位孔24与比色槽21的交界范围，如图2所示，该输出引脚13和至少两个输入引脚14使至少两个LED芯片15接入至电路板，如此在电路板的控制下，该至少两个LED芯片15可以择一点亮，以产生不同波长的光。

这样，本发明涉及一种单灯珠多通道比色系统100，其通过设置至少两色LED灯1，与现有技术相比，其仅需一个定位孔24即可，而无需设置多个灯孔和光孔，大大简化了设备的结构，降低了加工难度；另外，通过对LED芯片15在封装上的调整，可以确保每个LED芯片15在点亮时所产生的光恰好覆盖定位孔24与比色槽21的交界范围，如此可以确保光与比色皿22垂直，确保了检测精度。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims

1.一种自动平衡比色系统，包括检测室、光电传感器和LED灯，该检测室内开有若干个可放置比色皿的比色槽，每一个比色槽的一面开有放置光电传感器的检测孔，另一面开设有用于放置LED灯的定位孔；其中，该自动平衡比色系统还包括MCU单元、A/D转换模块、D/A转换模块和PMW控制模块，该MCU单元预存有不同项目对应的初始LED光强AD值，该光电传感器通过A/D转换模块而与MCU单元相连，该MCU单元依次通过D/A转换模块和PMW控制模块而与LED灯相连，该光电传感器接收LED灯发出的光再经A/D转换模块转换成数字信号输送至MCU单元，以得到实际LED光强AD值，该MCU单元基于实际LED光强AD值与初始LED光强AD值进行比较后得到修正LED光强AD值，再通过D/A转换模块和PMW控制模块控制LED灯工作。

2.如权利要求1所述的一种自动平衡比色系统，其特征在于，该LED灯为至少两色LED灯，该至少两色LED灯具有基板、灯罩、输出引脚、至少两个输入引脚以及位于灯罩内且朝灯罩发光的至少两个LED芯片，该输入引脚的数量与LED芯片的数量相等，该至少两个LED芯片产生不同波长的光并恰好覆盖定位孔与比色槽的交界范围，该输出引脚和至少两个输入引脚使至少两个LED芯片接入至电路板。