CN103278212A

CN103278212A - 溶液信息采集装置

Info

Publication number: CN103278212A
Application number: CN 201310235711
Authority: CN
Inventors: 燕宸; 魏谦; 刘全全
Original assignee: 燕宸
Priority date: 2013-06-15
Filing date: 2013-06-15
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-06-15
Also published as: CN103278212B

Abstract

本发明的溶液信息采集装置，包括底座和电路部分，底座上固定有竖立板；特征在于：底座上设置有器皿，器皿上方的竖立板上设置有激光光源、白光光源、第一CCD图像传感器以及第二CCD图像传感器，激光光源用于产生垂直光束和斜光束，白光光源用于产生白光束；器皿的底部固定有斜反射镜，垂直光束经凸透镜聚焦后的光束、斜光束经待测溶液的反射光束均照射于第一CCD图像传感器上，白光束穿透于待测溶液后照射于第二CCD图像传感器上。本发明的测定装置，通过第一CCD图像传感器对光线照射位置的测量，可准确测量出已知溶液的浓度，避免了对溶液取样所带了的污染，尤其是对于剧毒、腐蚀性强的溶液来说，非接触式测量的优势更加明显。

Description

溶液信息采集装置

技术领域

本发明涉及一种溶液信息采集装置，更具体的说，尤其涉及一种可测定液体物质的高度、体积、折射率、物质的量浓度甚至物质种类的溶液信息采集装置。

背景技术

在酸碱滴定和溶液质量浓度的测量过程中，经常需要检测溶液的PH值和质量浓度。现在常用的方法是首先对溶液进行取样，在通过PH试纸进行PH值的测定，通过其他方法来测定溶液的质量浓度；但在溶液样品的获取过程中，溶液容易受到取样滴管的污染，对于某些要求十分严格的场合，这种接触式的测量是不允许的。对于腐蚀性、毒性较强的物质来说，还容易造成污染。

激光的波长范围窄，不宜发散，适于用来测定物质的折射率。对于溶质、溶剂已知的溶液来说，不同质量浓度下的折射率是不用的，而且特定浓度下的折射率是固定常数。因此，可以根据这种特性来测定特定溶液的质量浓度。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可测定液体物质的高度、体积、折射率、物质的量浓度甚至物质种类的溶液信息采集装置。

本发明的溶液信息采集装置，包括起固定和支撑作用的底座以及电路部分，所述底座上固定设置有竖立板；其特别之处在于：所述底座上设置有用于盛放待测溶液的器皿，器皿上方的竖立板上设置有激光光源、白光光源、第一CCD图像传感器，器皿的左右两侧分别设置有白光光源和第二CCD图像传感器，激光光源用于产生垂直光束和斜光束，白光光源用于产生白光束；所述垂直光束垂直射入器皿中的待测溶液中，器皿的底部固定有用于反射垂直光束的斜反射镜，竖立板上固定有对垂直光束的射出光束进行聚焦的凸透镜；垂直光束经凸透镜聚焦后的光束、斜光束经待测溶液的反射光束均照射于第一CCD图像传感器上，白光束穿透于待测溶液后照射于第二CCD图像传感器上。

本发明的溶液信息采集装置，所述电路部分包括具有信号采集、数据运算和控制作用的微处理器；对于溶质已知的待测溶液，微处理器根据斜反射镜与水平面的夹角、垂直光束经凸透镜后在第一CCD图像传感器上的照射位置、斜光束经待测溶液反射后在第一CCD图像传感器上的照射位置，可计算出待测溶液的浓度；对于溶质未知的待测溶液，微控制器首先分析白光束反射后在第二CCD图像传感器的照射图像，确定溶液的溶质，然后再计算溶液的浓度。

本发明的有益效果是：本发明的溶液信息采集装置，通过设置用于产生垂直光束和斜光束的激光光源，并在器皿的底部设置倾斜角度已知的斜反射镜，通过第一CCD图像传感器对光线照射位置的测量，可准确测量出已知溶液的高度、体积、折射率和物质的量浓度信息。通过设置产生白光束的白光光源，通过第二CCD图像传感器对白光反射光束的检测，可有效地分析出溶液的位置成分，以确定出溶质。本发明的溶液信息采集装置，可有效地实现溶液浓度的非接触式测量，避免了对溶液取样所带了的污染，尤其是对于剧毒、腐蚀性强的溶液来说，非接触式测量的优势更加明显。

附图说明

图1为本发明的溶液信息采集装置的结构示意图。

图中：1底座，2竖立板，3器皿，4斜反射镜，5激光光源，6白光光源，7凸透镜，8 第一CCD图像传感器，9待测溶液，10垂直光束，11斜光束，12白光束，13第二CCD图像传感器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的溶液信息采集装置的结构示意图，其包括底座1、竖立板2、器皿3、斜反射镜4、激光光源5、白光光源6、凸透镜7、第一CCD图像传感器8以及电路部分；底座1起固定和支撑作用，竖立板2固定在底座1上，器皿3固定于底座1上，用于盛放待测溶液9。激光光源5、凸透镜7和第一CCD图像传感器8均固定于竖立板2上，白光光源6和第二CCD图像传感器8分别设置于器皿3的左右两侧。

激光光源5用于产生垂直光束10和斜光束11，垂直光束10用于垂直地照射于待测溶液9中，斜光束11可倾斜地照射于待测溶液9中。器皿3的底部固定有斜反射镜4，斜反射镜4与水平面的夹角已知；垂直光束10垂直地射入待测溶液9，经斜反射镜4的反射后，再经凸透镜7的聚焦后，照射于第一CCD图像传感器8上。斜光束11经待测溶液9的反射后，也照射于第一CCD图像传感器8上。

白光光源6用于产生白光束12，白光光源6穿透于待测溶液9后照射于第二CCD图像传感器13上；不同的溶液可将白光光源中不同波段的光吸收掉，进而使得照射于第二CCD图像传感器8上的光束性质不同。电路部分通过对照射于第二CCD图像传感器8上的光谱进行分析，可去确定出溶液种类。

本发明的溶液信息采集装置在使用的过程中，对于已知种类的溶液来说，根据斜光束11经待测溶液9反射后在第一CCD图像传感器8上的照射位置，可确定出待测溶液的高度、体积信息。根据垂直光束10经凸透镜7后在第一CCD图像传感器8上的照射位置，以及斜反射镜4与水平面的倾斜角度，可准确地测量出溶液的折射率。根据折射率可确定出溶液的物质的量浓度。

对于未知种类的溶液来说，首先对照射于第二CCD图像传感器13上的白光束12进行分析，在根据溶液的其它一些性质，可确定出溶液的物质种类；进而实现溶液的高度、体积、折射率和物质的量浓度信息的测量。

本发明的溶液信息采集装置，可有效地实现溶液浓度的非接触式测量，避免了对溶液取样所带了的污染，尤其是对于剧毒、腐蚀性强的溶液来说，非接触式测量的优势更加明显。

Claims

1.一种溶液信息采集装置，包括起固定和支撑作用的底座（1）以及电路部分，所述底座上固定设置有竖立板（2）；其特征在于：所述底座上设置有用于盛放待测溶液（9）的器皿（3），器皿上方的竖立板上设置有激光光源（5）、第一CCD图像传感器（8），器皿的左右两侧分别设置有白光光源（6）和第二CCD图像传感器（13），激光光源用于产生垂直光束（10）和斜光束（11），白光光源用于产生白光束（12）；所述垂直光束垂直射入器皿中的待测溶液中，器皿的底部固定有用于反射垂直光束的斜反射镜（4），竖立板上固定有对垂直光束的射出光束进行聚焦的凸透镜（7）；垂直光束经凸透镜聚焦后的光束、斜光束经待测溶液的反射光束均照射于第一CCD图像传感器（8）上，白光束（12）穿透于待测溶液后照射于第二CCD图像传感器（13）上。

2.根据权利要求1所述的溶液信息采集装置，其特征在于：所述电路部分包括具有信号采集、数据运算和控制作用的微处理器；对于溶质已知的待测溶液，微处理器根据斜反射镜与水平面的夹角、垂直光束经凸透镜（7）后在第一CCD图像传感器（8）上的照射位置、斜光束（11）经待测溶液反射后在第一CCD图像传感器上的照射位置，可计算出待测溶液的浓度；对于溶质未知的待测溶液，微控制器首先分析白光束（12）反射后在第二CCD图像传感器（13）的照射图像，确定溶液的溶质，然后再计算溶液的浓度。