CN103278212A - 溶液信息采集装置 - Google Patents

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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
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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
[0004] 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。
[0005] 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 (XD图像传感器,器皿的左右两侧分别设置有白光光源和第二 CXD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 CXD图像传感器上。
[0006] 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 CXD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。
[0007] 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 CXD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
[0008] 图1为本发明的溶液信息采集装置的结构示意图。
[0009] 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 CXD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 CXD图像传感器。
具体实施方式
[0010] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0011] 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 (XD图像传感器8以及电路部分;底座I起固定和支撑作用,竖立板2固定在底座I上,器皿3固定于底座I上,用于盛放待测溶液9。激光光源5、凸透镜7和第一 CXD图像传感器8均固定于竖立板2上,白光光源6和第二 CXD图像传感器8分别设置于器皿3的左右两侧。
[0012] 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 CXD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 CXD图像传感器8上。
[0013] 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 CXD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CXD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 CXD图像传感器8上的光谱进行分析,可去确定出溶液种类。
[0014] 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 CXD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。
[0015] 对于未知种类的溶液来说,首先对照射于第二 CXD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。
[0016] 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 (2)

1.一种溶液信息采集装置,包括起固定和支撑作用的底座(I)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 CXD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 CXD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 CXD图像传感器(8)上,白光束(12)穿透于待测溶液后照射于第二 CXD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 CXD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。
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