CN103308483A - 一种酒类浊度检测方法及装置 - Google Patents

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本发明公开了一种酒类浊度检测方法，它是在一个圆柱状的检测腔体上设置一个朝向检测腔体的圆心的入射光源，然后在检测腔体上设置3个光学探头，三个光学探头位于入射光源的出射光方向、与出射光成25°的方向和与出射光成90°的方向，将酒瓶直接放入检测腔体中心位置，然后根据3个光学探头所检测到的0°透射光强度、25°散射光和90°散射光的强度，计算酒瓶中所装的酒液的浊度。

Description

一种酒类浊度检测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种浊度检测方法及装置，特别是一种用于酒类的浊度检测方法及装置。
背景技术
酒类（特别是啤酒）的浊度是反映酒类质量品质的一个重要指标。在国际标准（ISO7027-1984）中，透射法和散射法定为浊度仪设计的两个标准测量方法，透射法是用一束光穿过一定厚度的水体样本，通过测量水样中悬浮颗粒对入射光的吸收和散射所引起的透射光强度的衰减量来确定水样的浊度。散射法则是通过测量穿过水样的入射光被水样悬浮颗粒散射所产生的光强来确定水样浊度，一般散射光的采集都是在与入射光呈90°角的方向上采集。但是目前的方法及装置在检测浊度时，检测精度较低。尤其是在样品浊度较低的情况下，微小的浊度变化对投射光的衰减及散热光强的影响较小，所以检测光强的精度要求就必须相应提高才能对浊度进行准确的检测。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种酒类浊度检测方法及装置。它可以大幅提高酒类浊度检测的精度。
本发明的技术方案：一种酒类浊度检测方法，其特点是：它是在一个圆柱状的检测腔体上设置一个朝向检测腔体的圆心的入射光源，然后在检测腔体上设置3个光学探头，三个光学探头位于入射光源的出射光方向、与出射光成25°的方向和与出射光成90°的方向，将酒瓶直接放入检测腔体中心位置，然后根据3个光学探头所检测到的0°透射光强度、25°散射光和90°散射光的强度，计算酒瓶中所装的酒液的浊度。因为针对待测酒液内的悬浮颗粒的不同大小，各个角度所采集的信号强度是不同的，即采用不同的角度的散射光进行计算浊度，其精确度都是不同的。所以本发明同时设置2个不同角度的光学探头用于采集散射光，对于颗粒较大的悬浮物，使用25度角的散射光用于计算浊度，当悬浮物颗粒较小时，则采用90度角的散射光用于计算浊度。所述的计算方法均为本领域常规的的计算方法。
上述的酒类浊度检测方法中，所述检测腔体，在检测时注入纯水，使酒瓶处于纯水的液体环境中，去除干扰。
前述的酒类浊度检测方法中，所述所述入射光源的出光口的光阑宽度为0.5-0.9mm。光阑宽度的这个选择不仅可以减少背景噪音、提高性噪比，而且也可以同时保证信号的强度及稳定性。这个尺寸是申请人经过长期试验、总结得出的最佳值。
前述的酒类浊度检测方法中，所述光学探头根据检测到的不同光强，产生相应大小的电压；且紧靠光学探头处设有前置放大器对光学探头的电压信号进行放大；被放大的电压信号通过电压跟随电路传输至远端的二级放大电路进行二级放大，再通过A/D转换进入单片机，通过单片机对数据进行计算得出精确的浊度；所述二级放大电路为可编程仪表运放。如果将该电压信号输送至远处的单片机处进行放大，则容易受到干扰而降低精度。所以本发明紧靠着光学探头设置前置放大器，对采集的电压信号（即使很微弱）进行初步放大后再传输至远端进行二级放大，可大大提高测量的精度。
前述的酒类浊度检测方法中，所述检测腔体底部设有底盘，检测时，底盘带动酒瓶旋转，使酒瓶在旋转至不同的角度下进行多次检测，以消除酒瓶与检测腔体不完全同心所带来的系统误差。
实现前述方法的一种酒类浊度检测装置，其特点是：包括圆柱状的检测腔体，检测腔体上设有一个朝向检测腔体的圆心的入射光源，所述检测腔体上还设置3个光学探头，三个光学探头位于入射光源的出射光方向、与出射光成25°的方向和与出射光成90°的方向，所述三个光学探头连接至单片机。
前述的酒类浊度检测装置中，所述入射光源的出光口的光阑宽度为0.5-0.9mm。
前述的酒类浊度检测装置中，所述三个光学探头上设有前置放大器，前置放大器紧靠在光学探头背后，所述前置放大器与电压跟随电路相连，电压跟随电路通过A/D转换电路连接至单片机。
前述的酒类浊度检测装置中，所述二级放大电路为可编程仪表运放。
前述的酒类浊度检测装置中，所述检测腔体底部设有底盘，底盘下设有步进电机，所述步进电机通过步进电机驱动器连接至单片机。
与现有技术相比，本发明是通过光学探头检测出射光方向、与出射光成25°的方向和与出射光成90°的方向的透射光和散射光对酒类的浊度进行检测，本发明可以克服现有的浊度检测装置对于酒液中悬浮颗粒的大小不同而导致检测结果不精确的问题。本发明还结合了入射光出光口尺寸限定，并用2个分立的放大电路进行放大以消除信号的干扰，从而将浊度检测的精度相比于现有浊度计提高了一个数量级。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明实施例中U型定位支架的结构示意图；
图3是图2的A-A向剖视图。
附图中的标记：1-U型定位支架，1-1-90°散射探头定位平面，1-2-透射探头定位平面，1-3-出射光源定位平面，1-4-25°散射探头定位平面，2-机托，3-平面轴承，4-底盘，5-定位轴，6-抱爪，7-转动轴，8-轴承，9-转动轴座，10-定位销，11-固定套，12-弹性蓄能密封圈，21-第一光学探头，22-第二光学探头，23-入射光源，24-第三光学探头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种酒类浊度检测方法，它是在一个圆柱状的检测腔体上设置一个朝向检测腔体的圆心的入射光源，然后在检测腔体上设置3个光学探头，三个光学探头位于入射光源的出射光方向、与出射光成25°的方向和与出射光成90°的方向，将酒瓶直接放入检测腔体中心位置，然后根据3个光学探头所检测到的0°透射光强度、25°散射光和90°散射光的强度，计算酒瓶中所装的酒液的浊度。
所述检测腔体，在检测时注入纯水，使酒瓶处于纯水的液体环境中。
所述入射光源的出光口的光阑宽度为0.5-0.9mm。
所述光学探头根据检测到的不同光强，产生相应大小的电压；且紧靠光学探头处设有前置放大器对光学探头的电压信号进行放大；被放大的电压信号通过电压跟随电路传输至远端的二级放大电路进行二级放大，再通过A/D转换进入单片机，通过单片机对数据进行计算得出精确的浊度；所述二级放大电路为可编程仪表运放。
所述检测腔体底部设有底盘，检测时，底盘带动酒瓶旋转，使酒瓶在旋转至不同的角度下进行多次检测，以消除酒瓶与检测腔体不完全同心所带来的系统误差。
实现前述方法的一种酒类浊度检测装置，如图1所示：包括圆柱状的检测腔体，检测腔体上设有一个朝向检测腔体的圆心的入射光源，所述检测腔体上还设置3个光学探头，三个光学探头位于入射光源的出射光方向、与出射光成25°的方向和与出射光成90°的方向，所述三个光学探头连接至单片机。
所述入射光源的出光口的光阑宽度为0.5-0.9mm。
所述三个光学探头上设有前置放大器，前置放大器紧靠在光学探头背后，所述前置放大器与电压跟随电路相连，电压跟随电路通过A/D转换电路连接至单片机。
所述二级放大电路为可编程仪表运放。
所述检测腔体底部设有底盘，底盘下设有步进电机，所述步进电机通过步进电机驱动器连接至单片机。
所述三个光学探头通过检测腔体内的U型定位支架1进行定位，如图2所示，所述U型定位支架1包括U型底部的90°散射探头定位平面1-1和U型端部（即U型两侧）的两个垂直于90°散射探头定位平面1-1的透射探头定位平面1-2和出射光源定位平面1-3，透射探头定位平面1-2紧邻着设有一个与其成155°的25°散射探头定位平面1-4；所述90°散射探头定位平面1-1、透射探头定位平面1-2、出射光源定位平面1-3和25°散射探头定位平面1-4距检测腔体中心点的距离相等；所述检测腔体底部还设有抱爪机构。
所述90°散射探头定位平面1-1、透射探头定位平面1-2、和25°散射探头定位平面1-4上分别固定有第一光学探头21、第二光学探头22和第三光学探头24；所述出射光源定位平面1-3上固定有入射光源23。
所述第一光学探头21、第二光学探头22和第三光学探头24上设有前置放大器，前置放大器紧靠在第一光学探头21、第二光学探头22和第三光学探头24背后，所述前置放大器与电压跟随电路相连，电压跟随电路通过A/D转换电路连接至单片机。
所述二级放大电路为可编程仪表运放。
所述抱爪机构如图3所示，包括机托2，机托2上设有平面轴承3，平面轴承3上设有底盘4；所述机托2的均布四个定位轴5，每个定位轴5上均设有抱爪6，抱爪6一端与定位轴5转动连接，定位轴5的分布圆直径大于底盘4外径，且所述抱爪6底部设有渐开线滑动槽，底盘4上均布有4个定位销10，定位销10的端部置于渐开线滑动槽内；底盘4底部中心固定有转动轴7，转动轴7穿过机托2，转动轴7外设有轴承8，轴承8固定在转动轴座9内；所述转动轴座9外圈设有固定套11，固定套11与转动轴座9之间设有弹性蓄能密封圈12，且固定套11的上端面与机托2固定。转动轴座9和转动轴7之间还设有一个小尺寸的弹性蓄能密封圈。
所述抱爪机构的工作原理是：当酒瓶放置底盘4上，电机驱动转动轴7发生转动，转动轴7驱动底盘4发生转动，底盘4上的4个定位销10也随之发生转动，因为定位销设在渐开线滑动槽内，所以抱爪6发生转动，形成收拢之势将酒瓶抱紧。当转动轴7进一步转动时，由于定位销10已经不能在渐开线滑动槽内滑动，所以会带动抱爪6及抱爪6所在的机托2一起转动。机托2和底盘4之间的平面轴承，使得底盘4带动抱爪6转动的这个抱瓶动作，始终处于一个平稳状态，进一步保证了检测精度。

Claims (10)

1.一种酒类浊度检测方法，其特征在于：它是在一个圆柱状的检测腔体上设置一个朝向检测腔体的圆心的入射光源，然后在检测腔体上设置3个光学探头，三个光学探头位于入射光源的出射光方向、与出射光成25°的方向和与出射光成90°的方向，将酒瓶直接放入检测腔体中心位置，然后根据3个光学探头所检测到的0°透射光强度、25°散射光和90°散射光的强度，计算酒瓶中所装的酒液的浊度。
2.根据权利要求1所述的酒类浊度检测方法，其特征在于：所述检测腔体，在检测时注入纯水，使酒瓶处于纯水的液体环境中。
3.根据权利要求1所述的酒类浊度检测方法，其特征在于：所述入射光源的出光口的光阑宽度为0.5-0.9mm。
4.根据权利要求1所述的酒类浊度检测方法，其特征在于：所述光学探头根据检测到的不同光强，产生相应大小的电压；且紧靠光学探头处设有前置放大器对光学探头的电压信号进行放大；被放大的电压信号通过电压跟随电路传输至远端的二级放大电路进行二级放大，再通过A/D转换进入单片机，通过单片机对数据进行计算得出精确的浊度；所述二级放大电路为可编程仪表运放。
5.根据权利要求1所述的酒类浊度检测方法，其特征在于：所述检测腔体底部设有底盘，检测时，托盘带动酒瓶旋转，使酒瓶在旋转至不同的角度下进行多次检测，以消除酒瓶与检测腔体不完全同心所带来的系统误差。
6.实现权利要求1至5任一权利要求所述方法的一种酒类浊度检测装置，其特征在于：包括圆柱状的检测腔体，检测腔体上设有一个朝向检测腔体的圆心的入射光源，所述检测腔体上还设置3个光学探头，三个光学探头位于入射光源的出射光方向、与出射光成25°的方向和与出射光成90°的方向，所述三个光学探头连接至单片机。
7.根据权利要求6所述的酒类浊度检测装置，其特征在于：所述入射光源的出光口的光阑宽度为0.5-0.9mm。
8.根据权利要求6所述的酒类浊度检测装置，其特征在于：所述三个光学探头上设有前置放大器，前置放大器紧靠在光学探头背后，所述前置放大器与电压跟随电路相连，电压跟随电路通过A/D转换电路连接至单片机。
9.根据权利要求8所述的酒类浊度检测装置，其特征在于：所述二级放大电路为可编程仪表运放。
10.根据权利要求6所述的酒类浊度检测装置，其特征在于：所述检测腔体底部设有底盘，底盘下设有步进电机，所述步进电机通过步进电机驱动器连接至单片机。
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