CN103398946B - 一种参比透射法液体颜色检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种参比透射法液体颜色检测装置，采用TCS3200色敏传感器作为色度检测元件，取消了传统分光光度计色散元件测量过程中需要转动扫描环节，极大降低了测量仪器对环境的苛刻要求。同时，为了消除光源发光强度波动给测量带来的影响，测量光路的前端设置了一个大电流线性光敏二极管LLS08-A，实时监测光源的发光强度，实现高精度的参比测量。

Description

一种参比透射法液体颜色检测装置
技术领域
本发明属于液体色度光学测量领域，具体涉及液体残留物检测，水质检测，蔬菜农药残留检测和水质污染快速检测等方面。
背景技术
目前，常用的液体包含物质检测方法是采用液相分光光度计，由于在测量过程中存在分光器件的转动，以实现色散扫描，所以对测量环境振动、水平度、温湿度等条件要求很高，通常，仪器设备造价昂贵价，体积庞大，测量时间长，抗干扰能力差，只能在实验室条件下工作。虽然，目前也出现了一些基于色敏传感器测试仪，改善了分光光度计测量过程中需要色散器件转动扫描的缺陷，但对于光源由于供电不稳定、温度变化、发光效率衰减等造成的发光强度不稳定，导致测量的精度低，一致性差的问题没有很好的解决，显然不能很好的满足各种复杂现场测试使用的要求，特别对于一些突发事件或自然灾害现场的应急快速检试，更是无能为力。
常规的液体色度检测多采用液相分光光度仪，通过色散元件将复合光进行分光后，产生各种波长的准单色光，分时照射含有被测液体的透明容器，在容器的另一端，由光电器件分时接受不同波长的出射光，通过测量电路换算成不同波长下的光强度，根据液体对不同波长光的吸收率计算出其颜色。测量过程中，色散元件需要转动或移动，测量时间长，光源稳定性对测量结果影响很大，且设备价格高，工作环境要求高，不利于推广，也不利于携带。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种参比透射法液体颜色检测装置，包括遮光罩和底板，按照光源的入射顺序依次由光源、盛装被测液体的透明器皿、色敏传感器、线性光敏二极管、光阑组成，其特征在于：采用透射测量光路，光强度直接检测，在所述的遮光罩内将照明光源置于光阑的焦平面上，使照明光源发出光经过盛装被测液体的透明器皿和光阑后到达色敏传感器上，在色敏传感器测量透射光的同时，线性光敏二极管采集光源的实时发光强度，根据实时发光强度与标准发光强度的比值，获得本次测量修正系数，测量值乘以修正系数得到排除光源波动因素后的正确测量结果，色敏传感器为色敏传感器TCS3200，线性光敏二极管为大电流线性光敏二极管LLS08-A。
测量结果的计算方法为：其中，S一被测液体的色度坐标值，为检测结果；K-被测液体的色谱吸收系数，为已知值；V-色敏传感器的输出频率值，为实测值；E1-标准光源光强度，为已知值；E2-实测光源光强度，为实测值；11-对应标准光源光强度时，线性光敏二极管的光电流，为已知值；I2-对应实测光源光强度时，线性光敏二极管的光电流，为实测值。
本发明实现了无运动部件，不受光源发光强度波动影响，对使用环境无特殊要求的，快速、精确液体色度测量，体积小可便携，造价成本低。可广泛应用于液体成分检测，农药残留检测，水质参数检测等领域，特别适合于野外条件下稳定、快速、定量检测。
附图说明
下面结合附图，通过非限定性的举例对本发明的优选实施方式作进一步说明，在附图中：
图1颜色检测装置结构示意图。
其中，1-底座，2-白光LED光源，3-遮光罩，4-线性光敏二极管，5-盛装被测液体的透明器皿，6-光阑，7-色敏传感器，8-连接插口
图2光学测量结构原理图。
图3LL08-A与人眼的光谱响应
具体实施方式
以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
一种参比透射法液体颜色检测装置，包括遮光罩3和底板1，按照光源的入射顺序依次由光源1、盛装被测液体的透明器皿5、色敏传感器7、线性光敏二极管4、光阑6组成，其特征在于：采用透射测量光路，光强度直接检测，在所述的遮光罩3内将照明光源置于光阑6的焦平面上，使照明光源发出光经过盛装被测液体的透明器皿和光阑后到达色敏传感器上，在色敏传感器测量透射光的同时，线性光敏二极管采集光源的实时发光强度，根据实时发光强度与标准发光强度的比值，获得本次测量修正系数，测量值乘以修正系数得到排除光源波动因素后的正确测量结果，色敏传感器为色敏传感器TCS3200，线性光敏二极管为大电流线性光敏二极管LLS08-A。
测量结果的计算方法为：其中，S-被测液体的色度坐标值，为检测结果；K-被测液体的色谱吸收系数，为已知值；V-色敏传感器的输出频率值，为实测值；E1-标准光源光强度，为已知值；E2-实测光源光强度，为实测值；I1-对应标准光源光强度时，线性光敏二极管的光电流，为已知值；I2-对应实测光源光强度时，线性光敏二极管的光电流，为实测值。
上述检测计算中，参数I1和12的确定非常重要。对物体颜色的分辨是以人眼对光谱响应为前提的，所以检测11和12的器件与人眼对光谱响应的一致性，直接影响了系统参比测量的准确性。设计中采用大电流线性光敏二极管LLS08-A作为光源发光强度的检测，该器件光谱响应与人眼具有高度的匹配性。

Claims (1)

1.一种参比透射法液体颜色检测装置，包括遮光罩和底板，按照光源的入射顺序依次由光源、盛装被测液体的透明器皿、色敏传感器、线性光敏二极管、光阑组成，其特征在于：采用透射测量光路，光强度直接检测，在所述的遮光罩内将照明光源置于光阑的焦平面上，使照明光源发出光经过盛装被测液体的透明器皿和光阑后到达色敏传感器上，在色敏传感器测量透射光的同时，线性光敏二极管采集光源的实时发光强度，根据实时发光强度与标准发光强度的比值，获得本次测量修正系数，测量值乘以修正系数得到排除光源波动因素后的正确测量结果；测量结果的计算方法为：其中，S-被测液体的色度坐标值，为检测结果；K-被测液体的色谱吸收系数，为已知值；V-色敏传感器的输出频率值，为实测值；E1-标准光源光强度，为已知值；E2-实测光源光强度，为实测值；I1-对应标准光源光强度时，线性光敏二极管的光电流，为已知值；I2-对应实测光源光强度时，线性光敏二极管的光电流，为实测值；色敏传感器为色敏传感器TCS3200，线性光敏二极管为大电流线性光敏二极管LLS08-A。
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