CN104048920B - 一种浊度计及液体分析设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浊度计及液体分析设备，浊度计包括壳体，壳体内设置有密封空间；透明容器，透明容器设置于密封空间内；吸样管，吸样管的一端与透明容器连接，且另一端延伸至壳体外；发光单元，发光单元设置于密封空间内，发光单元向透明容器发射光。至少第一、第二两个光电转换单元，第一、第二光电转换单元均设置密封空间内，第一光电转换单元接收发光单元所发射的直射光，以及将接收到的直射光转化为第一电信号；第二光电转换单元接收发光单元发射的穿过透明容器并散射的散射光，以及将接收到的散射光转化为第二电信号；处理单元，根据第一电信号和第二电信号计算被测液体的浑浊度。通过上述方式，本发明实现快速检测液体混浊度。

Description

一种浊度计及液体分析设备

技术领域

本发明涉及液体检测技术领域，特别是涉及一种浊度计及液体分析设备。

背景技术

浊度计用于检测液体的混浊程度的设备，其中，液体混浊是因为液体中含有不溶性悬浮物质。

在医学领域，常常需要检测病人的尿液混浊度，以判断病人的病情。目前，检测尿液混浊度的方法都是检测人员人工观察，根据观察结果判断尿液的混浊度。人工判断尿液混浊度的方式需要检测人员近距离与尿液样本接触，不卫生，不安全，效率低，而且在大量尿液样本需要检测时，检测人员人工拿出样本观测，记录浊度的环节，极易将尿液样本前后顺序搞错，造成检测结果错位的严重事故。

目前，也出现液体浊度设备，但是该液体浊度设备没法针对医院批量化尿液标本进行连续快速检测，并且传统液体浊度设备还具有以下的不足：

1、传统液体浊度设备无法对微量的液体标本进行检测；

2、性能可靠的液体浊度设备要对标本进行透射光强和散射光强的采集及计算，传统的光电转换器、数模转换电路及信号屏蔽措施，都造成浊度计体积相对较大，难于和医用自动化检测仪器整合、协同工作；

3、传统液体浊度设备无论样本采用投入式或是在线流通检测的模式，都无法适应医院大批量样本连续检测和同时杜绝样本间交叉污染的要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种浊度计及液体分析设备，能够实现快速检测液体混浊度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种浊度计，包括壳体，所述壳体内设置有密封空间；透明容器，所述透明容器设置于所述密封空间内；吸样管，所述吸样管的一端与所述透明容器连接，且另一端延伸至所述壳体外，其中，所述透明容器通过所述吸样管吸入被测液体；发光单元，所述发光单元设置于所述密封空间内，其中，所述发光单元向所述透明容器发射光。至少第一、第二两个光电转换单元，所述第一、第二光电转换单元均设置所述密封空间内，其中，所述第一光电转换单元用于接收发光单元所发射的，并且穿过所述透明容器的直射光，以及将所述接收到的直射光转化为第一电信号；所述第二光电转换单元用于接收发光单元发射的，并经过透明容器散射的散射光，以及将所述接收到的散射光转化为第二电信号；处理单元，所述处理单元与所述第一光电转换单元和第二光电转换单元连接，并根据所述第一电信号和第二电信号计算被测液体的浑浊度。

其中，所述处理单元具体用于根据所述第一电信号计算透过光通量T_p，根据所述第二电信号计算散射光通量T_d，以及根据所述透过光通量T_p和散射光通量T_d，结合如下公式计算浑浊度F

$F=k\left(\frac{T_d}{T_p}\right)$

其中，所述k为比例系数。

其中，所述透明容器设置所述第一光电转换单元与所述发光单元之间，并且所述第一光电转换单元设置于所述发光单元发射的直射光的直射方向上；所述第二光电转换单元设置于垂直所述发光单元所发射的直射光的垂直方向上。

其中，所述吸样管的外表面设置有镀特氟龙防腐涂层。

其中，所述吸样管为不锈钢管，其中，所述不锈钢管的外半径的长度为4毫米，内半径的长度为2.5毫米。

其中，所述透明容器为石英管；所述石英管的外半径的长度为8毫米，内半径的长度为6毫米，长度为16毫米。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种液体分析设备，包括包括浊度计；所述浊度计包括：壳体，所述壳体内设置有密封空间；透明容器，所述透明容器设置于所述密封空间内；吸样管，所述吸样管的一端与所述透明容器连接，且另一端延伸至所述壳体外，其中，所述透明容器通过所述吸样管吸入被测液体；发光单元，所述发光单元设置于所述密封空间内，其中，所述发光单元向所述透明容器发射光；至少第一、第二两个光电转换单元，所述第一、第二光电转换单元均设置所述密封空间内，其中，所述第一光电转换单元用于接收发光单元所发射的，并且穿过透明容器的直射光，以及将接收到的直射光转化为第一电信号；所述第二光电转换单元用于接收发光单元发射的，并经过透明容器散射的散射光，以及将所述接收到的散射光转化为第二电信号；处理单元，所述处理单元与所述第一光电转换单元和第二光电转换单元连接，并根据所述第一电信号和第二电信号计算被测液体的浑浊度。

其中，所述处理单元具体用于根据所述第一电信号计算透过光通量T_p，根据所述第二电信号计算散射光通量T_d，以及根据所述透过光通量T_p和散射光通量T_d，结合如下公式计算浑浊度F

$F=k\left(\frac{T_d}{T_p}\right)$

其中，所述k为比例系数。

其中，所述浊度计还包括清洗装置；所述清洗装置与所述透明容器连接，其中，所述清洗装置用于向透明容器输入清洗液，以清洗所述透明容器和吸样管的内壁。

其中，所述液体分析设备包括移动装置、安装架、清洗井；所述清洗井用于承载有清洗液；所述売体固定于所述安装架；所述安装架固定于移动装置上，所述移动装置用于将所述浊度计移入清洗井内，以对所述吸样管的外壁清洗。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过发光单元向装载有被测液体的透明容器发射光线，第一光电转换单元接收发光单元所发射的，并且穿过透明容器的直射光，并将接收到直射光转化为第一电信号，第二光电转换单元接收发光单元穿过透明容器并散射的散射光，并且将接收到的散射光转化为第二电信号，处理单元根据第一电信号和第二电信号即能计算出被测液体的混浊度，从而实现快速检测液体混浊度，并且对液体混浊度的自动化测量，不需要人工参与，提高检测液体混浊度的效率。进一步的，透明容器、发光单元、第一光电转换单元和第二光电转换单元均设置于密封空间内，能够避免外界光线影响第一光电转换单元和第二光电转换单元的测量，保证测量结果的准确性。

附图说明

图1是本发明浊度计实施方式的横截面的截面示意图；

图2是本发明浊度计实施方式的纵截面的截面示意图；

图3是本发明浊度计实施方式的立体示意图；

图4是本发明液体分析设备实施方式中的浊度计的横截面的截面示意图；

图5是本发明液体分析设备实施方式中的浊度计的纵截面的截面示意图；

图6是本发明液体分析设备实施方式的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

请参阅图1、图2和图3。浊度计包括壳体11、透明容器12、发光单元13、第一光电转换单元14、第二光电转换单元15、吸样管16和处理单元(图未示)。

売体11内设置有密封空间111，具体的，売体11围合形成密封空间111，其中，外界光线无法进入密封空间111内。透明容器12设置于密封空间111内，透明容器12的四周透明，并且四周可通过光线，在本发明实施方式中，透明容器12为石英管，当然，此处并不是限定透明容器12仅为石英管，在其他替代实施方式中，透明容器12也可为玻璃管、晶体管等等，优选的，石英管的外半径的长度为8毫米，内半径的长度为6毫米，长度为16毫米。

吸样管16的一端与透明容器12连接，且另一端延伸至壳体11外，其中，透明容器12通过吸样管16吸入被测液体。进一步的，吸样管16的外表面还可设置有镀特氟龙防腐涂层，以防止吸样管16在多次使用时，损坏吸样管16，或者，被吸液体具有腐蚀性时，能够防止被吸液体腐蚀吸样管16，在本发明实施方式中，吸样管16为不锈钢管，当然，此处并不是限定吸样管16仅为不锈钢管，在其他替代实施方式中，吸样管16也可为玻璃管、铁管等等，优选的，不锈钢管的外半径的长度为4毫米，内半径的长度为2.5毫米。通过透明容器12装载少量被测液体样本，即可测量液体的混浊度，非常方便，经测试本发明浊度计，只需2ml标本就能等到准确的检测结果，排除了人为的主观臆断，减少了出错的几率。

发光单元13设置于密封空间111内，并且发光单元13向透明容器12发射光，其中，若发光单元13所发射的光线遇到透明容器12内的被测液体中悬浮物质，光线会产生散射；若发光单元13所发射的光线没有遇到透明容器12内的被测液体中悬浮物质，光线会直射通过透明容器12。

第一光电转换单元14和第二光电转换单元15均设置密封空间111内，其中，第一光电转换单元14用于接收发光单元13所发射的，并且穿过透明容器12的直射光，以及将接收到的直射光转化为第一电信号。具体的，将透明容器12设置于第一光电转换单元14与发光单元13之间，并且第一光电转换单元14设置于发光单元13发射的直射光的直射方向上，从而使得第一光电转换单元14能够接收发光单元13所发射的，并且穿过透明容器12的直射光。

第二光电转换单元15用于接收发光单元13发射的，并经过透明容器12散射的散射光，以及将接收到的散射光转化为第二电信号。具体的，第二光电转换单元15设置于垂直发光单元13所发射的直射光的垂直方向上。

进一步的，光电转换单元可为数字式的光电转换传感器，其中，浊度计所采用的光电转换单元，极大的简化了信号接收处理线路，抗干扰能力强，并且由于光电转换单元转换出来的是数字信号，信号分辨率、稳定性大大优于传统的模拟式光电采集转换模块。

值得说明的是：透明容器12、发光单元13、第一光电转换单元14和第二光电转换单元15均设置于密封空间111内，使得第一光电转换单元14和第二光电转换单元15没有接收到外界光线，不会对第一光电转换单元14和第二光电转换单元15测量值产生影响，使得第一光电转换单元14和第二光电转换单元15的测量更准确。

处理单元与第一光电转换单元14和第二光电转换单元15连接，接收第一光电转换单元14发送的第一电信号，和接收第二光电转换单元15发送的第二电信号，并根据第一电信号和第二电信号计算被测液体的浑浊度。具体的，处理单元可根据第一电信号计算透过光通量T_p，根据第二电信号计算散射光通量T_d，以及根据透过光通量T_p和散射光通量T_d，结合如下公式计算浑浊度F

$F=k\left(\frac{T_d}{T_p}\right)$

其中，k为比例系数。

本发明的浊度计采用了模块化设计思路，轻便小巧，外形尺寸能够小至20mm×40mm×40mm，便于安装在各类自动化运动机构上，特别适合大批量样本的快速检测。

在本发明实施方式中，通过发光单元向装载有被测液体的透明容器发射光线，第一光电转换单元接收发光单元所发射的，并且穿过透明容器的直射光，并将接收到直射光转化为第一电信号，第二光电转换单元接收发光单元穿过透明容器并散射的散射光，并且将接收到的散射光转化为第二电信号，处理单元根据第一电信号和第二电信号即能计算出被测液体的混浊度，从而实现快速检测液体混浊度，并且对液体混浊度的自动化测量，不需要人工参与，提高检测液体混浊度的效率。进一步的，透明容器、发光单元、第一光电转换单元和第二光电转换单元均设置于密封空间内，能够避免外界光线影响第一光电转换单元和第二光电转换单元的测量，保证测量结果的准确性。

本发明还提供液体分析设备实施方式。请参阅图4、图5和图6，液体分析设备包括浊度计21。浊度计21包括壳体211、透明容器212、发光单元213、第一光电转换单元214、第二光电转换单元215、吸样管216和处理单元(图未示)。

売体11内设置有密封空间2111，透明容器212设置于密封空间2111内，透明容器212是透明的，在本发明实施方式中，透明容器212为石英管，当然，此处并不是限定透明容器212仅为石英管，在其他替代实施方式中，优选的，石英管的外半径的长度为8毫米，内半径的长度为6毫米，长度为16毫米。

吸样管216的一端与透明容器212连接，且另一端延伸至壳体211外，其中，透明容器212通过吸样管216吸入被测液体。进一步的，吸样管216的外表面还可设置有镀特氟龙防腐涂层，以防止吸样管216在多次使用时，损坏吸样管216，或者，被吸液体具有腐蚀性时，能够防止被吸液体腐蚀吸样管216，在本发明实施方式中，吸样管216为不锈钢管，优选的，不锈钢管的外半径的长度为4毫米，内半径的长度为2.5毫米。

发光单元213设置于密封空间2111内，并且发光单元213向透明容器212发射光.第一光电转换单元214和第二光电转换单元215均设置密封空间2111内，其中，第一光电转换单元214用于接收发光单元213所发射的，并且穿过透明容器212的直射光，以及将接收到的直射光转化为第一电信号，具体的，透明容器212设置于第一光电转换单元214与发光单元213之间，并且第一光电转换单元214设置于发光单元213发射的直射光的直射方向上。第二光电转换单元215用于接收发光单元213发射的，并经过透明容器212散射的散射光，以及将接收到的散射光转化为第二电信号，具体的，第二光电转换单元215设置于垂直直射光的垂直方向上。

处理单元与第一光电转换单元214和第二光电转换单元215连接，接收第一光电转换单元214发送的第一电信号，和接收第二光电转换单元215发送的第二电信号，并根据第一电信号和第二电信号计算被测液体的浑浊度。具体的，处理单元可根据第一电信号计算透过光通量T_p，根据第二电信号计算散射光通量T_d，以及根据透过光通量T_p和散射光通量T_d，结合如下公式计算浑浊度F

$F=k\left(\frac{T_d}{T_p}\right)$

其中，k为比例系数。

液体分析设备还包括清洗装置(图未示)、安装架22、移动装置23、清洗井(图未示)。清洗装置与浊度计21的透明容器212连接，其中，清洗装置用于向透明容器212输入清洗液，以清洗透明容器212和吸样管216的内壁，避免在测量不同液体的混浊度时，透明容器212或/和吸样管216残留有先前液体，影响测量结果。

浊度计21的売体211固定于安装架22上，其中，売体211固定于安装架22的固定方式可为螺栓固定、胶水固定等等。安装架22固定于移动装置23上，移动装置23将浊度计移入清洗井内，其中，清洗井承载有清洗液，从而实现以对吸样管216的外壁清洗，避免吸样管216的外壁残留有被测液体，吸样管216伸入被测液体中，吸取被测液体的样本时，先前残留的被测液体混入当前被测液体中，造成测量误差。

值得说明的是：液体分析设备中的浊度计21与上述实施方式中的浊度计相同，浊度计21更多具体的结构参阅上述浊度计实施方式，此处不再一一赘述。

在本发明实施方式中，液体分析设备中设置有浊度计，浊度计通过发光单元向装载有被测液体的透明容器发射光线，第一光电转换单元接收发光单元所发射的，并且穿过透明容器的直射光，并将接收到直射光转化为第一电信号，第二光电转换单元接收发光单元穿过透明容器并散射的散射光，并且将接收到的散射光转化为第二电信号，处理单元根据第一电信号和第二电信号即能计算出被测液体的混浊度，从而实现快速检测液体混浊度，并且实现对液体混浊度的自动化测量，不需要人工参与，提高检测液体混浊度的效率。进一步的，透明容器、发光单元、第一光电转换单元和第二光电转换单元均设置于密封空间内，能够避免外界光线影响第一光电转换单元和第二光电转换单元的测量，保证测量结果的准确性。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种浊度计，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内设置有密封空间；

透明容器，所述透明容器设置于所述密封空间内；

吸样管，所述吸样管的一端与所述透明容器连接，且另一端延伸至所述壳体外，其中，所述透明容器通过所述吸样管吸入被测液体；

发光单元，所述发光单元设置于所述密封空间内，其中，所述发光单元向所述透明容器发射光；

至少第一、第二两个光电转换单元，所述第一、第二光电转换单元均设置于所述密封空间内，其中，所述第一光电转换单元用于接收发光单元所发射的，并且穿过所述透明容器的直射光，以及将所述接收到的直射光转化为第一电信号；

所述第二光电转换单元用于接收发光单元发射的，并经过所述透明容器散射的散射光，以及将所述接收到的散射光转化为第二电信号；

所述透明容器设置所述第一光电转换单元与所述发光单元之间，并且所述第一光电转换单元位于所述发光单元发射的直射光的直射方向上；

所述第二光电转换单元设置于垂直所述发光单元所发射的直射光的垂直方向上；

处理单元，所述处理单元与所述第一光电转换单元和第二光电转换单元连接，并根据所述第一电信号和第二电信号计算被测液体的浑浊度。

2.根据权利要求1所述的浊度计，其特征在于，所述处理单元具体用于根据所述第一电信号计算透过光通量T_p，并根据所述第二电信号计算散射光通量T_d，以及根据所述透过光通量T_p和散射光通量T_d，结合如下公式计算浑浊度F

$F=k\left(\frac{T_d}{T_p}\right)$

其中，所述k为比例系数。

3.根据权利要求1所述的浊度计，其特征在于，所述吸样管的外表面设置有镀特氟龙防腐涂层。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的浊度计，其特征在于，所述吸样管为不锈钢管，其中，所述不锈钢管的外半径的长度为4毫米，内半径的长度为2.5毫米。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的浊度计，其特征在于，

所述透明容器为石英管；

所述石英管的外半径的长度为8毫米，内半径的长度为6毫米，长度为16毫米。

6.一种液体分析设备，其特征在于，包括浊度计；

所述浊度计包括：

壳体，所述壳体内设置有密封空间；

透明容器，所述透明容器设置于所述密封空间内；

吸样管，所述吸样管的一端与所述透明容器连接，且另一端延伸至所述壳体外，其中，所述透明容器通过所述吸样管吸入被测液体；

发光单元，所述发光单元设置于所述密封空间内，其中，所述发光单元用于向所述透明容器发射光；

至少第一、第二两个光电转换单元，所述第一、第二光电转换单元均设置于所述密封空间内，其中，所述第一光电转换单元用于接收发光单元所发射的，并且穿过所述透明容器的直射光，以及将接收到的直射光转化为第一电信号；

所述第二光电转换单元用于接收发光单元所发射的，并经过所述透明容器散射的散射光，以及将所述接收到的散射光转化为第二电信号；

所述透明容器设置所述第一光电转换单元与所述发光单元之间，并且所述第一光电转换单元位于所述发光单元发射的直射光的直射方向上；

所述第二光电转换单元设置于垂直所述发光单元所发射的直射光的垂直方向上；

处理单元，所述处理单元与所述第一光电转换单元和第二光电转换单元连接，并根据所述第一电信号和第二电信号计算被测液体的浑浊度。

7.根据权利要求6所述的液体分析设备，其特征在于，所述处理单元具体用于根据所述第一电信号计算透过光通量T_p，根据所述第二电信号计算散射光通量T_d，以及根据所述透过光通量T_p和散射光通量T_d，结合如下公式计算浑浊度F

$F=k\left(\frac{T_d}{T_p}\right)$

其中，所述k为比例系数。

8.根据权利要求6所述的液体分析设备，其特征在于，所述浊度计还包括清洗装置；

所述清洗装置与所述透明容器连接，其中，所述清洗装置用于向透明容器输入清洗液，以清洗所述透明容器和吸样管的内壁。

9.根据权利要求6～8任意一项所述的液体分析设备，其特征在于，所述液体分析设备包括移动装置、安装架和清洗井；

所述清洗井用于承载清洗液；

所述壳体固定于所述安装架；

所述安装架固定于移动装置上，所述移动装置用于将所述浊度计移入清洗井内，以清洗所述吸样管的外壁。