CN104165867A - 一种溶液浓度检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种溶液浓度检测装置及方法，其包括：所述第一光敏电阻的两端分别连接在所述第一三极管的基极和集电极，所述第二光敏电阻的两端分别连接在所述第二三极管的基极和集电极，所述第一三极管和第二三极管的集电极均连接所述直流电源的输出，所述第一三极管的发射极通过第三限流电阻连接所述变阻器的一端，所述第二三极管的发射极通过第二限流电阻连接所述变阻器的另一端，所述变阻器的调节端接地，所述第一三极管和第二三极管的发射极之间还连接有电流表。其能够较低成本的判断溶液浓度值，并提高检测效率，携带方便。

Description

一种溶液浓度检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种溶液浓度检测评估技术，尤其是涉及一种简易的溶液浓度检测装置及方法。

背景技术

在检测溶液浓度时，通常使用专用的浓度分析仪检测，但浓度分析仪价格少则也需要上万元，且也不利于随身携带，所以，就必须要提供一种成本低廉，携带方便的溶液浓度检测装置，来提高检测效率的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种溶液浓度检测装置及方法，能够较低成本的判断溶液浓度值，并提高检测效率，携带方便。

一种溶液浓度检测装置，其特征在于，其包括第一光敏电阻、第二光敏电阻、第一三极管、第二三极管、第二限流电阻、第三限流电阻、变阻器、直流电源、LED灯和电流表；

所述直流电源的输出连接所述LED灯，可使所述LED灯发光；

所述第一光敏电阻的两端分别连接在所述第一三极管的基极和集电极，所述第二光敏电阻的两端分别连接在所述第二三极管的基极和集电极，所述第一三极管和第二三极管的集电极均连接所述直流电源的输出，所述第一三极管的发射极通过第三限流电阻连接所述变阻器的一端，所述第二三极管的发射极通过第二限流电阻连接所述变阻器的另一端，所述变阻器的调节端接地，所述第一三极管和第二三极管的发射极之间还连接有电流表。

在其中一个实施例中，在所述直流电源的输出与所述LED灯之间增加第一限流电阻。

在其中一个实施例中，还包括：

判断单元，用于接收检测溶液浓度时所述电流表的显示结果，并判断该显示结果是否超过一预设范围，如果是，则表示被测溶液浓度超标，反之则表示达标；及

显示输出单元，用于显示所述判断单元的判断结果。

在其中一个实施例中，还包括：

存储单元，用于存储溶液浓度与所述电流表的显示结果之间的线性对应关系；及

接收查询单元，用于接收检测溶液浓度时，所述电流表的显示结果，并根据所述显示结果查询所述存储单元中对应的溶液浓度值，输出至所述显示输出单元，用于显示所述接收查询单元所查询的溶液浓度值。

基于上述检测装置的检测方法，其包括以下步骤：

第一步，关掉LED灯，使第一光敏电阻和第二光敏电阻无光输入，调节变阻器，使电流表归零，进行校准；

第二步，用一标准浓度的溶液置于第一光敏电阻前，把被测溶液置于第二光敏电阻前；

第三步，打开LED灯照射标准浓度的溶液和被测溶液，使照射两种浓度的溶液的光强一致；

第四步，读取电流表的显示结果。

在其中一个实施例中，还包括：

第五步，接收检测溶液浓度时所述电流表的显示结果；

第六步，判断该显示结果是否超过一预设范围，如果是，则表示被测溶液浓度超标，反之则表示被测溶液浓度达标。

本发明的检测电路采用简易的溶液浓度检测电路设计，有小巧、简单、可靠等优点，仅几个小元器件组成，体积非常小，可以随身携带，且成本也仅十元以内，非常低。通过将浓度的溶液进行对比，并通过电流表的指示判断出溶液的浓度是否超标。可解决需要用浓度分析仪所带来的成本问题和效率问题。

附图说明

图1为本发明检测装置实施例的结构图；

图2为本发明检测方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种简单、小巧、低成本的浓度检测装置，图1所示。

本发明实施例中，浓度检测装置包括第一光敏电阻RG1、第二光敏电阻RG2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第二限流电阻R2、第三限流电阻R3、变阻器RP1、直流电源、LED灯LAMP和电流表A1；

所述直流电源的输出连接所述LED灯LAMP，可使所述LED灯LAMP发光；

所述第一光敏电阻RG1的两端分别连接在所述第一三极管Q1的基极和集电极，所述第二光敏电阻RG2的两端分别连接在所述第二三极管Q2的基极和集电极，所述第一三极管Q1和第二三极管Q2的集电极均连接所述直流电源的输出，所述第一三极管Q1的发射极通过第三限流电阻R3连接变阻器RP1的一端，所述第二三极管Q2的发射极通过第二限流电阻R2连接变阻器RP1的另一端，变阻器RP1的调节端接地，所述第一三极管Q1和第二三极管Q2的发射极之间还连接有电流表A1。

基于上述结构，本发明的检测装置采用发光LED作为光源，其功率在1W左右。为了使得上述LED灯LAMP能够有效发光、不至于因为电源过压而损坏，则可以在所述直流电源的输出与所述LED灯LAMP之间增加第一限流电阻R1。

上述结构中，第一光敏电阻RG1、第二光敏电阻RG2可随入射光的强度而使阻值发生变化，光强越大，阻值越小。

上述结构中，第一三极管Q1和第二三极管Q2组成差分电路，电流表A1上可以显示差分检测结果，而通过调节变阻器RP1可以对电流表A1进行调节，清零，方便进行下一次检测，使得检测结果更准确。上述第一三极管Q1和第二三极管Q2可以是NPN型三极管，也可以是PNP型三极管，只要能构成差分电路即可。

本发明检测装置的主要原理是：利用溶液浓度不同，透光性不同的特性来控制光敏电阻的变化，同时通过电流表来表示差分检测电路检测的溶液浓度，并以此来判定被测溶液浓度的超标和达标情况。准备测试时，关掉LED灯LAMP灯，使第一光敏电阻RG1和第二光敏电阻RG2无光输入，调节变阻器RP1，使电流表A1归零，则调校电路结束。用一标准浓度的溶液置于第一光敏电阻RG1前，把被测溶液置于第二光敏电阻RG2前，打开LED灯LAMP灯照射标准浓度的溶液和被测溶液，注意将LED灯LAMP置于两种溶液中心，保证照射溶液的光强一致。若被测溶液浓度高于标准溶液浓度，则通过被测溶液的光比通过标准溶液的光弱，则第二光敏电阻RG2阻值大于第一光敏电阻RG1,电流表A1为正数，且被测溶液浓度越高，第二光敏电阻RG2比第一光敏电阻RG1阻值差越大，电流表A1显示的电流越大，由此可以判断被测溶液浓度超标程度，反之则可判断被测溶液浓度达标情况。通过差分电路的检测和电流表A1，可以方便快捷的指示对比出被测溶液与标准溶液浓度的差异。

基于上述实施的结构，还可以增加显示功能，具体是，上述检测装置包括以下单元：

判断单元1，用于接收检测溶液浓度时所述电流表A1的显示结果，并判断该显示结果是否超过一预设范围，如果是，则表示被测溶液浓度超标，反之则表示达标；及

显示输出单元2，用于显示所述判断单元的判断结果。

上述这两个单元基于单片机来实现，通过软件编程将功能固话在单片机内部实现相应功能。上述预设范围可以根据被测溶液浓度与标准溶液浓度之间的可承受的差异范围来确定，具体可根据下述方法来确定被测溶液浓度与电流表A1的显示结果之间的线性关系，从而将被测溶液浓度与标准溶液浓度之间的可承受的差异范围转化为可用于判断电流表A1显示结果的上述预设范围。

基于上述检测装置，如图2所示，本发明还提供了一种上述检测装置的使用方法：

第一步，关掉LED灯LAMP灯，使第一光敏电阻RG1和第二光敏电阻RG2无光输入，调节变阻器RP1，使电流表A1归零，进行校准；

第二步，用一标准浓度的溶液置于第一光敏电阻RG1前，把被测溶液置于第二光敏电阻RG2前；

第三步，打开LED灯LAMP灯照射标准浓度的溶液和被测溶液，使照射两种浓度的溶液的光强一致；

第四步，读取电流表A1的显示结果。

如图2所示，上述步骤还包括：

第五步，接收检测溶液浓度时所述电流表A1的显示结果；

第六步，判断该显示结果是否超过一预设范围，如果是，则表示被测溶液浓度超标，反之则表示被测溶液浓度达标。

基于上述方法步骤，使用同一的标准浓度的溶液，而将第二光敏电阻RG2前置于各种已知浓度的溶液，并利用上述检测装置获得相应的电流表A1的显示结果，将已知浓度与电流表A1的显示结果一一对应记录下来，建立两者的线性关系，则在进行未知浓度溶液检测时，则可以直接查询上述线性结果，获得相应的浓度值。

基于上述定标设计，上述浓度检测装置增加由单片机构成的控制模块，所述单片机构成的控制模块可包括以下结构：

存储单元4，用于存储溶液浓度与所述电流表A1的显示结果之间的线性对应关系；及

接收查询单元3，用于接收检测溶液浓度时所述电流表A1的显示结果，并根据所述显示结果查询所述存储单元4中对应的溶液浓度值，输出至上述显示输出单元2，用于显示接收查询单元3所查询的溶液浓度值。

上述三个单元可以通过单片机编程来实现，这样可以上述实施例的结构基础上，增加检测装置的附加功能，可直观显示相应的被测溶液的浓度值。

基于上述实施例，可以非常快速的判断溶液浓度是否达标和超标情况，解决了检测浓度需要浓度分析仪所带来的检测效率和检测成本的问题。

本发明采用简易的溶液浓度检测电路设计，有小巧、简单、可靠等优点，仅几个小元器件组成，体积非常小，可以随身携带，且成本也仅十元以内，非常低。通过将浓度的溶液进行对比，并通过电流表的指示判断出溶液的浓度是否超标，可解决需要用浓度分析仪所带来的成本问题和效率问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种溶液浓度检测装置，其特征在于，其包括第一光敏电阻、第二光敏电阻、第一三极管、第二三极管、第二限流电阻、第三限流电阻、变阻器、直流电源、LED灯和电流表；

所述直流电源的输出连接所述LED灯，可使所述LED灯发光；

所述第一光敏电阻的两端分别连接在所述第一三极管的基极和集电极，所述第二光敏电阻的两端分别连接在所述第二三极管的基极和集电极，所述第一三极管和第二三极管的集电极均连接所述直流电源的输出，所述第一三极管的发射极通过第三限流电阻连接所述变阻器的一端，所述第二三极管的发射极通过第二限流电阻连接所述变阻器的另一端，所述变阻器的调节端接地，所述第一三极管和第二三极管的发射极之间还连接有电流表。

2.根据权利要求1所述的溶液浓度检测装置，其特征在于，在所述直流电源的输出与所述LED灯之间增加第一限流电阻。

3.根据权利要求1所述的溶液浓度检测装置，其特征在于，还包括：

判断单元，用于接收检测溶液浓度时所述电流表的显示结果，并判断该显示结果是否超过一预设范围，如果是，则表示被测溶液浓度超标，反之则表示达标；及

显示输出单元，用于显示所述判断单元的判断结果。

4.根据权利要求3所述的溶液浓度检测装置，其特征在于，还包括：

存储单元，用于存储溶液浓度与所述电流表的显示结果之间的线性对应关系；及

接收查询单元，用于接收检测溶液浓度时，所述电流表的显示结果，并根据所述显示结果查询所述存储单元中对应的溶液浓度值，输出至所述显示输出单元，用于显示所述接收查询单元所查询的溶液浓度值。

5.基于权利要求1所述检测装置的检测方法，其特征在于，其包括以下步骤：

第一步，关掉LED灯，使第一光敏电阻和第二光敏电阻无光输入，调节变阻器，使电流表归零，进行校准；

第二步，用一标准浓度的溶液置于第一光敏电阻前，把被测溶液置于第二光敏电阻前；

第三步，打开LED灯照射标准浓度的溶液和被测溶液，使照射两种浓度的溶液的光强一致；

第四步，读取电流表的显示结果。

6.根据权利要求5所述的溶液浓度检测方法，其特征在于，还包括：

第五步，接收检测溶液浓度时所述电流表的显示结果；

第六步，判断该显示结果是否超过一预设范围，如果是，则表示被测溶液浓度超标，反之则表示被测溶液浓度达标。