CN107167442A - 一种手机分光光度计及溶液浓度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种手机分光光度计及溶液浓度测量方法，涉及光技术领域，其特征在于，所述方法包括：步骤1：比色皿中装入溶液放入比色槽中，盖上比色池盖；步骤2：手机摄像头贴紧摄像头接口，手机闪光灯紧贴闪光灯接口，打开手机闪光灯；步骤3：闪光灯发出的光经过接口，在聚光镜处被聚光，经过滤光槽中的滤光片获得单色光；步骤4：穿过比色槽中的比色皿中的溶液，被吸收部分光，剩余的光继续通过光路通道后照射到反射镜上，被反射后继续沿光路通道到达摄像头镜头被摄像头所获取；步骤5：根据已知的不同浓度的溶液为检测对象，记录各浓度溶液对应的光强值，获得光强与浓度的关系曲线；步骤6：测定未知浓度的溶液光强，根据关系曲线，计算溶液的浓度。

Description

一种手机分光光度计及溶液浓度测量方法

技术领域

本发明涉及光技术领域，具体涉及一种手机分光光度计及溶液浓度测量方法。

背景技术

分光光度计，又称光谱仪(spectrometer)，是将成分复杂的光，分解为光谱线的科学仪器。测量范围一般包括波长范围为380～780nm的可见光区和波长范围为200～380nm的紫外光区。不同的光源都有其特有的发射光谱,因此可采用不同的发光体作为仪器的光源。钨灯的发射光谱：钨灯光源所发出的380～780nm波长的光谱光通过三棱镜折射后，可得到由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的连续色谱；该色谱可作为可见光分光光度计的光源。

一种可溶物质溶于一种溶剂后，在该溶剂的分布密度以百分比的方式表示，称为溶液百分比浓度。

在生产和生活中，我们常常需要测量溶液的浓度，通过测量的浓度来进行后续的操作。但现有的测量浓度的方法非常繁琐，不易操作而且专用设备的造价也较为昂贵。

发明内容

本发明的实施例是提供了一种手机分光光度计，该分光光度计结构简单、使用方便，造价便宜。

本发明的实施例还提供了一种溶液浓度测量方法，该溶液浓度测量方法借助于本发明的手机分光光度计可以十分方便地得到溶液浓度，操作简单。

本发明采用的技术方案如下：

一种手机分光光度计，包括：光源模块、分光模块和摄像模块，其特征在于，所述分光模块包括：分光柱体暗箱；所述分光柱体暗箱内部放置有比色槽；所述比色槽内部放置有装有溶液的比色皿；所述分光柱体暗箱顶端开设有开口，所述比色槽的顶端从该开口伸出；所述比色槽顶端设置有可移动的比色池盖，用以将放入比色皿的比色槽密封，形成暗室；所述分光柱体暗箱内部，比色槽的前部，设置有滤光槽；所述滤光槽内放置有滤光片；所述滤光槽的前部设置有聚光镜；所述分光柱体暗箱内部，比色槽的后部设置有两块反射镜，能够将水平方向射入的光线垂直反射和将垂直方向射入的光线水平反射；所述分光柱体暗箱的侧面还开设有两个通孔，两个通孔处分别设置有闪光灯接口和摄像头接口；所述闪光灯接口用以和光源模块连接；所述摄像头接口用以和摄像头连接；所述摄像头接口和闪光灯接口和分光柱体暗箱内部的光路通道连接，所述光路通道能够使得闪光灯接口处的光依次穿过聚光镜、滤光槽、比色槽和反射镜，并在反射镜的反射后，经过比色槽到达摄像头接口处。

进一步的，所述分光模块整体为不透光的暗室，可柱体挖空或分片组装密封。

进一步的，所述光源模块为手机闪光灯；所述摄像模块为手机摄像头。

进一步的，所述闪光灯接口和光源模块密封连接；所述摄像头接口和摄像头密封连接；所述闪光灯接口和摄像头接口均为软质不透光的材料制成。

一种溶液浓度测量方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：比色皿中装入溶液放入比色槽中，盖上比色池盖；

步骤2：手机摄像头贴紧摄像头接口，手机闪光灯紧贴闪光灯接口，打开手机闪光灯；

步骤3：闪光灯发出的光经过接口，在聚光镜处被聚光，经过滤光槽中的滤光片获得单色光；

步骤4：穿过比色槽中的比色皿中的溶液，被吸收部分光，剩余的光继续通过光路通道后照射到反射镜上，被反射后继续沿光路通道到达摄像头镜头被摄像头所获取；

步骤5：根据已知的不同浓度的溶液为检测对象，记录各浓度溶液对应的光强值，获得光强与浓度的关系曲线；

步骤6：测定未知浓度的溶液光强，根据关系曲线，计算溶液的浓度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、结构简单：本发明的手机分光光度计结构非常简单，操作人员能够较为容易地明白操作原理。

2、使用方便：本发明的手机分光光度计使用起来较为方便，直接通过手机作为光源，手机摄像头获取处理后的最终的光。同时，本发明的溶液浓度测量方法也非常简单，较为轻易的就能测定溶液浓度，降低了该方法操作的学习成本。

3、造价低：本发明的手机分光光度计造价较低，光源部分和最终获取光的部分均通过手机自带的闪光灯和摄像头就能实现。

附图说明

图1为本发明的一种手机分光光度计的结构示意图；

图2为本发明的一种溶液浓度测量方法的方法流程示意图。

其中，1-分光柱体暗箱，2-比色槽，3-摄像头接口，4-光路通道，5-闪光灯接口，6-聚光镜，7-滤光槽，8-比色池盖，9-反射镜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“前置”和“后置”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1提供了一种手机分光光度计，包括：光源模块、分光模块和摄像模块，其特征在于，所述分光模块包括：分光柱体暗箱1；所述分光柱体暗箱1内部放置有比色槽2；所述比色槽2内部放置有装有溶液的比色皿；所述分光柱体暗箱顶端开设有开口，所述比色槽2的顶端从该开口伸出；所述比色槽2顶端设置有可移动的比色池盖，用以将放入比色皿的比色槽2密封，形成暗室；所述分光柱体暗箱1内部，比色槽2的前部，设置有滤光槽7；所述滤光槽7内放置有滤光片；所述滤光槽7的前部设置有聚光镜6；所述分光柱体暗箱1内部，比色槽2的后部设置有两块反射镜9，能够将水平方向射入的光线垂直反射和将垂直方向射入的光线水平反射；所述分光柱体暗箱1的侧面还开设有两个通孔，两个通孔处分别设置有闪光灯接口5和摄像头接口3；所述闪光灯接口5用以和光源模块连接；所述摄像头接3口用以和摄像头连接；所述摄像头接口3和闪光灯接口5和分光柱体暗箱1内部的光路通道4连接，所述光路通道4能够使得闪光灯接口处5的光依次穿过聚光镜6、滤光槽7、比色槽2和反射镜9，并在反射镜9的反射后，经过比色槽2到达摄像头接口3处。

进一步的，所述分光模块整体为不透光的暗室，可柱体挖空或分片组装密封。

进一步的，所述光源模块为手机闪光灯；所述摄像模块为手机摄像头。

进一步的，所述闪光灯接口5和光源模块密封连接；所述摄像头接口3和摄像头密封连接；所述闪光灯接口5和摄像头接口3均为软质不透光的材料制成。

具体的，利用手机闪光灯和摄像头的成像，采集从分光模块中透出光的光强，光强与比色池中溶液的浓度成反比，通过已知浓度的标准系列溶液及其对应的光强，制作标准曲线或标准值参考表获得线性关系，通过测定未知溶液的光强，以此计算未知溶液浓度。

具体的，分光模块的前部为滤光片槽，可根据需要放入不同的滤光片；比色槽位于滤光片后，可根据实际需要设置大小放置相应的比色皿，比色槽上方有可移动的盖子，用以放入比色皿后密封以形成暗室，光源所在的位置线上为连通的通道以使光穿过比色皿，在分光暗室后部有反射镜片，光线经2次反射后可穿过摄像头接口到达手机检测摄像头处。

实施例2

如图2所示，本发明实施例2提供了一种溶液浓度测量方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：比色皿中装入溶液放入比色槽2中，盖上比色池盖8；

步骤2：手机摄像头贴紧摄像头接口3，手机闪光灯紧贴闪光灯接口5，打开手机手电筒，

步骤3：闪光灯发出的光经过接口，在聚光镜6处被聚光，经过滤光槽7中的滤光片获得单色光；

步骤4：穿过比色槽2中的比色皿中的溶液，被吸收部分光，剩余的光继续通过光路通道4后照射到反射镜9上，被反射后继续沿光路通道4到达摄像头镜头被摄像头所获取；

步骤5：根据已知的不同浓度的溶液为检测对象，记录各浓度溶液对应的光强值，获得光强与浓度的关系曲线；

步骤6：测定未知浓度的溶液光强，根据关系曲线，计算溶液的浓度。

工作时，比色皿中装入溶液放入比色槽2中，盖上比色池盖8，手机摄像头贴紧摄像头接口7，手机闪光灯紧贴闪光灯接口5，打开手机闪光灯，此时闪光灯发出的光经过接口5，在聚光镜6处被聚光，经过滤光片7获得单色光，穿过比色槽2中的比色皿中的溶液，被吸收部分光，剩余的光继续通过光路通道4后照射到反射镜9上，被反射后继续沿光路通道4到达摄像头镜头3被摄像头所获取，在手机上可读取光强数值。以已知的不同浓度标准系列溶液为检测对象，记录各浓度溶液对应的光强值，拟合曲线可获得光强与浓度的关系曲线，测定未知浓度的溶液光强，即可根据关系曲线，计算溶液的浓度。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种手机分光光度计，包括：光源模块、分光模块和摄像模块，其特征在于，所述分光模块包括：分光柱体暗箱；所述分光柱体暗箱内部放置有比色槽；所述比色槽内部放置有装有溶液的比色皿；所述分光柱体暗箱顶端开设有开口，所述比色槽的顶端从该开口伸出；所述比色槽顶端设置有可移动的比色池盖，用以将放入比色皿的比色槽密封，形成暗室；所述分光柱体暗箱内部，比色槽的前部，设置有滤光槽；所述滤光槽内放置有滤光片；所述滤光槽的前部设置有聚光镜；所述分光柱体暗箱内部，比色槽的后部设置有两块反射镜，能够将水平方向射入的光线垂直反射和将垂直方向射入的光线水平反射；所述分光柱体暗箱的侧面还开设有两个通孔，两个通孔处分别设置有闪光灯接口和摄像头接口；所述闪光灯接口用以和光源模块连接；所述摄像头接口用以和摄像头连接；所述摄像头接口和闪光灯接口和分光柱体暗箱内部的光路通道连接，所述光路通道能够使得闪光灯接口处的光依次穿过聚光镜、滤光槽、比色槽和反射镜，并在反射镜的反射后，经过比色槽到达摄像头接口处。

2.如权利要求1所述的手机分光光度计，其特征在于，所述分光模块整体为不透光的暗室，可柱体挖空或分片组装密封。

3.如权利要求2所述的手机分光光度计，其特征在于，所述光源模块为手机闪光灯；所述摄像模块为手机摄像头。

4.如权利要求3所述的手机分光光度计，其特征在于，所述闪光灯接口和光源模块密封连接；所述摄像头接口和摄像头密封连接；所述闪光灯接口和摄像头接口均为软质不透光的材料制成。

5.一种基于权利要求1至4之一所述的手机分光光度计的溶液浓度测量方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：比色皿中装入溶液放入比色槽中，盖上比色池盖；

步骤2：手机摄像头贴紧摄像头接口，手机闪光灯紧贴闪光灯接口，打开手机闪光灯；

步骤3：闪光灯发出的光经过接口，在聚光镜处被聚光，经过滤光槽中的滤光片获得单色光；

步骤4：穿过比色槽中的比色皿中的溶液，被吸收部分光，剩余的光继续通过光路通道后照射到反射镜上，被反射后继续沿光路通道到达摄像头镜头被摄像头所获取；

步骤5：根据已知的不同浓度的溶液为检测对象，记录各浓度溶液对应的光强值，获得光强与浓度的关系曲线；

步骤6：测定未知浓度的溶液光强，根据关系曲线，计算溶液的浓度。