CN109975288A - 基于rgb三基色视觉传感器的在线检测仪器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器及其控制方法，包括柜体，所述柜体中设有泵组、反应杯、视觉传感器、控制板和电源模组，所述视觉传感器、泵组与控制板和电源模组电连接，所述泵组包括取样泵、水泵、显色泵和滴定泵，所述反应杯通过反应杯支架固定，所述视觉传感器设置在反应杯正后方，所述控制板和电源模组通过隔板固定在柜体中。本发明适用于所有颜色变化的反应，适用范围广；测试各类反应的视觉传感器无需任何调整，操作简单，自动计算并显示结果，降低了对操作者的要求，降低了劳动强度；视觉传感器无需与溶液直接接触，使用寿命长，降低了使用和维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测仪器及其控制方法，尤其涉及一种基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器及其控制方法。
背景技术
比色法是以可见光作光源，比较溶液颜色深浅度以测定所含有色物质浓度的方法。常用的比色法有两种：目视比色法和光电比色法。常用的目视比色法是标准系列法，即用不同量的待测物标准溶液在完全相同的一组比色管中，先按分析步骤显色，配成颜色逐渐递变的标准色阶。试样溶液也在完全相同条件下显色，和标准色阶作比较，目视找出色泽最相近的那一份标准，由其中所含标准溶液的量，计算确定试样中待测组分的含量。光电比色法是在光电比色计上或者类似结构上测量一系列标准溶液的吸光度，将吸光度对浓度作图，绘制工作曲线，然后根据待测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度或含量。与目视比色法相比，光电比色法消除了主观误差，提高了测量准确度，而且可以通过选择滤光片来消除干扰，从而提高了选择性。
目前有色物质浓度的在线检测一般采用光电比色的工作原理，都是采用传统单色光的比色原理进行的，对于不同颜色的试剂需要选用不同的光源，更换光源的工作繁琐且专业，同时需要选择不同的滤光片来消除干扰；电极要跟试剂溶液直接接触，导致电极钝化，对于电极的维护繁琐且专业，且为了保证检测仪器的精度，电极必须要1年左右更换1次，而电极的价格高昂，维护成本高。
根据Grassmann定律，由三种颜色(三原色)混合能产生任意颜色，三原色可以选取，但必须相互独立，即其中任何种原色不能与其余两种原色相加混合得到，目前最常用的是红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色，色配中所需要的三原色数量成为三刺激值。颜色匹配方程为：C(R+G+B)＝R(R)+G(G)+B(B)；若待测光是某一种波长的单色光，所对应的R、G、B值称为光谱三刺激值，用r，g，b表示。1931年国际照明委员会(CIE)根据W.D.Wright和J.Guild的颜色匹配的实验结果的平均值定出了匹配等能光谱色的三刺激值，从而制定了色度系统，它的数值只决定于人眼的视觉特性，因此下式可得：CIE1 931-RGB色度系统，它的数值只决定于人眼的视觉特性。Cλ＝r(R)+g(G)+b(B)。通过测量溶液颜色的三基色的反射比率实现颜色检测，确认反应终点，即可通过使用的溶液容量，计算得到对应的溶液浓度值。
因此发明一种基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器应用于滴定分析检测中是非常有意义的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器及其控制方法，解决传统光电比色法操作繁琐，维护成本高的问题。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，包括柜体，所述柜体中设有泵组、反应杯、视觉传感器、控制板和电源模组，所述视觉传感器、泵组与控制板和电源模组电连接，所述泵组通过安装支架固定在柜体中，所述泵组包括取样泵、水泵、显色泵和滴定泵，所述反应杯通过反应杯支架固定在安装支架上，所述视觉传感器设置在反应杯正后方，所述控制板和电源模组通过隔板固定在柜体中并且位于安装支架的后方。
进一步的，所述反应杯中设有搅拌器，所述搅拌器通过反应杯支架固定在反应杯中，所述搅拌器与控制板电连接。
进一步的，所述柜体设有柜体门，所述柜体门上设有分析视窗和触摸屏，所述触摸屏后方设有触摸屏罩壳，所述触摸屏与控制板和电源模组电连接。
进一步的，所述反应杯和视觉传感器罩设在CCD罩壳中，所述CCD罩壳内部设有黑色涂层。
进一步的，所述取样泵、水泵和显色泵为四轴蠕动泵；所述滴定泵为八轴蠕动泵。
进一步的，所述取样泵和水泵各一组，所述水泵通过管路连接有纯水桶，所述纯水桶中设有纯水；所述显色泵为两组且分别通过管路连接有两个不同的试剂瓶，所述试剂瓶中设有显色剂；所述滴定泵为两组分别抽取不同种类的滴定液；所述反应杯通过排废阀连接有废液桶，所述排废阀安装在安装支架上，所述排废阀与控制板电连接。
进一步的，所述柜体底部设有试剂柜，所述试剂柜设有试剂柜门，所述试剂瓶、纯水桶和废液桶设置于试剂柜中。
进一步的，所述柜体侧面设有电源开关、USB接口、4-20mA接口和RS485通讯接口，所述USB接口、4-20mA接口和RS485通讯接口与控制板电连接。
本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器的控制方法，其中，包括如下步骤：S1：检测前的准备工作，检查试剂瓶和纯水桶中液体的存量；S2：启动电源开关，在触摸屏进行参数设置，由水泵抽取纯水对反应杯和管路进行润洗，并将润洗后的废水通过排废阀排入废液桶；S3：通过取样泵从工艺流程槽中抽取设定量的样液到反应杯中，通过水泵抽取设定量纯水对反应杯中的样液进行精确稀释；S4：通过显色泵抽取设定量的显色剂到反应杯中，同时启动搅拌器对溶液进行搅拌；S5：通过滴定泵抽取滴定液缓慢而且有固定间隔的滴入到反应杯中，同时开启视觉传感器，读取溶液的颜色RGB值，直到读取的颜色RGB值达到目标值，同时记录此时抽取的滴定液的容量；S6：控制板根据抽取的滴定液的容量计算出样液的浓度，并显示在触摸屏中；S7：通过排废阀将反应杯中测试完成的溶液排入废液桶；S8：通过水泵抽取纯水对反应杯和管路进行冲洗，并将废水排入废液桶。
进一步的，步骤S2中在触摸屏上设置取样泵抽取样液的量、显色泵抽取显色剂的量和水泵抽取纯水的量，同时设置目标RGB值。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器及其控制方法，适用于所有颜色变化的反应，包括颜色的突变、渐变等各类情况，适用范围广；测试各类反应的视觉传感器无需任何调整，操作简单，自动计算并显示结果，降低了对操作者的要求，降低了劳动强度；视觉传感器无需与溶液直接接触，使用寿命长，降低了使用和维护成本。
附图说明
图1为本发明实施例中基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器爆炸图；
图2为本发明实施例中基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器控制方法流程图。
图中：
1柜体门 2试剂柜门 4显示屏
5分析视窗 11CCD罩壳 13显示屏罩壳
22取样泵 23水泵 24显色泵
26滴定泵 29排废阀 30试剂瓶
31废液桶 32纯水桶 33视觉传感器
34反应杯支架 35搅拌器 36反应杯
37隔板 38控制板 39电源模组
45USB接口 46 4-20mA接口 47RS485通讯接口
49柜体 50试剂柜
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描述。
图1为本发明实施例基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器爆炸意图。
请参见图1，本发明实施例的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，包括柜体49，所述柜体49中设有泵组、反应杯36、视觉传感器33、控制板38和电源模组39，所述视觉传感器33、泵组与控制板38和电源模组39电连接，所述泵组通过安装支架固定在柜体49中，所述泵组包括取样泵22、水泵23、显色泵24和滴定泵26，所述反应杯36通过反应杯支架34固定在安装支架上，所述视觉传感器33设置在反应杯36正后方，所述控制板38和电源模组39通过隔板37固定在柜体49中并且位于安装支架的后方。
具体的，本发明实施例的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，反应杯36中设有搅拌器35，所述搅拌器35通过反应杯支架34固定在反应杯36中，所述搅拌器35与控制板38电连接。反应杯36和视觉传感器33罩设在CCD罩壳11中，所述CCD罩壳11内部设有黑色涂层，使得视觉传感器33在固定的空间范围内，稳定的光、色、亮度等条件下，读取稳定的溶液颜色RGB值。
具体的，本发明实施例的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，柜体49设有柜体门1，所述柜体门1上设有分析视窗5和触摸屏4，所述触摸屏4后方设有触摸屏罩壳13，所述触摸屏4与控制板38和电源模组39电连接。
具体的，本发明实施例的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，所述取样泵22、水泵23和显色泵24为四轴蠕动泵；所述滴定泵26为八轴蠕动泵；取样泵22和水泵23各一组，所述水泵23通过管路连接有纯水桶32，所述纯水桶32中设有纯水；所述显色泵24为两组且分别通过管路连接有两个不同的试剂瓶30，所述试剂瓶30中设有显色剂；所述滴定泵26为两组分别抽取不同种类的滴定液；所述反应杯36通过排废阀29连接有废液桶31，所述排废阀29安装在安装支架上，所述排废阀29与控制板38电连接。
具体的，本发明实施例的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，柜体49底部设有试剂柜50，所述试剂柜50设有试剂柜门2，所述试剂瓶30、纯水桶32和废液桶31设置于试剂柜中。柜体侧面设有电源开关48、USB接口45、4-20mA接口46和RS485通讯接口47，USB接口45、4-20mA接口46和RS485通讯接口47与控制板(38)电连接，用于与其他外部设备连接。。
请参见图2，本发明实施例的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器的控制方法，包括如下步骤：
S1：检测前的准备工作，检查试剂瓶30和纯水桶32中液体的存量，保证足量；
S2：启动电源开关48，在触摸屏4进行参数设置，由水泵23抽取纯水对反应杯36和管路进行润洗，并将润洗后的废水通过排废阀29排入废液桶31；
S3：通过取样泵22从工艺流程槽中抽取设定量的样液到反应杯36中，通过水泵23抽取设定量纯水对反应杯36中的样液进行精确稀释；
S4：通过显色泵24抽取设定量的显色剂到反应杯36中，同时启动搅拌器35对溶液进行搅拌；
S5：通过滴定泵26抽滴定液缓慢而且有固定间隔的滴入到反应杯36中，同时开启视觉传感器33，读取溶液的颜色RGB值，直到读取的颜色RGB值达到目标值，同时记录此时抽取的滴定液的容量；
S6：控制板根据抽取的滴定液的容量计算出样液的浓度，并显示在触摸屏4中；
S7：通过排废阀29将反应杯36中测试完成的溶液排入废液桶31；
S8：通过水泵23抽取纯水对反应杯36和管路进行冲洗，并将废水排入废液桶31。
具体的，本发明实施例的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器的控制方法，步骤S2中在触摸屏4上设置取样泵22抽取样液的量、显色泵24抽取显色剂的量和水泵23抽取纯水的量，同时设置目标RGB值。
综上所述，本发明提供的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器及其控制方法，适用于所有颜色变化的反应，包括颜色的突变、渐变等各类情况，适用范围广；测试各类反应的视觉传感器无需任何调整，操作简单，自动计算并显示结果，降低了对操作者的要求，降低了劳动强度；视觉传感器无需与溶液直接接触，使用寿命长，降低了使用和维护成本。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，其特征在于，包括柜体(49)，所述柜体(49)中设有泵组、反应杯(36)、视觉传感器(33)、控制板(38)和电源模组(39)，所述视觉传感器(33)、泵组与控制板(38)和电源模组(39)电连接，所述泵组通过安装支架固定在柜体(49)中，所述泵组包括取样泵(22)、水泵(23)、显色泵(24)和滴定泵(26)，所述反应杯(36)通过反应杯支架(34)固定在安装支架上，所述视觉传感器(33)设置在反应杯(36)正后方，所述控制板(38)和电源模组(39)通过隔板(37)固定在柜体(49)中并且位于安装支架的后方。
2.如权利要求1所述的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，其特征在于，所述反应杯(36)中设有搅拌器(35)，所述搅拌器(35)通过反应杯支架(34)固定在反应杯(36)中，所述搅拌器(35)与控制板(38)电连接。
3.如权利要求1所述的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，其特征在于，所述柜体(49)设有柜体门(1)，所述柜体门(1)上设有分析视窗(5)和触摸屏(4)，所述触摸屏(4)后方设有触摸屏罩壳(13)，所述触摸屏(4)与控制板(38)和电源模组(39)电连接。
4.如权利要求1所述的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，其特征在于，所述反应杯(36)和视觉传感器(33)罩设在CCD罩壳(11)中，所述CCD罩壳(11)内部设有黑色涂层。
5.如权利要求1所述的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，其特征在于，所述取样泵(22)、水泵(23)和显色泵(24)为四轴蠕动泵；所述滴定泵(26)为八轴蠕动泵。
6.如权利要求1所述的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，其特征在于，所述取样泵(22)和水泵(23)各一组，所述水泵(23)通过管路连接有纯水桶(32)，所述纯水桶(32)中设有纯水；所述显色泵(24)为两组且分别通过管路连接有两个不同的试剂瓶(30)，所述试剂瓶(30)中设有显色剂；所述滴定泵(26)为两组分别抽取不同种类的滴定液；所述反应杯(36)通过排废阀(29)连接有废液桶(31)，所述排废阀(29)安装在安装支架上，所述排废阀(29)与控制板(38)电连接。
7.如权利要求6所述的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，其特征在于，所述柜体(49)底部设有试剂柜(50)，所述试剂柜(50)设有试剂柜门(2)，所述试剂瓶(30)、纯水桶(32)和废液桶(31)设置于试剂柜中。
8.如权利要求1所述的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器，其特征在于，所述柜体侧面设有电源开关(48)、USB接口(45)、4-20mA接口(46)和RS485通讯接口(47)，USB接口(45)、4-20mA接口(46)和RS485通讯接口(47)与控制板(38)电连接。
9.一种基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：检测前的准备工作，检查试剂瓶(30)和纯水桶(32)中液体的存量；
S2：启动电源开关(48)，在触摸屏(4)进行参数设置，由水泵(23)抽取纯水对反应杯(36)和管路进行润洗，并将润洗后的废水通过排废阀(29)排入废液桶(31)；
S3：通过取样泵(22)从工艺流程槽中抽取设定量的样液到反应杯(36)中，通过水泵(23)抽取设定量纯水对反应杯(36)中的样液进行精确稀释；
S4：通过显色泵(24)抽取设定量的显色剂到反应杯(36)中，同时启动搅拌器(35)对溶液进行搅拌；
S5：通过滴定泵(26)抽滴定液缓慢而且有固定间隔的滴入到反应杯(36)中，同时开启视觉传感器(33)，读取溶液的颜色RGB值，直到读取的颜色RGB值达到目标值，同时记录此时抽取的滴定液的容量；
S6：控制板根据抽取的滴定液的容量计算出样液的浓度，并显示在触摸屏(4)中；
S7：通过排废阀(29)将反应杯(36)中测试完成的溶液排入废液桶(31)；
S8：通过水泵(23)抽取纯水对反应杯(36)和管路进行冲洗，并将废水排入废液桶(31)。
10.如权利要求1所述的基于RGB三基色视觉传感器的在线检测仪器的控制方法，其特征在于，步骤S2中在触摸屏(4)上设置取样泵(22)抽取样液的量、显色泵(24)抽取显色剂的量和水泵(23)抽取纯水的量，同时设置目标RGB值。
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