CN110095418A - 一种光电比色测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电比色测量装置，包括壳体，所述壳体内设置有LED光源，所述LED光源发出的光线依次经光源光栅片和比色皿后照射在比色检测光电池上，所述LED光源和所述比色检测光电池均连接有中控单元，所述中控单元还连接有发光强度光检器，所述发光强度光检器与所述LED光源相对应。本发明的有益效果：可通过发光强度光检器达到稳定光强的目的，提高了检测的准确性、良好的重复性和稳定性，成品可加工成为可拆分的组件，方便安装调试及维修更换，具有互换性好，调试简单等优点。

Description

一种光电比色测量装置
技术领域
本发明涉及比色检测技术领域，具体来说，涉及一种光电比色测量装置。
背景技术
传统的比色类检测仪表使用碘钨灯作为光源，通过滤光片得到需要波长的单色光进行测量。由于光源受温度、电压波动等影响使发光强度不稳，造成测量值波动，每次测量前要进行校准操作。从而出现操作繁琐、性能不稳定问题。并且使用碘钨灯还会导致整机存在能耗高、发热大问题。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种光电比色测量装置，采用发光二级管作为光源，并可通过发光强度光检器和配合的硬件电路对光源的发光强度进行检测以及调整光源的发光强度，具有光强稳定、波长准确、能耗低、光源寿命长等优点。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种光电比色测量装置，包括壳体，所述壳体内设置有LED光源，所述LED光源发出的光线依次经光源光栅片和比色皿后照射在比色检测光电池上，所述LED光源和所述比色检测光电池均连接有中控单元，所述中控单元还连接有发光强度光检器，所述发光强度光检器与所述LED光源相对应。
进一步地，所述比色皿与所述比色检测光电池之间还设置有检测光栅片。
进一步地，所述壳体包括管状的底座，所述底座的一端可拆装地连接有光源支架，所述底座的另一端可拆装地连接有检测支架。
进一步地，所述底座上设置有可供所述比色皿进出的开口。
进一步地，所述光源支架上固定安装所述LED光源和所述光源光栅片，所述光源支架上还可滑动地设置所述发光强度光检器。
进一步地，所述检测支架上固定安装所述检测光栅片和所述比色检测光电池。
进一步地，所述中控单元包括微控制器，所述微控制器的型号为LPC1754。
进一步地，所述中控单元通过光源驱动电路连接所述LED光源，所述光源驱动电路包括补偿电路，所述中控单元通过比色检测电路连接所述比色检测光电池。
进一步地，所述中控单元还分别连接有电源输入接口、输出接口、显示屏和键盘。
本发明的有益效果：可通过发光强度光检器达到稳定光强的目的，提高了检测的准确性、良好的重复性和稳定性，成品可加工成为可拆分的组件，方便安装调试及维修更换，具有互换性好，调试简单等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的光电比色测量装置的示意图；
图2是根据本发明实施例所述的壳体的分解图；
图3是根据本发明实施例所述的电比色测量装置的电路框图；
图4是根据本发明实施例所述的光源驱动电路的电路图；
图5是根据本发明实施例所述的比色检测电路的电路图；
图6是根据本发明实施例所述的中控单元包的电路图。
图中：
1、LED光源；2、发光强度光检器；3、光源光栅片；4、比色皿；5、检测光栅片；6、比色检测光电池；7、壳体；8、底座；9、光源支架；10、检测支架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示，根据本发明实施例所述的一种光电比色测量装置，包括壳体7，所述壳体7内设置有LED光源1，所述LED光源1发出的光线依次经光源光栅片3和比色皿4后照射在比色检测光电池6上，所述LED光源1和所述比色检测光电池6均连接有中控单元，所述中控单元还连接有发光强度光检器2，所述发光强度光检器2与所述LED光源1相对应。
在本发明的一个具体实施例中，所述比色皿4与所述比色检测光电池6之间还设置有检测光栅片5。
在本发明的一个具体实施例中，所述壳体7包括管状的底座8，所述底座8的一端可拆装地连接有光源支架9，所述底座8的另一端可拆装地连接有检测支架10。
在本发明的一个具体实施例中，所述底座8上设置有可供所述比色皿4进出的开口。
在本发明的一个具体实施例中，所述光源支架9上固定安装所述LED光源1和所述光源光栅片3，所述光源支架9上还可滑动地设置所述发光强度光检器2。
在本发明的一个具体实施例中，所述检测支架10上固定安装所述检测光栅片5和所述比色检测光电池6。
在本发明的一个具体实施例中，所述中控单元包括微控制器，所述微控制器的型号为LPC1754。
在本发明的一个具体实施例中，所述中控单元通过光源驱动电路连接所述LED光源1，所述光源驱动电路包括补偿电路，所述中控单元通过比色检测电路连接所述比色检测光电池6。
在本发明的一个具体实施例中，所述中控单元还分别连接有电源输入接口、输出接口、显示屏和键盘。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式对本发明的上述技术方案进行详细说明。
本发明所述中LED光源1、光源光栅片3、比色皿4、检测光栅片5及比色检测光电池6的光路均在同一条轴线上，并通过壳体7保证检测器整体避光安装。
壳体7采用使用铝材料制成，并作发黑处理，以有利于避光检测。壳体7由3部分组成，分别为光源支架9、底座8和检测支架10，光源支架9由两部分结合而成，光源支架9上安装有LED光源1、发光强度光检器2及光源光栅片3，发光强度光检器2可以在LED光源1上方左右移动。底座8用于插接固定底座8和检测支架10，底座8内部固定有比色皿4，底座1采用矩形管制成，底座1上开设有可供比色皿4进出的开口，开口处螺栓连接有盖子。检测支架10由两部分结合而成，检测支架10上安装有检测光栅片5及比色检测光电池6。壳体7的全部结构采用加工尺寸的精度保证光路重合。壳体7通过一体化组装而成，方便组装调试、维修更换。
LED光源1可根据检测物质不同选用不同波长的发光二极管（LED）。光源光栅片3用于将多余的散射光隔离，避免由于散射光、反射光对检测的影响，保证检测精度，光线通过比色皿4后照射在检测光栅片5上，检测光栅片5用于进一步防止比色皿4内部的散射、反射光影响。光线穿过检测光栅片5后照射在比色检测光电池6上，比色检测光电池6测量样品对光的吸收。
发光强度光检器2用于检测LED光源1发光强度的变化，发光强度光检器2将光照强度值转为电压值后反馈给中控单元，中控单元通过补偿电路来达到稳定光强的目的，具有光强稳定、波长准确、光源寿命长等优点。
发光强度光检器2与比色检测光电池6均采用相同规格型号的硅光电池等元器件制成，由于发光强度光检器2与比色检测光电池6使用相同规格型号的元器件，因此二者具有相同的温度特性，可使测量稳定、准确，克服了原有检测方法的不足，进而达到了检测仪表一次标定长期稳定工作，重复性好的目的。
考虑LED光源1的波长及散射角度不同，因此在光源支架9上设置了滑槽，发光强度光检器2可以在LED光源1的上方左右移动，移动到位后可通过螺栓螺母锁紧，通过移动发光强度光检器2可在调试中确定最大检测位置，增加检测灵敏度。光电比色测量装置中涉及到的所有器件、部件均安装牢固，防止轻微震动对检测的影响。
中控单元分别连接有光源驱动电路、比色检测电路、电源输入接口、输出接口、显示屏和键盘。光源驱动电路连接LED光源1，比色检测电路连接比色检测光电池6。在测定样品时，经过显色的样品对光进行吸收符合朗伯－比耳定律，经过比色检测电路将光电流转化为电压送到中控单元中进行A/D（模拟/数字）转换，通过软件的运算将检测数据发送给显示屏显示。键盘用于进行必要的数据输入及控制输入。中控单元需要通过输出接口完成电流信号、报警、通信的输出。光电比色测量装置的运行由中控单元控制，将运行、校准、数据记录的信息进行保存，方便查询。
光源驱动电路由基准IC4产生2.5V电压，通过电位器改变恒流值。通过芯片U1、Q1、R24 完成光源的驱动及稳定，完成光源驱动电路的功能。
中控单元与发光强度光检器2之间设置有发光强度检测电路，发光强度检测电路与比色检测电路相同。二者均是由硅光电池监测，芯片U3完成光电流/电压（I/V）转换，通过IC2进行低通滤波去除交流干扰等，将检测、参比信号传送给中控单元进行模拟/数字（A/D）转换。完成比色检测和发光强度检测的功能。
中控单元使用LPC1754芯片的微处理器，该微处理器为32位系统，并自带12位模拟/数字（A/D）转换。执行控制全部由此芯片完成，高集成度，保证系统稳定可靠。
在具体使用时，LED光源1发出的光线依次经光源光栅片3、比色皿4和检测光栅片5后照射在比色检测光电池6上，比色检测光电池6测量样品对光的吸收，发光强度光检器2对LED光源1发出的光照强度进行检测，通过补偿电路对LED光源1的光照强度进行补偿，以达到稳定光强的效果。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，可通过发光强度光检器达到稳定光强的目的，提高了检测的准确性、良好的重复性和稳定性，成品可加工成为可拆分的组件，方便安装调试及维修更换，具有互换性好，调试简单等优点。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (9)

1.一种光电比色测量装置，包括壳体（7），所述壳体（7）内设置有LED光源（1），其特征在于，所述LED光源（1）发出的光线依次经光源光栅片（3）和比色皿（4）后照射在比色检测光电池（6）上，所述LED光源（1）和所述比色检测光电池（6）均连接有中控单元，所述中控单元还连接有发光强度光检器（2），所述发光强度光检器（2）与所述LED光源（1）相对应。
2.根据权利要求1所述的光电比色测量装置，其特征在于，所述比色皿（4）与所述比色检测光电池（6）之间还设置有检测光栅片（5）。
3.根据权利要求2所述的光电比色测量装置，其特征在于，所述壳体（7）包括管状的底座（8），所述底座（8）的一端可拆装地连接有光源支架（9），所述底座（8）的另一端可拆装地连接有检测支架（10）。
4.根据权利要求3所述的光电比色测量装置，其特征在于，所述底座（8）上设置有可供所述比色皿（4）进出的开口。
5.根据权利要求3所述的光电比色测量装置，其特征在于，所述光源支架（9）上固定安装所述LED光源（1）和所述光源光栅片（3），所述光源支架（9）上还可滑动地设置所述发光强度光检器（2）。
6.根据权利要求3所述的光电比色测量装置，其特征在于，所述检测支架（10）上固定安装所述检测光栅片（5）和所述比色检测光电池（6）。
7.根据权利要求1所述的光电比色测量装置，其特征在于，所述中控单元包括微控制器，所述微控制器的型号为LPC1754。
8.根据权利要求7所述的光电比色测量装置，其特征在于，所述中控单元通过光源驱动电路连接所述LED光源（1），所述光源驱动电路包括补偿电路，所述中控单元通过比色检测电路连接所述比色检测光电池（6）。
9.根据权利要求8所述的光电比色测量装置，其特征在于，所述中控单元还分别连接有电源输入接口、输出接口、显示屏和键盘。
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