CN112964658A - 一种基于光照衰减的液体浓度测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光照衰减的液体浓度测量方法，包括以下步骤：a.通过LED光源向装有实验液体的容器光照；b.通过光敏二极管接收来自容器反射出的光波，光敏二极管将信号分为直流DC信号和交流AC信号；c.通过A/D转换器提取交流AC信号。本发明中，利用光通过不同浓度的液体反射回来的光照会有衰减的原理来对实验液体浓度进行测量，光敏二极管靠近容器，通过每秒闪烁LED光源百次特定的光波，通过得到的反射波，计算实验液体浓度，既没有对容器内的实验环境进行任何侵入式测量，也没有对容器周边环境进行过多的影响，在保证实验质量的前提下，能够对实验过程中液体浓度的变化进行跟踪测量，有利于对各类化学实验结果的分析。
Description
技术领域
本发明涉及液体浓度测量技术领域，尤其涉及一种基于光照衰减的液体浓度测量方法及装置。
背景技术
化学实验过程中，液体随着搅拌时间增长，浓度也会发生变化，进而影响搅拌频率，对实验过程中液体的浓度进行测量，即能有效的影响对实验结果的分析，也能随之跟踪搅拌频率并进行调整，提高实验质量，然而目前化学实验中，对容器内的液体浓度进行探测尚没有解决方案。
因此，提出一种基于光照衰减的液体浓度测量方法及装置。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述的问题，而提出的一种基于光照衰减的液体浓度测量方法及装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于光照衰减的液体浓度测量方法，包括以下步骤：
a.通过LED光源向装有实验液体的容器光照；
b.通过光敏二极管接收来自容器反射出的光波，光敏二极管将信号分为直流DC信号和交流AC信号；
c.通过A/D转换器提取交流AC信号；
d.通过滤波器对AC信号进行滤波，确定两次采样允许的最大偏差值，判断本次值是否有效；
e.取纯净水测量值平均值为基准，计算实验液体浓度。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述e步骤中的计算公式为：
液体浓度=（测量值/纯净水测量值平均值）*100。
一种基于光照衰减的液体浓度测量装置，包括：
LED光源，所述LED光源用于向容器发射光束；
容器，所述容器用于盛装实验液体；
光敏二极管，所述光敏二极管接收来自容器所反射处的光波；
A/D转换器,所述A/D转换器的输入端与光敏二极管输出端电性连接，所述A/D转换器用于提取直流DC信号和交流AC信号中的交流AC信号；
滤波器，所述滤波器的输入端与A/D转换器输出端电性连接，所述滤波器用于对交流AC信号的滤波、降噪。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，利用光通过不同浓度的液体反射回来的光照会有衰减的原理来对实验液体浓度进行测量，光敏二极管靠近容器，通过每秒闪烁LED光源百次特定的光波，通过得到的反射波，计算实验液体浓度，既没有对容器内的实验环境进行任何侵入式测量，也没有对容器周边环境进行过多的影响，在保证实验质量的前提下，能够对实验过程中液体浓度的变化进行跟踪测量，有利于对各类化学实验结果的分析。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的浓度测量流程示意图；
图例说明：
1、LED光源；2、容器；3、光敏二极管；4、A/D转换器；5、滤波器。
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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于光照衰减的液体浓度测量方法，包括以下步骤：
a.通过LED光源1向装有实验液体的容器2光照，容器2内部的实验液体可对光照进行吸收，在实验液体的浓度发生变化时，实验液体对光照的吸收自然也有变化；
b.通过光敏二极管3接收来自容器2反射出的光波，光敏二极管3将信号分为直流DC信号和交流AC信号；
c.通过A/D转换器4提取交流AC信号，AC信号可反映出液体浓度的变化；
d.通过滤波器5对AC信号进行滤波，确定两次采样允许的最大偏差值，判断本次值是否有效，滤波器5可降低AC信号因自然光、液体流动等因素所带来的噪点；
e.取纯净水测量值平均值为基准，计算实验液体浓度，液体浓度=测量值/纯净水测量值平均值*100。
d步骤中，最大偏差值A（通过实验确定为100），如果本次值小于等于A，则本次值有效，否则放弃本次值，用上次值取代；
通过实验得出：
| 实验时长 | 10分钟 | 20分钟 | 30分钟 |
| 测量值 | 30 | 70 | 90 |
| 浓度 | 150% | 350% | 450% |
具体的，如图1所示，一种基于光照衰减的液体浓度测量装置，包括：
LED光源1，所述LED光源1用于向容器2发射光束；
容器2，所述容器2用于盛装实验液体；
光敏二极管3，所述光敏二极管3接收来自容器2所反射处的光波；
A/D转换器4,所述A/D转换器4的输入端与光敏二极管3输出端电性连接，所述A/D转换器4用于提取直流DC信号和交流AC信号中的交流AC信号；
滤波器5，所述滤波器5的输入端与A/D转换器4输出端电性连接，所述滤波器5用于对交流AC信号的滤波、降噪。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于光照衰减的液体浓度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.通过LED光源向装有实验液体的容器光照；
b.通过光敏二极管接收来自容器反射出的光波，光敏二极管将信号分为直流DC信号和交流AC信号；
c.通过A/D转换器提取交流AC信号；
d.通过滤波器对AC信号进行滤波，确定两次采样允许的最大偏差值，判断本次值是否有效；
e.取纯净水测量值平均值为基准，计算实验液体浓度。
2.根据权利要求1所述的一种基于光照衰减的液体浓度测量方法，其特征在于，所述e步骤中的计算公式为：
液体浓度=（测量值/纯净水测量值平均值）*100。
3.根据权利要求1所述的一种基于光照衰减的液体浓度测量装置，其特征在于，包括：
LED光源，所述LED光源用于向容器发射光束；
容器，所述容器用于盛装实验液体；
光敏二极管，所述光敏二极管接收来自容器所反射处的光波；
A/D转换器,所述A/D转换器的输入端与光敏二极管输出端电性连接，所述A/D转换器用于提取直流DC信号和交流AC信号中的交流AC信号；
滤波器，所述滤波器的输入端与A/D转换器输出端电性连接，所述滤波器用于对交流AC信号的滤波、降噪。
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