CN114152663A - 消毒液浓度测定装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种消毒液浓度测定装置及其方法，包括电源模块、温度测量模块、显示模块、数据存储模块、DSP处理模块、脉冲信号发生模块、第一信号放大模块、信号采集模块、第二信号放大模块、信号整流模块和A/D转换模块。本发明结构简单，操作方便，可以准确、快速的测定出消毒液的浓度，可以有效地提高消毒效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种消毒液浓度测定装置及其方法，属于消毒液浓度检测领域。
背景技术
消毒液(Disinfector，常称消毒剂、消毒水)是液体的消毒剂，主要用于各种场所和要求的消毒工作，杀灭细菌、真菌、病毒等微生物。在日常工作生产中，需要各种不同浓度的消毒液对不同的物体或环境进行消毒处理。在消毒处理过程中，消毒液的浓度对消毒效果具有重要的影响。现在配制不同浓度的消毒液一般根据消毒液原液的浓度，进行不同比例稀释，进而得到不同浓度的消毒液。该方法存在以下问题：(1)不同批次或存放日期的消毒液原液的浓度不同，但是配制过程中，都是根据原液浓度进行稀释，导致配制的消毒液浓度不准确；(2)现有消毒液浓度检测一般采用比色法或气液色谱法，操作复杂，成本高。
发明内容
本发明提供了一种消毒液浓度测定装置及其方法，解决了现有消毒液浓度检测操作复杂，成本高的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种消毒液浓度测定装置，包括电源模块、温度测量模块、显示模块、数据存储模块、DSP处理模块、脉冲信号发生模块、信号采集模块、和A/D转换模块；
所述的电源模块为测定装置供电分别与DSP处理模块、温度测量模块和脉冲信号发生模块连接；
所述的温度测量模块用于测定待检测消毒液的温度，与所述的DSP处理模块连接；
所述的显示模块用于显示最终测定结果，与所述的DSP处理模块连接；
所述的数据存储模块用于存储本测定装置的数据，与所述的DSP处理模块连接；
所述的DSP处理模块用于对接受的检测信号和温度信号进行处理，通过显示模块显示最终的处理结果；
所述的脉冲信号发生模块用于生产检测用的脉冲信号；
所述的信息采集模块用于采集待检测消毒液的脉冲信号；
所述A/D转换模块用于将脉冲信号进行数模转换，转换为数字信号。
优选地：还包括第一信号放大模块、第二信号放大模块和信号整流模块；
所述的第一信号放大模块用于对所述的脉冲信号发生模块产生的信号进行放大处理；
所述的第二放大模块用于对所述的信息采集模块采集到的信号进行放大处理；
所述的信号整流模块用于对经过第二放大模块放大后的信号精密整流整成直流信号。
脉冲信号发生模块和信号采集模块发出或采集的信号可能会比较小，导致其信号弱，不利于后续的信号转换，因此可以增加设置第一信号放大模块、第二信号放大模块和信号整流模块，对信号进行放大、整流，使其检测信号更准确。
优选地：还包括信号传输模块、远程终端或显示模块。
优选地：所述的温度测量模块为温度传感器。
优选地：所述的脉冲信号发生模块为频率信号器。
优选地：所述的显示模块为LCD模块。
本发明也提供了一种消毒液浓度测定方法，定向向待测消毒液通入一个方形信号波，然后采集电压信号波，电压信号波经过算法计算，得到消毒液的实时电压，然后再加上温度补偿，通过计算公式计算即得消毒液的浓度。
所述的计算公式为：
癸甲溴铵碘溶液浓度＝V*(T*0.0004+0.02)/(20-V*(T*0.0004+0.02)*0.11)；
过氧乙酸浓度＝V-(T*7.4/7.6)；
苯扎溴铵浓度＝(V-8.1*T*(1+(0.066*T)))/3.7；
聚维酮碘浓度＝(V-T*(8-(0.06*T))/2.3296；
浓戊二醛浓度＝(V-T*(10+(0.75*T)))/1.41；
月苄三甲氯铵浓度＝0.88*(V-T*7.5)/(33-0.9*(V-T*7.5)/81))；
过硫酸氢钾浓度＝(0.0007889*(V-T*(29+T*0.533))+0.0000057；
癸甲溴铵浓度＝(0.0007889*(v-T*(29+T*0.533))+0.0000057；
其中：T＝T＝T2-T1，V＝V2-V1，TI为标零温度；T2为实时温度：V1为标零电压，V2为实时电压。
本发明的有益效果：
本发明采用一个频率信号器产生一个方形信号，通入待检测消毒液中。消毒液浓度不同，它电压大小是不一样的，然后通过信号采集模块采集到的这个信号，经过第二信号放大模块将信号放大和信号整流模块将信号整流为直流信号，通过A/D转换模块用于将信号整流电路出来的直流信号进行数模转换，转换为数字信号，DSP处理模块用于对接受的检测信号和温度信号进行处理，通过显示模块显示最终的处理结果。本发明结构简单，操作方便，可以准确、快速的测定出消毒液的浓度，可以有效地提高消毒效果。
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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一个实施例的结构框图；
图2为本发明的另一个实施例的结构框图；
图3为本发明的又一个实施例的结构框图。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种消毒液浓度测定装置，包括电源模块、温度测量模块、显示模块、数据存储模块、DSP处理模块、脉冲信号发生模块、第一信号放大模块、信号采集模块、第二信号放大模块、信号整流模块和A/D转换模块；
所述的电源模块为测定装置供电分别与DSP处理模块、温度测量模块和脉冲信号发生模块连接；
所述的温度测量模块用于测定待检测消毒液的温度，与所述的DSP处理模块连接；
所述的显示模块用于显示最终测定结果，与所述的DSP处理模块连接；
所述的数据存储模块用于存储本测定装置的数据，与所述的DSP处理模块连接；
所述的DSP处理模块用于对接受的检测信号和温度信号进行处理，通过显示模块显示最终的处理结果；
所述的脉冲信号发生模块用于生产检测用的脉冲信号；
所述的第一信号放大模块用于对所述的脉冲信号发生模块产生的信号进行放大处理；
所述的信息采集模块用于采集待检测消毒液种的脉冲信号；
所述的第二放大模块用于对所述的信息采集模块采集到的信号进行放大处理；
所述的信号整流模块用于对经过第二放大模块放大后的信号精密整流整成直流信号；
所述A/D转换模块用于将信号整流电路出来的直流信号进行数模转换，转换为数字信号。
所述的温度测量模块为温度传感器。
所述的脉冲信号发生模块为频率信号器。
所述的显示模块为LCD模块。
本实施例中的DSP处理模块采用单片机STM32f103C8T6。单片机STM32f103C8T6内部带有A/D转换模块和数据采集模块。
本发明的运行过程：
本实施例中的电源模块采用5V电源，经过一个电源芯片转换为3.0V和3.3V，3.0为单片机供电，3.3V通过一个电源芯片，转换为3.0V和-3.0，为频率信号器供电，频率信号器产生一个方形信号波，该方形信号波经过第一信号放大模块的放大后，通过待检测消毒液中。由于消毒液浓度不同，电压大小是不同，因此不同浓度的消毒液对应不同的电压。方形信号波经过待检测消毒液后经由信号采集模块采集信号，第二信号放大模块对采集到的信号进行放大处理，放大处理后的信号经过信号整流模块整流为直流信号，然后通过A/D转换模块转换为数字信号，传输到DSP处理模块，检测的数字信号和温度信号经过数据处理，得到最终的结果，最终的结果再LCD模块上显示。
本实用系统测定向消毒液通过一个方形信号波，然后采集信号波，信号波经过算法计算，再加上温度补偿，通过计算公式计算即得消毒液的浓度。
所述的计算公式为：
癸甲溴铵碘溶液浓度＝V*(T*0.0004+0.02)/(20-V*(T*0.0004+0.02)*0.11)；
过氧乙酸浓度＝V-(T*7.4/7.6)；
苯扎溴铵浓度＝(V-8.1*T*(1+(0.066*T)))/3.7；
聚维酮碘浓度＝(V-T*(8-(0.06*T))/2.3296；
浓戊二醛浓度＝(V-T*(10+(0.75*T)))/1.41；
月苄三甲氯铵浓度＝0.88*(V-T*7.5)/(33-0.9*(V-T*7.5)/81))；
过硫酸氢钾浓度＝(0.0007889*(V-T*(29+T*0.533))+0.0000057；
癸甲溴铵浓度＝(0.0007889*(v-T*(29+T*0.533))+0.0000057；
其中：T＝T＝T2-T1，V＝V2-V1，TI为标零温度；T2为实时温度：V1为标零电压，V2为实时电压。
实施例2
如图2所示，对于一些消毒液或频率信号器，产生的信号比较弱，需要通过设置第一信号放大模块、第二信号放大模块和信号整流模块等，对信号进行处理好后，才能更好的得到信号，使其结果更准确。
但是对于一些消毒液或频率信号器，产生的信号比较强，不同设置第一信号放大模块、第二信号放大模块和信号整流模块，即可完成数据的产生好的采集。
实施例3
如图3所示，本发明的消毒液浓度测定装置可以设置信号传输模块，将得到的浓度信号传输给远程终端设备，实现对消毒液浓度的远程监控。远程终端设备为手机、平板或电脑登。
具体效果试验：
配置浓度为11.06‰的癸甲溴铵，然后用本发明的装置测定不同温度时的癸甲溴铵溶液浓度，每个温度测定50次，取每组数据的众数作为最终的浓度值，计算相对误差和方差，具体数据如下表1所示。
表1
配置浓度为8.05‰的癸甲溴铵，然后用本发明的装置测定不同温度时的溶液浓度，每个温度测定50次，取每组数据的众数作为最终的浓度值，并计算相对误差和方差，具体数据如下表2所示。
表2
| 温度(℃) | 实测浓度(‰) | 相对误差(％) | 方差 |
| 30.00 | 8.18 | 1.61 | 0.0112 |
| 29.50 | 8.17 | 1.49 | 0.0082 |
| 29.00 | 8.15 | 1.24 | 0.0156 |
| 28.50 | 8.15 | 1.24 | 0.0126 |
| 28.00 | 8.16 | 1.37 | 0.0219 |
| 27.50 | 8.12 | 0.87 | 0.0112 |
| 27.00 | 8.10 | 0.62 | 0.0205 |
| 26.50 | 8.08 | 0.37 | 0.0158 |
| 26.00 | 8.10 | 0.62 | 0.0161 |
| 25.50 | 8.07 | 0.25 | 0.0164 |
| 25.25 | 8.05 | 0.00 | 0.0154 |
| 25.00 | 8.07 | 0.25 | 0.0141 |
| 24.75 | 8.13 | 0.99 | 0.0126 |
| 24.50 | 8.15 | 1.24 | 0.0141 |
| 24.25 | 8.19 | 1.74 | 0.0106 |
| 24.00 | 8.25 | 2.48 | 0.0091 |
| 23.50 | 8.23 | 2.24 | 0.0079 |
| 23.00 | 8.22 | 2.11 | 0.0137 |
| 22.50 | 8.23 | 2.24 | 0.0115 |
| 22.00 | 8.21 | 1.99 | 0.0106 |
由表1和2可知，本发明的装置和方法对于同一种消毒液，在不同温度和不同浓度时，相对误差和方差都很小，说明本发明的装置和检测方法精度高，稳定性好。
配置不同浓度的消毒液，在25℃时，采用本发明的装置，测定数据，每个浓度测定50次，取众数作为测定值，并计算相对误差和方差，具体数据见表3。
表3
由表3可知，本发明的装置和方法，对于不同种消毒液都具有很小的相对误差和方差，具有高稳定性和精度高。
以上所述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 (8)
1.一种消毒液浓度测定装置，其特征在于：包括电源模块、温度测量模块、数据存储模块、DSP处理模块、脉冲信号发生模块、信号采集模块、和A/D转换模块；
所述的电源模块为测定装置供电分别与DSP处理模块、温度测量模块和脉冲信号发生模块连接；
所述的温度测量模块用于测定待检测消毒液的温度，与所述的DSP处理模块连接；
所述的数据存储模块用于存储本测定装置的数据，与所述的DSP处理模块连接；
所述的DSP处理模块用于对接受的检测信号和温度信号进行处理，通过显示模块显示最终的处理结果；
所述的脉冲信号发生模块用于生产检测用的脉冲信号；
所述的信息采集模块用于采集待检测消毒液的脉冲信号；
所述A/D转换模块用于将脉冲信号进行数模转换，转换为数字信号。
2.根据权利要求1所述的一种消毒液浓度测定装置，其特征在于：还包括第一信号放大模块、第二信号放大模块和信号整流模块；
所述的第一信号放大模块用于对所述的脉冲信号发生模块产生的信号进行放大处理；
所述的第二放大模块用于对所述的信息采集模块采集到的信号进行放大处理；
所述的信号整流模块用于对经过第二放大模块放大后的信号精密整流整成直流信号。
3.根据权利要求1所述的一种消毒液浓度测定装置，其特征在于：还包括信号传输模块、远程终端或显示模块。
4.根据权利要求1-3所述的一种消毒液浓度测定装置，其特征在于：所述的温度测量模块为温度传感器。
5.根据权利要求1-3所述的一种消毒液浓度测定装置，其特征在于：所述的脉冲信号发生模块为频率信号器。
6.根据权利要求1-3所述的一种消毒液浓度测定装置，其特征在于：所述的显示模块为LCD模块。
7.一种消毒液浓度测定方法，其特征在于，包括以下步骤：定向向待测消毒液通过一个方形信号波，然后采集电压信号波，电压信号波经过算法计算，得到消毒液的实时电压，然后再加上温度补偿，通过计算公式计算即得消毒液的浓度。
8.根据权利要求7所述的一种消毒液浓度测定方法，其特征在于：所述的计算公式为：
癸甲溴铵碘溶液浓度＝V*(T*0.0004+0.02)/(20-V*(T*0.0004+0.02)*0.11)；
过氧乙酸浓度＝V-(T*7.4/7.6)；
苯扎溴铵浓度＝(V-8.1*T*(1+(0.066*T)))/3.7；
聚维酮碘浓度＝(V-T*(8-(0.06*T))/2.3296；
浓戊二醛浓度＝(V-T*(10+(0.75*T)))/1.41；
月苄三甲氯铵浓度＝0.88*(V-T*7.5)/(33-0.9*(V-T*7.5)/81))；
过硫酸氢钾浓度＝(0.0007889*(V-T*(29+T*0.533))+0.0000057；
癸甲溴铵浓度＝(0.0007889*(v-T*(29+T*0.533))+0.0000057；
其中：T＝T＝T2-T1，V＝V2-V1，TI为标零温度；T2为实时温度：V1为标零电压，V2为实时电压。
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