CN115078530A - 一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置及其检测方法 - Google Patents

一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置及其检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115078530A
CN115078530A CN202210709480.3A CN202210709480A CN115078530A CN 115078530 A CN115078530 A CN 115078530A CN 202210709480 A CN202210709480 A CN 202210709480A CN 115078530 A CN115078530 A CN 115078530A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sound wave
speed measuring
solution
measuring box
screw rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210709480.3A
Other languages
English (en)
Inventor
张祖满
季丽君
林健平
吴巧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei University of Education
Original Assignee
Hubei University of Education
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei University of Education filed Critical Hubei University of Education
Priority to CN202210709480.3A priority Critical patent/CN115078530A/zh
Publication of CN115078530A publication Critical patent/CN115078530A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/024—Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/222—Constructional or flow details for analysing fluids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/348—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4472—Mathematical theories or simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/011—Velocity or travel time
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/022—Liquids
    • G01N2291/0228—Aqueous liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02809—Concentration of a compound, e.g. measured by a surface mass change
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/102—Number of transducers one emitter, one receiver

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置及其检测方法，包括至少一个测速组件；每一测速组件包括测速盒以及示波器；测速盒内设有丝杆、光杆、声波发射器以及声波接受器，丝杆可转动地设置于测速盒内部上方，声波发射器固定于测速盒端部，声波发射器可滑动地套于所述光杆上，且丝杆穿过声波接受换能器并与其通过螺纹配合，声波接受器与所述示波器相连；本发明的有益效果为：该声波检测装置通过声波发射器向声波接受器发射固定频率的声波，调节二者之间间距，获取声波接受器共振时位置间距差，从而测得在该固定频率的声波在待测溶液中波长，进而快速准确地判定待测溶液的浓度是否符合标准。

Description

一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及溶液浓度检测技术领域，尤其涉及一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置。
背景技术
在医用领域，经常需要对一些常用的医用溶液(氯化钠和葡萄糖注射液等)进行浓度检测，判断其浓度是否达标。目前，医用氯化钠和葡萄糖注射液等透明溶液浓度的检测，通过色谱法、光折射率法、偏振法、光强吸收法等方法检测。但是这些检测方法的中间步骤较多，非常耗时，测量装置不易操作、精度较差，其中部分光学仪器造价高。这些检测装置无法做到实时动态检测，得到测量数据后，需通过计算机等工具计算才能得到相应的检测结果。
发明内容
有鉴于此，为提高常用医用溶液的检测效率，简化其检测步骤，提高其检测精度，本发明提供一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置，包括至少一个测速组件；每一测速组件包括一测速盒以及一示波器；
所述测速盒内设有丝杆、光杆、声波发射器以及声波接受器，
所述丝杆可转动地设置于测速盒内部上方，且所述丝杆一端部穿过测速盒延伸至所述测速盒外，所述声波发射器固定于所述测速盒端部，声波发射器可滑动地套于所述光杆上，且所述丝杆穿过所述声波接受换能器并与其通过螺纹配合，所述声波接受器与所述示波器相连；
所述测速盒内装有待测溶液，所述声波发射器用于向所述声波接受器发射固定频率的声波，所述丝杆用于带动第二声波发射器沿丝杆移动，调节声波发射和声波接收器之间距离L；
所述示波器相连用于显示所述声波接受器上声波的波形，确定声波接受器多次发生共振时L的大小，以确定该固定频率的声波在待测溶液中波长λ，从而得到声波在待测溶液声速大小，进而判断待测溶液浓度是否合格。
进一步地，所述声波发射器和所述声波接受器上均设有声波换能板，两所述声波换能板平行设置。
进一步地，两所述声波换能板均为压电陶瓷板。
进一步地，所述测速盒内还设有一加热器，所述加热器用于加热所述测速盒的待测溶液。
进一步地，所述测速盒内还设有一温度传感器，所述温度用于感测并显示测速盒内待测溶液温度。
进一步地，所述丝杆延伸至所述测速盒外的端部还设有一摇动手轮，所述摇动手轮用于驱动所述丝杆转动，带动声波接受器沿所述丝杆移动。
进一步地，所述测速盒上还设有一数显游标尺，数显游标尺于所述丝杆平行，所述数显游标尺用于显示声波接受器所处位置的刻度。
进一步地，所述测速盒内壁还设有一保温层。
进一步地，还包括一外壳体，所述测速组件数量为两个，两所述测速组件的测速盒并列镶嵌于所述外壳体上。
本发明还提供一种基于上述用于医用溶液浓度检测的声波检测装置的检测方法，该方法包括如下步骤：
S1:将待测溶液倒入测速组件的测速盒内；
S2:启动声波发射器向声波接受器发射声波；
S3:调节声波发射器发生声波的频率；直至示波器显示声波接受器上接收的声波振幅达到最大，此时声波接受器上发生共振，记录此时声波接受器所处位置刻度，并固定声波发射器此时发生声波的频率f；
S4:转动丝杆，带动声波接受器沿丝杆移动，直至示波器再次显示声波接受器上接收的声波振幅达到最大，记录声波接受器相对上次声波振幅达到最大时发生的△L1；
S5:重复步骤S4多次，得到多个△L1，对多个△L1求平均值△L2；
S6:重复上述步骤S1-S5，测量标准溶液对应的△L3；比对△L2和△L3大小，进而确定待测溶液浓度是否符合要求。
进一步地，该方法的步骤S1还包括如下过程：
启动加热器对待测溶液加热，保证待测溶液在检测过程中保持温度恒定。
本发明一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置及其检测方法的有益效果为：该声波检测装置通过声波发射器向声波接受器发射固定频率的声波，调节二者之间间距，并检测声波接受器接收到的声波振幅，从而获取多个声波接受器发生共振时，声波发射器和声波接受器之间的间距差，进而测得在该固定频率的声波在待测溶液中波长，从而得到待测溶液的声速，进而判断待测溶液的浓度时候合格，该装置检测效率高以及检测准确的优点；同时采用本发明的检测检测方法，通过待测溶液与标准溶液的共振间距差进行比较，即可快速对待测溶液的浓度时候合格进行判断，该方法无需经过复杂造作以及计算，能简化医用溶液浓度检测的步骤，提高医用溶液浓度检测效率。
附图说明
图1是本发明实施例一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置的测速组件的结构示意图。
图2是本发明实施例一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置整体结构的俯视图。
图中：1-测速盒，11-保温层，2-丝杆，21-光杆，22-摇动手轮，3-声波发射器，31-声波发射控制器，4-声波接受器，41-声波换能板，42-数显油标尺，43-示波器，5-加热器，51-温度传感器，6-外壳体。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1和图2，一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置，包括外壳体以及设置于外壳体6内的至少一个测速组件；本实施例中，所述测速组件数量为两个，两测速组件并列镶嵌于外壳体6上，从而可使该检测装置可同时对两组溶液的浓度进行检测，进步方便二者进行比对。
每一测速组件包括一测速盒1、一示波器以及声波发射控制器；所述测速盒为长条形的矩形盒体，每一测速盒1内设有丝杆2、光杆21、声波发射器3以及声波接受器4。
所述丝杆2可转动地设置于测速盒1内部上方，且所述丝杆2的一端部穿过测速盒延伸至所述测速盒1外，且所述丝杆2的该端部还设有一摇动手轮22，所述摇动手轮22用于使检测人员能方便地转动所述丝杆2，所述丝杆2上方还固定设有一光杆21，光杆21与丝杆2平行设置。
所述声波发射器3固定于所述测速盒1端部，所述声波接收器4可滑动地套于所述光杆21上，且所述丝杆2穿过所述声波接受器4并与其通过螺纹配合，所述丝杆2转动，可带动声波接收器4沿所述丝杆2移动，从而调节所述声波发射器3与所述声波接收器4之间的距离L。
所述声波发射器3和所述声波接受器4上均设有声波换能板41，本实施例中，两所述声波换能板41均为压电陶瓷板，两声波换能板41平行设置，所述声波发射器3上的声波换能板41用于带声波发射器的作用下振动，发射声波；所述声波接受器4上的声波换能板41用于接收声波，并将声波转化为电信号，所述声波发射器3与所述声波发射控制器31相连，所述示波器43与所述声波接受器4相连，所述声波发射控制器31用于控制声波发射器3发生声波，并调节其发生声波的频率，所述示波器43用于显示声波接受器4接收到的声波电信号，并将波形显示出来。
进一步地，所述测速盒1内还设有一加热器5，所述加热器5用于加热所述测速盒1内的待测溶液。所述测速盒内还设有一温度传感器51，所述温度传感器51用于感测并显示测速盒1内待测溶液温度。所述测速盒1内壁还设有一保温层11。所述加热器5用于使测速盒1内待测溶液在整个测试过程中的温度保持不变，减小环境温度变化对检测结果造成的误差。
进一步地，所述测速盒1上还设有一数显游标尺42，数显游标尺42设置于声波接收器4上，并随声波接收器4沿丝杆移动，所述数显游标尺42用于实时显示器其相对丝杆2或光杆的相对位置的刻度。
本发明一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置的工作原理为：声波发射器3向声波接受器4持续发射固定频率的声波，由于声波发射器3和声波接受器4上两声波换能板41平行，声波会两声波换能板41之间发生连续反射，反射声波与声波发射器3继续发射的声波会发生干涉，当两声波换能板41之间的距离L满足关系式：L＝N(λ/2)，N＝1，2，3……时，两声波换能板41之间的声波会发生驻波现象，即反射声波与声波发射器3继续发射的声波叠加后使声波接受器4上声波换能板41感测的声波振幅达到峰值；因此调节两声波换能板41之间的距离L，可以得到声波接受器4上声波换能板41的声波振幅再次达到峰值时距离L的变化值△L，此时即可计算出该固定频率下的λ，进而计算待测溶液的声速，溶液声速与其溶质浓度相关，因此通过比对待测溶液与标准溶液的声速，即可判断待测溶液浓度是否符合标准。
本发明还提供一种基于上述用于医用溶液浓度检测的声波检测装置的检测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
S1:将待测溶液倒入测速组件的测速盒1内；并启动加热器5，将待测溶液温度加热至36℃，并使其始终保持恒定温度；
S2:启动声波发射器3向声波接受器4发射声波；
S3:通过声波发射控制器31调节声波发射器3发生声波的频率，并实时观察示波器43上波形的幅度；直至示波器43显示声波接受器4上声波换能板41接收的声波振幅达到峰值，此时声波接受器上声波换能板41发生共振，记录此时声波接受器4所处位置刻度，并固定声波发射器3此时发生声波的频率f，声波发射器3持续发生频率为f的声波；
S4:通过摇动手轮22带动丝杆2转动，驱动声波接受器4沿丝杆2移动，调节声波发射器3和声波接收器4之间距离L，直至示波器53再次显示声波接受器4上声波换能板41接收的声波振幅达到峰值，记录声波接受器4相对上次声波振幅达到峰值时发生的位移△L1；
S5:重复步骤S4多次，得到多个△L1，对多个△L1求平均值△L2；
S6:重复上述步骤S1-S5，测量标准溶液对应的△L3；比对△L2和△L3大小，若△L2和△L3的差值在0.1％以内，则可判断该待测溶液样品浓度符合要求。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (10)

1.一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置，其特征在于：包括至少一个测速组件；每一测速组件包括一测速盒以及一示波器；
所述测速盒内设有丝杆、光杆、声波发射器以及声波接受器，
所述丝杆可转动地设置于测速盒内部上方，且所述丝杆一端部穿过测速盒延伸至所述测速盒外，所述声波发射器固定于所述测速盒端部，声波发射器可滑动地套于所述光杆上，且所述丝杆穿过所述声波接受换能器并与其通过螺纹配合，所述声波接受器与所述示波器相连；
所述测速盒内装有待测溶液，所述声波发射器用于向所述声波接受器发射固定频率的声波，所述丝杆用于带动第二声波发射器沿丝杆移动，调节声波发射和声波接收器之间距离L；
所述示波器相连用于显示所述声波接受器上声波的波形，确定声波接受器多次发生共振时L的大小，以确定该固定频率的声波在待测溶液中波长λ，从而得到声波在待测溶液声速大小，进而判断待测溶液浓度是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置，其特征在于：所述声波发射器和所述声波接受器上均设有声波换能板，两所述声波换能板均为压电陶瓷板，两所述声波换能板平行设置。
3.根据权利要求1所述的一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置，其特征在于：所述测速盒内还设有一加热器，所述加热器用于加热所述测速盒的待测溶液。
4.根据权利要求1所述的一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置，其特征在于：所述测速盒内还设有一温度传感器，所述温度用于感测并显示测速盒内待测溶液温度。
5.根据权利要求1所述的一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置，其特征在于：所述丝杆延伸至所述测速盒外的端部还设有一摇动手轮，所述摇动手轮用于驱动所述丝杆转动，带动声波接受器沿所述丝杆移动。
6.根据权利要求1所述的一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置，其特征在于：所述测速盒上还设有一数显游标尺，数显游标尺于所述丝杆平行，所述数显游标尺用于显示声波接受器所处位置的刻度。
7.根据权利要求1所述的一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置，其特征在于：所述测速盒内壁还设有一保温层。
8.根据权利要求1所述的一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置，其特征在于：还包括一外壳体，所述测速组件数量为两个，两所述测速组件的测速盒并列镶嵌于所述外壳体上。
9.一种基于上述权利要求1-8任意一项所述的一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置的检测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
S1:将待测溶液倒入测速组件的测速盒内；
S2:启动声波发射器向声波接受器发射声波；
S3:调节声波发射器发生声波的频率；直至示波器显示声波接受器上接收的声波振幅达到最大，此时声波接受器上发生共振，记录此时声波接受器所处位置刻度，并固定声波发射器此时发生声波的频率f；
S4:转动丝杆，带动声波接受器沿丝杆移动，直至示波器再次显示声波接受器上接收的声波振幅达到最大，记录声波接受器相对上次声波振幅达到最大时发生的△L1；
S5:重复步骤S4多次，得到多个△L1，对多个△L1求平均值△L2；
S6:重复上述步骤S1-S5，测量标准溶液对应的△L3；比对△L2和△L3大小，进而确定待测溶液浓度是否符合要求。
10.根据权利要求1所述的一种用于医用溶液浓度的声波检测方法，其特征在于：该方法的步骤S1，还包括如下步骤：
启动加热器对待测溶液加热，保证待测溶液在检测过程中保持温度恒定。
CN202210709480.3A 2022-06-22 2022-06-22 一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置及其检测方法 Pending CN115078530A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210709480.3A CN115078530A (zh) 2022-06-22 2022-06-22 一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置及其检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210709480.3A CN115078530A (zh) 2022-06-22 2022-06-22 一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置及其检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115078530A true CN115078530A (zh) 2022-09-20

Family

ID=83252503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210709480.3A Pending CN115078530A (zh) 2022-06-22 2022-06-22 一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置及其检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115078530A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8453509B2 (en) Method for the non-destructive testing of a test object by way of ultrasound and apparatus therefor
Huang et al. High precision, fast ultrasonic thermometer based on measurement of the speed of sound in air
CN108663296B (zh) 一种基于双频超声的粉尘浓度检测系统及检测方法
CN106595538B (zh) 一种检测套管外水泥与套管间裂隙宽度的系统及方法
CN101441179B (zh) 一种基于试剂显色差异的光声酸碱度成像方法及装置
CN104142326A (zh) 一种衰减系数检测方法
CN115078530A (zh) 一种用于医用溶液浓度检测的声波检测装置及其检测方法
CN101947116B (zh) 骨密度的测量装置及检测方法
CN113447411A (zh) 一种利用光纤传感器测量水体中泥沙浓度的系统及方法
CN102980941A (zh) 一种利用声速变化的超声气体相对湿度检测方法及装置
JPH021273B2 (zh)
CN108254079B (zh) 一种双波长辐射测温装置及方法
Martin et al. Ultrasonic ranging gets thermal correction
JPH0614025B2 (ja) 超音波による金属鑑定装置
CN113576526A (zh) 具有温度补偿的实时超声骨骼声速探测系统及方法
Grekov et al. Development of in situ acoustic instruments for the aquatic environment study
CN209059264U (zh) 一种高精度超声骨密度检测仪
JPH05192332A (ja) 超音波透過検査装置
JP2003149214A (ja) 超音波センサを用いた非破壊検査法及びその装置
CN108369214A (zh) 超声波检测物体的方法
CN109975579A (zh) 一种基于声波传感器测量风速的方法
Bui et al. Polymer-based capacity micromachined ultrasonic transducer for surface roughness measurement
SU821939A1 (ru) Акустический уровнемер
Stewart Ultrasonic measuring techniques
RU2764403C1 (ru) Измеритель вариаций солености морской воды

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination