CN203011831U

CN203011831U - 一种用于液体成分分析的仪器

Info

Publication number: CN203011831U
Application number: CN 201220715117
Authority: CN
Inventors: 陈智锋
Original assignee: Individual
Current assignee: Hangzhou Nir Photonics Co ltd
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2022-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种用于液体成分分析的仪器，属于检测工具领域，意在提供一种体积小、携带方便，能适应现场快检要求的一种用于液体成分分析的仪器。在壳体内设有一个光路腔，在光路腔上设有一个与光路腔垂直相交的控温槽，且控温槽的开口朝上，控温槽的内腔与光路腔相通，在控温槽上设有温控单元，在控温槽内设有透明盛液器皿，在控温槽左侧的光路腔内设有光源，在控温槽右侧的光路腔内设有阶梯镀膜滤光片，在阶梯镀膜滤光片的右侧设有线阵感光探测器，线阵感光探测器与数据采集器连接，数据采集器、温控单元、分析单元均与控制器连接。本实用新型主要用在液体成分分析技术中。

Description

一种用于液体成分分析的仪器

技术领域

本实用新型涉及检测工具领域，尤其涉及一种用于液体成分分析的仪器。

背景技术

液体成分快速分析技术是汽柴油、食用油、奶制品、饮料等液体类商品在收购、生产、储运、消费环节迫切需要解决的关键快检技术，近红外光谱分析方法因其快速、准确、高效的特点，可满足日常液体成分分析的快检要求。

目前，在液体成分近红外快检技术的研究和应用上，一般都采用实验室近红外分析仪开展工作，如丹麦Foss公司生产的BioFoss分析仪，瑞典Perten公司生产的DA7300型分析仪，美国PE公司生产的Spectrum ONE NTS傅里叶变换近红外分析仪和德国Bruker生产的MPA傅里叶变换近红外分析仪，这些仪器均体积较大，功耗大、质量超过5KG，携带不方便，无法适应现场快检要求。

中国专利公开号CN2604686，公开日是2004年2月25日，名称为“一种用于牛奶快速成分分析的仪器”的方案中公开了一种用于牛奶快速成分分析的仪器。它包括：AT89C52单片机，由液晶显示器、按键、RS232标准接口组成的人机接口，EEPROM存储单元，液泵，由超声波探头、温度控制电路、振荡电路、功放电路、阈值检测电路组成的检测系统。液晶显示器、按键通过输入/输出接口、标准接口通过串行接口与单片机连接；存储单元为程序和固定参数的存放；中央处理器CPU控制振荡电路产生等幅脉冲波，经功放电路放大后接超声波探头的发射端，超声波探头的接收端经阈值检测电路其比较输出反馈信号经振荡电路接中央处理器CPU；超声波探头包括外面绕有加热线圈、两端面装有压电晶体及两端开有进、出口管道的检测管，压电晶体的两侧分别经引线一端接功放电路、另一端与阈值比较电路连接，加热线圈组成加热回路后接温度控制电路。不足之处在于，这种用于牛奶快速成分分析的仪器，由于采用振荡电路和放大电路产生一定频率的超声波来对液体成分进行分析,体积大、笨重、携带不方便，无法适应现场检查中对液体成分分析的快检要求，并且结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有液体成分分析仪器，由于采用振荡电路和放大电路产生一定频率的超声波来对液体成分进行分析,体积大、笨重、携带不方便，无法适应现场检查中对液体成分分析的快检要求，并且结构复杂，成本较高的这些不足，提供一种测量精度可靠、结构简单、成本低、体积小、重量轻、携带方便，能适应现场快检要求的一种用于液体成分分析的仪器。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于液体成分分析的仪器，包括：温控单元、光源、控温槽、阶梯镀膜滤光片、线阵感光探测器、壳体、数据采集器、控制器、分析单元，在所述壳体内设有光路腔，所述控温槽设置在所述光路腔中且与所述光路腔垂直相交，所述控温槽的内腔与所述光路腔相通，且所述控温槽的开口朝上，所述温控单元设在所述控温槽上，在所述控温槽内设有盛放被测液体的透明器皿，所述光源设在所述控温槽左侧的光路腔内，所述阶梯镀膜滤光片设在所述控温槽右侧的光路腔内，所述线阵感光探测器设在所述阶梯镀膜滤光片的右侧，所述线阵感光探测器与所述数据采集器连接，所述数据采集器、所述温控单元、所述分析单元均与所述控制器连接。

光源的第一段光从透明盛液器皿的左侧射入到透明盛液器皿中，并且第一段光穿过被测液体后从透明盛液器皿的右侧射出形成第二段光，第二段光从阶梯镀膜滤光片的左侧入射到阶梯镀膜滤光片上，然后从阶梯镀膜滤光片的右侧射出形成第三段光。由于第二段光与第一段光是不同的，第二段光是携带有被测液体的一些液体成分信号光谱，因此，阶梯镀膜滤光片的若干条形镀膜把第二段光的液体成分信号光谱分成了若干份，并且每一份信号光谱都反应了被测液体的不同成分。经过阶梯镀膜滤光片的条形镀膜过滤后的第三段光被线阵感光探测器接收，线阵感光探测器把接收到的各个信号光谱转换为对应的光谱电信号。在控制器的指令下，该光谱电信号通过光谱信号采集线传给数据采集器，控制器就把数据采集器中的光谱电信号传给分析单元进行分析，分析单元根据光谱化学计量学分析方法，通过对传送过来的光谱电信号进行分析，从而获知所被测液体的化学成分含量，并把结果通过显示器等显示出来。

作为优选，所述阶梯镀膜滤光片包括若干个条形镀膜（91），且每个条形镀膜只允许通过预设波长的光。可定制的阶梯镀膜滤光片方便灵活，适合不同被测液体的成分测试要求。

作为优选，所述线阵感光探测器与所述阶梯镀膜滤光片之间的间距小于5mm。小于5mm的距离，使光损失小，采样效果好。

作为优选，在所述控温槽的内壁内设有温度传感器，并且所述温度传感器与所述控制器连接。在数据采集器采集光谱电信号的同时，温度传感器也把采集到的温度信号一起传给分析单元，分析后使其结果能显示出被测液体是在多少温度下进行的分析，便于被测液体成分分析量的参考。

作为优选，所述温控单元设置为紧贴所述控温槽的下表面。加热控温效果好，测量准确性高。

作为优选，所述温控单元的控温误差小于0.5摄氏度。

作为优选，还包括存储器，所述存储器与控制器连接。存储器便于对光谱电信号数据进行保存，控制器就把数据采集器中的光谱电信号存储到存储器中，并且在数据采集器采集光谱电信号的同时，温度传感器也把采集到的温度信号存储到存储器中，若要对液体进行分析，存储在存储器中的光谱电信号在控制器的指令下可以随时取用，使用比较方便。

作为优选，所述的分析单元为计算机或手持智能终端。计算机是一种比较普及是办公用品，使用计算机作为分析单元，不仅节省成本，而且使用很方便。手持智能终端作为便携分析单元，方便现场检测。

作为优选，还包括通信接口，所述通信接口与所述控制器连接。通信接口使得该仪器与外围设备的连接变得简单方便，能够增强该设备使用过程中的方便性和扩展性。

作为优选，所述光源含有近红外光。近红外光谱对液体分子的结构和化学键的分析具有快速高效的效果，液体分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化，因此许多液体例如甲基、亚甲基、羰基，氰基，羟基，胺基等在近红外光谱中都有特征吸收，通过近红外光谱测定，就可以快速判定被测液体中存在哪些化学成分。近红外光谱分析法能够充分满足日常液体成分分析的快检要求。

本实用新型能够达到如下效果：

通过本方案，由于采用近红外光谱分析方法和阶梯镀膜滤光片，使得仪器的体积变得较小，大大减轻了液体成分分析仪器的重量，便于携带，使在日常的现场检查中，对液体成分分析变得方便、快速和简单。而且该仪器的测量精度可靠，结构简单，成本低，能适应液体成分分析的现场快检要求，具有较好的实用性。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型的阶梯镀膜滤光片的一种结构示意图。

图3是本实用新型的一种电路连接原理框图。

图中：温度传感器1、温控单元2、壳体3、光源4、第一段光5、控温槽6、透明盛液器皿7、第二段光8、阶梯镀膜滤光片9、第三段光10、线阵感光探测器11、光谱信号采集线12、数据采集器13、通信接口14、光路腔15、控制器16、存储器17、分析单元18，条形镀膜91。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种用于液体成分分析的仪器，如图1、图3所示，包括：温控单元2、壳体3、光源4、控温槽6、阶梯镀膜滤光片9、线阵感光探测器11、数据采集器13、通信接口14、控制器16、存储器17、分析单元18，在壳体内设有光路腔15，控温槽设置在光路腔中且与光路腔垂直相交，控温槽的内腔与光路腔相通，且控温槽的开口朝上。温控单元设在控温槽上，且温控单元设置为紧贴控温槽的下表面，温控单元的控温误差小于0.5摄氏度。在控温槽内设有盛放被测液体的透明器皿7，在控温槽的内壁内设有温度传感器1。光源设在控温槽左侧的光路腔内，阶梯镀膜滤光片设在控温槽右侧的光路腔内，且阶梯镀膜滤光片包括若干个可通过不同波长光谱的条形镀膜91。线阵感光探测器设在阶梯镀膜滤光片的右侧，且线阵感光探测器与阶梯镀膜滤光片之间的间距小于5mm，小于5mm的距离，使光损失小，采样效果好。线阵感光探测器与数据采集器连接，本实施例的分析单元为计算机或手持智能终端，本实施例的光源含有近红外光。数据采集器、温控单元、分析单元、温度传感器、存储器、通信接口均与控制器连接。

阶梯镀膜滤光片为可定制的阶梯镀膜滤光片。可定制的阶梯镀膜滤光片方便灵活，适合不同被测液体的成分测试要求。

使用时，把被测试的液体倒入透明盛液器皿中，然后把透明盛液器皿插入控温槽中。在控制器的指令下，打开温控单元，让温控单元进行加温或降温作业，温控单元主要作用是保持被测液体温度稳定，是加温还是降温要根据被测液体的特性和当初建样品模型的温度要求来定。比如本实施例是对被测液体进行加热稳定到50摄氏度正负0.5摄氏度，那么就让温控单元进行加热到50摄氏度后进行保温作业。当温控单元加热到设定的温度后，光源4的第一段光5就从透明盛液器皿的左侧射入到透明盛液器皿中，并且第一段光穿过被测液体后从透明盛液器皿的右侧射出形成第二段光8，第二段光从阶梯镀膜滤光片的左侧入射到阶梯镀膜滤光片上，然后从阶梯镀膜滤光片的右侧射出形成第三段光10。

如图2所示，由于第二段光与第一段光是不同的，第二段光是携带有被测液体的一些液体成分信号光谱，因此，阶梯镀膜滤光片的若干条形镀膜91把第二段光的液体成分信号光谱分成了若干份，并且每一份信号光谱都反应了被测液体的不同成分。

经过阶梯镀膜滤光片的条形镀膜过滤后的第三段光被线阵感光探测器接收，线阵感光探测器把接收到的各个信号光谱转换为对应的光谱电信号。

在控制器的指令下，该光谱电信号通过光谱信号采集线12传给数据采集器，控制器就把数据采集器中的光谱电信号存储到存储器中。

并且在数据采集器采集光谱电信号的同时，温度传感器也把采集到的温度信号存储到存储器中。

若要对液体进行分析，存储在存储器中的光谱电信号在控制器的指令下传给分析单元进行分析，分析单元根据光谱化学计量学分析方法，通过对传送过来的光谱电信号进行分析，从而获知所被测液体的化学成分含量。并把结果通过显示器等显示出来。还能显示出是在多少温度下进行的分析。

本实施例的光源采用近红外光谱光源。分析单元可以是计算机或手持智能终端设备，也可以是其它分析设备。计算机可以通过连接在控制器上的通信接口与该仪器连接。通信接口可以是有线的，也可以是无线的，如USB接口、蓝牙接口等。

本实施例由于采用近红外光谱分析方法和阶梯镀膜滤光片，使得仪器的体积变得较小，大大减轻了液体成分分析仪器的重量，便于携带，使在日常的现场检查中，对液体成分分析变得方便、快速和简单。而且该仪器的测量精度可靠，结构简单，成本低，能适应液体成分分析的现场快检要求，具有较好的实用性。

上面结合附图描述了本实用新型的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。

Claims

1.一种用于液体成分分析的仪器，包括：温控单元（2）、光源（4）、控温槽（6）、阶梯镀膜滤光片（9）、线阵感光探测器（11）、壳体（3）、数据采集器（13）、控制器（16）、分析单元（18），其特征在于，在所述壳体内设有光路腔（15），所述控温槽设置在所述光路腔中且与所述光路腔垂直相交，所述控温槽的内腔与所述光路腔相通，且所述控温槽的开口朝上，所述温控单元设在所述控温槽上，在所述控温槽内设有盛放被测液体的透明器皿（7），所述光源设在所述控温槽左侧的光路腔内，所述阶梯镀膜滤光片设在所述控温槽右侧的光路腔内，所述线阵感光探测器设在所述阶梯镀膜滤光片的右侧，所述线阵感光探测器与所述数据采集器连接，所述数据采集器、所述温控单元、所述分析单元均与所述控制器连接。

2.根据权利要求1所述的用于液体成分分析的仪器，其特征在于，所述阶梯镀膜滤光片包括若干个条形镀膜（91），且每个条形镀膜只允许通过预设波长的光。

3.根据权利要求1所述的用于液体成分分析的仪器，其特征在于，所述线阵感光探测器与所述阶梯镀膜滤光片之间的间距小于5mm。

4.根据权利要求1所述的用于液体成分分析的仪器，其特征在于，在所述控温槽的内壁内设有温度传感器（1），并且所述温度传感器与所述控制器连接。

5.根据权利要求1所述的用于液体成分分析的仪器，其特征在于，所述温控单元设置为紧贴所述控温槽的下表面。

6.根据权利要求5所述的用于液体成分分析的仪器，其特征在于，所述温控单元的控温误差小于0.5摄氏度。

7.根据权利要求1所述的用于液体成分分析的仪器，其特征在于，还包括存储器（17），所述存储器与控制器连接。

8.根据权利要求1所述的用于液体成分分析的仪器，其特征在于，所述的分析单元为计算机或手持智能终端。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8中任一项所述的用于液体成分分析的仪器，其特征在于，还包括通信接口（14），所述通信接口与所述控制器连接。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8中任一项所述的用于液体成分分析的仪器，其特征在于，所述光源含有近红外光。