CN204188517U - 一种双透式液体检测装置 - Google Patents

Abstract

一种双透式液体检测装置，它涉及一种液体检测装置。本实用新型的目的是为了解决现有检测仪器只能检测单一液体，液体颜色不均匀时，造成检测结果不准确的问题。本实用新型的三棱镜包括光线出入面和两个反射面，遮光板围合成一端敞口另一端封闭的遮光区域，白平衡板和两个白光光源置于遮光区域外，白平衡板安装在遮光区域敞口端，两个白光光源对称的置于遮光区域的两侧，两个白光光源的连线与白平衡板平行；颜色传感器、比色皿、三棱镜置于遮光区域内，白平衡板、颜色传感器、比色皿和三棱镜依次顺序布置，三棱镜的光线出入面与白平衡板平行。本实用新型体积小，结构简单，检测结果更为精确。

Description

一种双透式液体检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种液体检测装置，具体涉及一种双透式液体检测装置，属于液体检测技术领域。

背景技术

目前我国针对液体安全性的检测，不同的液体有不同的国家标准。在针对白酒、水质和酱油检测方面，标准方法是采用化学指示剂滴定法进行检测。

目前白酒中甲醇的测定多采用光化学分析法(紫外一可见光分光光度法)，该方法为国标(GB/T 5009.48-1996)所规定的方法。其原理是甲醇在磷酸溶液中,被高锰酸钾氧化为甲醛,再与无色的亚硫酸品红作用生成蓝紫色化合物,与标准系列比较定量。市场上基于这种检测方法的具有代表性的设备为722型可见光分光光度计，该设备基于物质对光选择性吸收来测定物质组分的含量（可为甲醇）。该设备适用于固定波长范围的光谱的检测。按照国家标准的规定，使用该种检测方法对白酒进行检测需要氧化时间8min，准备时间长，不宜操作。

对于水质PH值的测定和水中总硬度的测定，常规的检测方法为化学滴定法。目前市场上热销的快速检测水质的仪器主要为TDS水质测试笔。它是一种简易便携式水质测试工具，用来测试水的TDS值（Total Dissolved Solids 的缩写，中文译名为溶解性总固体）或水的电导率，以判断水的纯净或污染程度。同时兼有测试水温和环境温度的功能。TDS水质测试笔的工作原理是电导率测试表。它们通过在两个或多个电极之间施加电压。带正电的离子（如钠离子，钙离子，镁离子，氢离子，等等）向负电荷的电极移动，带负电荷的离子（如氯离子，硫酸根离子，碳酸氢根离子等）将向正电荷的电极移动，离子的移动形成了电流。仪表通过检测离子的移动确定电流。

TDS表只能测试溶解在水中的固体，只能检测到移动的电离子，而不会检测不带电的中性化合物。这类化合物包括糖、酒精、许多杀虫剂、不容性硅、氨和二氧化碳等。同时也不能检测到宏观粒子，因为太大，无法在既定的电场中检测它们的移动。所以，如果你看到水中有生锈的氧化铁颗粒，TDS是无法检测它们的。其它让水看起来很浑浊的颗粒也是无法检测的。细菌和病毒也不会被发现。

对于酱油氨基酸态氮含量、盐含量的检测，目前市场上尚未出现具有代表性的检测设备。针对酱油含盐量的检测主要应用国标所规定的甲醛滴定法，该方法的精确度高，但滴定临界点须靠肉眼观察，不易判断，操作复杂，可靠性低。

发明内容

 本实用新型的目的是为了解决现有检测仪器只能检测单一液体，在液体颜色不均匀时，造成检测结果不准确的问题。

本实用新型的技术方案是：一种双透式液体检测装置，包括箱体，所述箱体内包括检测部分、数据处理部分和操作显示部分，操作显示部分包括显示屏、以太网接口和若干控制按键，所述检测部分包括白平衡板、两个恒流白光源、比色皿、三棱镜、颜色传感器和若干遮光板，所述三棱镜包括光线穿行面和两个反射面，所述遮光板围合成一端敞口另一端封闭的遮光区域，所述白平衡板和两个恒流白光源置于遮光区域外，白平衡板安装在遮光区域敞口端端口处，两个恒流白光源对称的置于遮光区域的两侧，两个恒流白光源的连线与白平衡板平行；所述颜色传感器、比色皿、三棱镜置于遮光区域内，所述白平衡板、颜色传感器、比色皿和三棱镜依次顺序布置，三棱镜的光线穿行面与白平衡板平行；

所述恒流白光源发射的光线经白平衡板反射后穿过比色皿射入三棱镜的光线穿行面，光线经过两个反射面的反射由光线穿行面射出后穿过比色皿照射到颜色传感器的接收端。

所述操作显示部分包括活页门，所述活页门的位置与比色皿的位置向对应方便更换比色皿。

所述数据处理部分包括单片机、按键电路和以太网控制器，所述检测部分的颜色传感器的输出端、操作显示部分的显示屏的输入端、按键电路的输出端和以太网控制器均与单片机的输入端建立连接，所述按键电路的输入端通过触点与控制按键建立电连接，所述以太网控制器的输出端与以太网接口建立连接，接收操作显示部分的指令和检测部分的检测数据，发送检测结果至操作显示部分进行显示，通过数据处理部分对液体进行分析，改善了传统液体检测方法中须靠肉眼识别颜色的弊端，避免了因人眼导致的误差。

所述箱体内设有恒压电源，恒压电源的输出端连接数据处理部分和检测部分，所述恒压电源包括依次连接的变压电路、整流电路、第一滤波电路、稳压电路和第二滤波电路通过恒压电源对单片机和颜色传感器进行供电，使各个元件在一个稳定的电压环境下工作，使工作过程更加稳定，防止电子元件的损坏。

所述箱体内设有恒流电源，恒流电源的输出端分别与两个恒流白光源建立连接，所述恒流白光源包括依次连接的整流电路、第三滤波电路、恒流芯片、变压电路、第四滤波电路和若干LED灯，恒流白光源可以使恒流白光源使恒流白光源工作稳定，相干性好。

每个恒流白光源上都设有反光镜，每个恒流白光源发射的光线与白平衡板所夹锐角为45°，反光镜使LED灯发出的光汇聚成光束，增大光强，减少散射，45°角度的设置能形成均匀的光面，减少镜面反射造成的不均现象。

颜色传感器置于筒式遮光罩内，进一步避免光线干扰。

所述箱体的内壁设有不反光材料层，可以大大提高检测精度。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：本实用新型一种仪器通过识别液体的颜色或液体的变色程度实现了对多种液体安全性等指标的快速检测，本实用新型通过三棱镜和比色皿的配合，使光线两次穿过比色皿，防止比色皿内液体颜色分布不均造成检测误差，增加光信息量，利用遮光板围合成的遮光区域，可以防止外界光线及内部散射光线的干扰，提高了液体检测的速度，本实用新型体积小、便于携带，检测结果更为精确。

附图说明

图1是本实用新型数据传输框图；

图2是检测部分结构示意图；

图3是图1的俯视图；

图4是操作显示部分结构示意图；

图5是恒压电源电路图；

图6是恒压电源结构框图；

图7是恒流白光源电路图；

图8是恒流白光源结构框图。

图中 1、检测部分，1-1、白平衡板，1-2、恒流白光源，1-3、比色皿，1-4、三棱镜，1-4-1、光线穿行面，1-4-2、反射面，1-5、颜色传感器，1-6、遮光板，2、数据处理部分，2-1、单片机，2-2、按键电路，2-3、以太网控制器，3、操作显示部分，3-1、显示屏，3-2、以太网接口，3-3、控制按键，3-4、活页门，3-5、金属板，4、反光镜。

具体实施方式

结合附图说明本实用新型的具体实施方式，本实施方式的一种双透式液体检测装置，包括箱体，所述箱体内包括检测部分1、数据处理部分2和操作显示部分3，操作显示部分3包括金属板3-5、显示屏3-1、以太网接口3-2和若干控制按键3-3，显示屏3-1、以太网接口3-2和若干控制按键3-3均设在金属板3-5上，所述检测部分1包括白平衡板1-1、两个恒流白光源1-2、比色皿1-3、三棱镜1-4、颜色传感器1-5和若干遮光板1-6，所述三棱镜1-4包括光线穿行面1-4-1和两个反射面1-4-2，所述遮光板1-6围合成一端敞口另一端封闭的遮光区域，白平衡板1-1和两个恒流白光源1-2置于遮光区域外，所述颜色传感器1-5、比色皿1-3、三棱镜1-4置于遮光区域内，所述白平衡板1-1安装在遮光区域敞口端断口处，两个恒流白光源1-2对称的置于遮光区域的两侧，两个恒流白光源1-2之间的连线与白平衡板1-1平行，所述白平衡板1-1、颜色传感器1-5、比色皿1-3和三棱镜1-4依次顺序布置，三棱镜1-4的光线穿行面1-4-1与白平衡板1-1平行；

所述恒流白光源1-2发射的光线经白平衡板1-1反射后穿过比色皿1-3射入三棱镜1-4的光线穿行面1-4-1，光线经过两个反射面1-4-2的反射由光线穿行面1-4-1射出后穿过比色皿1-3照射到颜色传感器1-5的接收端。

所述操作显示部分3包括活页门3-4，所述活页门3-4的位置与比色皿1-3的位置向对应。

所述数据处理部分2包括单片机2-1、按键电路2-2和以太网控制器2-3，所述检测部分1的颜色传感器1-5的输出端、操作显示部分3的显示屏3-1的输入端、按键电路2-2的输出端和以太网控制器2-3均与单片机2-1的输入端建立连接，所述按键电路2-2的输入端通过触点与控制按键3-3建立电连接，所述以太网控制器2-3的输出端与以太网接口3-2建立连接。

所述箱体内设有恒压电源，恒压电源的输出端连接检测部分和数据处理部分2，所述恒压电源包括依次连接的变压电路、整流电路、第一滤波电路、稳压电路和第二滤波电路。

所述恒流白光源1-2包括依次连接的整流电路、第三滤波电路、恒流芯片、变压电路、第四滤波电路和若干LED灯。

每个恒流白光源1-2上都设有反光镜4，每个恒流白光源1-2发射的光线与白平衡板所夹锐角为45°。

颜色传感器1-5置于筒式遮光罩内。

所述箱体的内壁设有不反光材料层。

所述控制按键3-3包括复位键、白平衡按键、水质检测按键、酱油检测按键和白酒检测按键。

所述LED灯的个数为12支，12支LED灯分为两组，每组6支，分别放置于中心轴线的两侧，每侧2×3支LED灯发射的白光以倾斜45°的角度照射白平衡板，白平衡板反射的光线从比色皿1-3上半部分的前端表面进入，通过比色皿后，光线由光线穿行面1-4-1入射到三棱镜内，经过两次反射后，光线从光线穿行面1-4-1穿出后由比色皿1-3下半部分的后端表面进入，从前端表面射出后进入颜色传感器1-5，颜色传感器1-5放置于比色皿下部前端表面10mm处。

所述颜色传感器采用的是TCS3200，如果采用TCS230也有近似的效果。

所述比色皿为黑壁且光程5mm，如果采用黑壁微量或黑壁半微量比色皿，会降低其透过的光强；如果采用标准比色皿，可能会受到外界光线的干扰；如果采用10mm光程的比色皿，会导致透射光不均匀且光强较弱。

本设计中LED灯的设计为每侧6个，如果采用更多的LED灯也可实现同样的效果，但从节能的角度考虑，不建议增加LED个数。

TCS3200传感器是由美国TAOS公司提供，传感器遮光罩、比色皿1-3及整套系统的固定装置是定制的。

将电源调至闭合状态，240mA恒流白光源接通，同时5V恒压源向单片机、液晶显示屏3-1、颜色传感器1-5供电。系统初始化结束后，点击白平衡按键，单片机记录当前颜色传感器1-5采集的数值并折算为R=255,G=255,B=255。白平衡结束后，将盛有待测液体的比色皿1-3由活页门3-4放入检测部分1的固定位置，然后点击对应的按键，例如放入白酒样品后，点击白酒按键，颜色传感器1-5将检测到的R值、G值和B值传输给单片机2-1，单片机2-1将其分别与白平衡的数值进行校验，并将数值与预设的白酒真假数值进行比较，最后将R、G、B值及白酒真假信息显示在显示屏3-1上，白酒真假检验结束后，如还需进行其他液体的检验，则点击复位按键，进行系统复位，复位结束后即可进行水质酸碱度检验或酱油品质检验，操作过程与上述相同，检验完成后，关闭电源。

Claims (8)

1.一种双透式液体检测装置，包括箱体，所述箱体内包括检测部分（1）、数据处理部分（2）和操作显示部分（3），操作显示部分（3）包括显示屏（3-1）、以太网接口（3-2）和若干控制按键（3-3），其特征在于：所述检测部分（1）包括白平衡板（1-1）、两个恒流白光源（1-2）、比色皿（1-3）、三棱镜（1-4）、颜色传感器（1-5）和若干遮光板（1-6），所述三棱镜（1-4）包括光线穿行面（1-4-1）和两个反射面（1-4-2），所述遮光板（1-6）围合成一端敞口另一端封闭的遮光区域，白平衡板（1-1）和两个恒流白光源（1-2）置于遮光区域外，颜色传感器（1-5）、比色皿（1-3）、三棱镜（1-4）置于遮光区域内，所述白平衡板（1-1）安装在遮光区域敞口端端口处，恒流白光源（1-2）对称的置于遮光区域的两侧，两个恒流白光源（1-2）之间的连线与白平衡板（1-1）平行，所述白平衡板（1-1）、颜色传感器（1-5）、比色皿（1-3）和三棱镜（1-4）依次顺序布置，三棱镜（1-4）的光线穿行面（1-4-1）与白平衡板（1-1）平行；

所述恒流白光源（1-2）发射的光线经白平衡板（1-1）反射后穿过比色皿（1-3）射入三棱镜（1-4）的光线穿行面（1-4-1），光线经过两个反射面（1-4-2）的反射由光线穿行面（1-4-1）射出后穿过比色皿（1-3）照射到颜色传感器（1-5）的接收端。

2.根据权利要求1所述一种双透式液体检测装置，其特征在于：所述操作显示部分（3）包括活页门（3-4），所述活页门（3-4）的位置与比色皿（1-3）的位置向对应。

3.根据权利要求2所述一种双透式液体检测装置，其特征在于：所述数据处理部分（2）包括单片机（2-1）、按键电路（2-2）和以太网控制器（2-3），所述检测部分（1）的颜色传感器（1-5）的输出端、操作显示部分（3）的显示屏（3-1）的输入端、按键电路（2-2）的输出端和以太网控制器（2-3）均与单片机（2-1）的输入端建立连接，所述按键电路（2-2）的输入端通过触点与控制按键（3-3）建立电连接，所述以太网控制器（2-3）的输出端与以太网接口（3-2）建立连接。

4.根据权利要求3所述一种双透式液体检测装置，其特征在于：所述箱体内设有恒压电源，恒压电源的输出端连接检测部分（1）和数据处理部分（2），所述恒压电源包括依次连接的变压电路、整流电路、第一滤波电路、稳压电路和第二滤波电路。

5.根据权利要求4所述一种双透式液体检测装置，其特征在于：所述恒流白光源（1-2）包括依次连接的整流电路、第三滤波电路、恒流芯片、变压电路、第四滤波电路和若干LED灯。

6.根据权利要求5所述一种双透式液体检测装置，其特征在于：每个恒流白光源（1-2）上都设有反光镜（4），每个恒流白光源（1-2）发射的光线与白平衡板所夹锐角为45°。

7.根据权利要求6所述一种双透式液体检测装置，其特征在于：所述颜色传感器（1-5）置于筒式遮光罩内。

8.根据以上任一权利要求所述一种双透式液体检测装置，其特征在于：所述箱体的内壁设有不反光材料层。