CN205719970U - 一种液态物质识别装置 - Google Patents
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Abstract
一种液态物质识别装置，包括外壳和内部电路板，所述外壳设有电气接口；所述电路板上设有系统电源模块、光电传感器、单色阵列光源、处理单元和光源驱动模块；所述系统电源模块分别与光电传感器、单色阵列光源、处理单元、光源驱动模块、及电气接口电性连接；所述处理单元包含存储器与光谱比较模块，存储器存有液体物质的标准光谱；所述光电传感器与处理单元连接，光源驱动模块与单色阵列光源连接。单色阵列光源在光源驱动模块的驱动下发出光信号，经液体物质漫反射，光电传感器采集漫反射光信号，输出数字信号到处理单元形成采集光谱，光谱比较模块比对采集光谱与标准光谱，给出识别结果，由电气接口输出该识别结果。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能检测领域，尤其涉及一种液态物质快速识别的光电检测装置。
背景技术
消费者个性化的消费需求推动了智能硬件的兴起和发展。例如智能水杯、智能水壶就是此类新型智能硬件产品的代表。目前带有检测和识别功能的智能硬件有很大的市场需求。
采用光电检测技术可以实现非接触式的、快速的检测，在现场检测和在线检测领域应用广泛。但是这类检测技术一般需要用到大型光谱仪器并配合专业的检测人员，价格昂贵，所以无法应用到消费类的智能硬件产品中。
本实用新型采用漫反射式光电测量方法，只需在成品磨具上开一密闭不漏水的透光窗口，应用方便。此外，该装置体积小、成本低廉，具备快速识别咖啡种类的功能，可以大规模应用在智能水杯、咖啡壶、咖啡机等小家电产品中。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种液态物质识别装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种液态物质识别装置，包括外壳和内部电路板，所述外壳设有电气接口；所述电路板上设有系统电源模块、光电传感器、单色阵列光源、处理单元和光源驱动模块；所述系统电源模块分别与光电传感器、单色阵列光源、处理单元、光源驱动模块、及电气接口电性连接；所述处理单元包含存储器与光谱比较模块，存储器存有液体物质的标准光谱；所述光电传感器与处理单元连接，光源驱动模块与单色阵列光源连接。
较佳地，所述处理单元为单片机，单片机型号为MKL02Z32VFM4。
较佳地，所述外壳还设有一LED显示屏，该LED显示屏与单片机连接，用于显示识别结果。
较佳地，所述外壳内侧正对单色阵列光源设有透明的液体容纳腔，液体容纳腔的进液口延伸到外壳外部。
进一步地，所述液体容纳腔由石英玻璃制成。
较佳地，所述外壳正对单色阵列光源处设有透光窗。
进一步地，所述光电传感器与单色阵列光源四周围有四壁形成遮光罩，该遮光罩向外延伸与透光窗相连。
进一步地，所述遮光罩与外壳一体成型。
较佳地，所述单色光阵列光源由多个单一波长的发光二极管构成。
较佳地，所述光电传感器选自面阵CMOS传感器、紫外传感器、环境光传感器、硅基光电二极管、线阵CCD、线阵CMOS、面阵CCD、热释电传感器、红外焦平面阵列任意一种。
较佳地，所述外壳四角设有安装孔。
本实用新型中，单色阵列光源在光源驱动模块的驱动下发出光信号，经液体物质漫反射，光电传感器采集漫反射光信号，输出数字信号到处理单元形成采集光谱，光谱比较模块比对采集光谱与标准光谱，给出识别结果，由电气接口输出该识别结果。
本实用新型以漫反射光电测量原理，只需在成品磨具上开一密闭不漏水的透光窗，应用方便。此外，该装置体积小、成本低廉，具备快速识别咖啡种类、及其他液体物质的功能，可以大规模应用在智能水杯、咖啡壶、咖啡机等小家电产品中；另外，本实用新型还提供了一种取液式识别装置，可以独立使用，无需附着在外部容器外，省却了在外部容器设置透光窗的麻烦，亦具有较高是实用价值。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的立体图；
图2为本实用新型实施例一的电路板布局示意图；
图3为本实用新型实施例二的立体图；
图4为本实用新型实施例二的仰视图；
图5为本实用新型实施例二的正视图；
图6为图5的A-A剖视图；
图7为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
参照图1至图7，本实用新型提供一种液态物质识别装置，包括外壳1和内部电路板2，所述外壳1设有电气接口11；所述电路板2上设有系统电源模块21、光电传感器22、单色阵列光源23、处理单元24和光源驱动模块25；所述系统电源模块21分别与光电传感器22、单色阵列光源23、处理单元24、光源驱动模块25、及电气接口11电性连接；所述处理单元24包含存储器241与光谱比较模块242，存储器241存有液体物质的标准光谱；所述光电传感器22与处理单元24连接，光源驱动模块25与单色阵列光源23连接；单色阵列光源23在光源驱动模块25的驱动下发出光信号，经液体物质漫反射，光电传感器22采集漫反射光信号，输出数字信号到处理单元24形成采集光谱，光谱比较模块242比对采集光谱与标准光谱，给出识别结果，由电气接口11输出该识别结果。
所述处理单元24为单片机，单片机型号为MKL02Z32VFM4。
所述外壳还设有一LED显示屏12，该LED显示屏12与单片机连接，用于显示识别结果。
所述单色光阵列光源23由多个单一波长的发光二极管构成。
所述光电传感器22选自面阵CMOS传感器、紫外传感器、环境光传感器、硅基光电二极管、线阵CCD、线阵CMOS、面阵CCD、热释电传感器、红外焦平面阵列任意一种。
实施例一：
参照图1至图2，所述外壳1内侧正对单色阵列光源23设有透明的液体容纳腔13，液体容纳腔13的进液口131延伸到外壳外部；所述液体容纳腔13由石英玻璃制成。
本实施例中，液体容纳腔13用于将未知液态物质放入，可以单独进行识别液体为何物，不需要借助外部的容器进行测试。
实施例二：
参照图3至图6，所述外壳1正对单色阵列光源23处设有透光窗14。
所述光电传感器22与单色阵列光源23四周围有四壁形成遮光罩15，该遮光罩15向外延伸与透光窗14相连；所述遮光罩15与外壳1一体成型。
所述外壳1四角设有安装孔16。
本实施例中，外壳1开设有透光窗14，该实施例中的装置需要借助外部盛未知液体的容器进行测试；为了实现较佳的识别结果，最好在外部容器上与透光窗14相对的位置设有透明且密封区域，便于该识别装置上的单色阵列光源漫反射。
本实施例中，外壳1四角的安装孔16可以与容器进行螺钉连接，或者由四周的机械机构卡位固定，固定方式保证拆卸方便。此外，该装置还可以通过粘贴、磁石吸附、卡扣等方式安装。
参照图7，本实用新型的工作原理：
所述系统电源模块包括一个线性直流稳压电路，用于提供电路系统的3V稳压电源，允许的输入电压范围为3.3-6V。系统电源模块还包括一个升压电路，用于把输入电压升到稳定的5V电压，作为光源驱动模块的工作电压。5V工作电压保证了光源驱动模块可以驱动从紫外到近红外的所有LED器件。
所述光源驱动模块用于产生驱动发光二极管的恒流信号； 所述单色光阵列光源由多个单一波长的发光二极管构成，在驱动电路的驱动下可以发出连续的、脉冲的或者特定的调制光信号。
所述光电传感器22采集漫反射光信号，并转换为电信号，通过特定的接口电路输出数字信号到单片机（单片机型号：MKL02Z32VFM4）。光电传感器22通过获得液体物质反射光的空间和时间光谱，从而获得吸收和散射信息。
所述单片机用于控制整个电路的系统的运行和负责对外部电路的通信。液体识别的算法储存于单片机的内部存储器241中，并通过外部指令在单片机内运行。
所述装置通过一个电气接口11实现内部电路板2的供电和与外部电路的通信。
液体的光谱为在不同单色光照射下的光电传感器22的输出光强度值的集合，通过选择光电传感器22可以获得光散射的空间信息。系统首先采集需识别的特定种类的液体的光谱作为标准光谱存储在单片机的内部存储器241中。检测时，单色阵列光源25亮起，光电传感器22采集液体漫反射光信号，并转换为电信号，通过特定的接口电路输出数字信号到单片机。此时，单片机的光谱比较模块242采用KNN（K-最小临近法）算法在已经保存的标准光谱中筛选最接近的一个，最后经过比对确认液体种类。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种液态物质识别装置，包括外壳和内部电路板，其特征在于，所述外壳设有电气接口；所述电路板上设有系统电源模块、光电传感器、单色阵列光源、处理单元和光源驱动模块；所述系统电源模块分别与光电传感器、单色阵列光源、处理单元、光源驱动模块、及电气接口电性连接；所述处理单元包含存储器与光谱比较模块，存储器存有液体物质的标准光谱；所述光电传感器与处理单元连接，光源驱动模块与单色阵列光源连接。
2.根据权利要求1所述的液态物质识别装置，其特征在于，所述处理单元为单片机，单片机型号为MKL02Z32VFM4。
3.根据权利要求2所述的液态物质识别装置，其特征在于，所述外壳还设有一LED显示屏，该LED显示屏与单片机连接，用于显示识别结果。
4.根据权利要求1或2所述的液态物质识别装置，其特征在于，所述外壳内侧正对单色阵列光源设有透明的液体容纳腔，液体容纳腔的进液口延伸到外壳外部。
5.根据权利要求3所述的液态物质识别装置，其特征在于，所述液体容纳腔由石英玻璃制成。
6.根据权利要求1或2所述的液态物质识别装置，其特征在于，所述外壳正对单色阵列光源处设有透光窗。
7.根据权利要求5所述的液态物质识别装置，其特征在于，所述光电传感器与单色阵列光源四周围有四壁形成遮光罩，该遮光罩向外延伸与透光窗相连。
8.根据权利要求7所述的液态物质识别装置，其特征在于，所述遮光罩与外壳一体成型。
9.根据权利要求1或2所述的液态物质识别装置，其特征在于，所述单色光阵列光源由多个单一波长的发光二极管构成。
10.根据权利要求1或2所述的液态物质识别装置，其特征在于，所述光电传感器选自面阵CMOS传感器、紫外传感器、环境光传感器、硅基光电二极管、线阵CCD、线阵CMOS、面阵CCD、热释电传感器、红外焦平面阵列任意一种。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201620535467.0U CN205719970U (zh) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 一种液态物质识别装置 |
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| CN201620535467.0U CN205719970U (zh) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 一种液态物质识别装置 |
Publications (1)
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| CN201620535467.0U Active CN205719970U (zh) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 一种液态物质识别装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110646347A (zh) * | 2018-06-26 | 2020-01-03 | 由昉信息科技（上海）有限公司 | 一种具警示通知的液体识别系统及液体识别方法 |
| WO2021248992A1 (zh) * | 2020-06-08 | 2021-12-16 | 深圳市康泓威科技有限公司 | 电子雾化设备的防伪方法及其电子雾化设备 |
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2016
- 2016-06-03 CN CN201620535467.0U patent/CN205719970U/zh active Active
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