CN210269626U - 一种用于容量法滴定的颜色识别模块和滴定终点判别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及实验仪器设备领域，公开了一种用于容量法滴定的颜色识别模块和滴定终点判别系统。所述颜色识别模块包括透明管、数据采集电路基板、封口套、信号线和通讯电路基板，其中，所述数据采集电路基板上布置有颜色传感器，所述通讯电路基板上布置有MCU单元和通讯收发单元。由此一方面可以利用布置在透明管端部的数据采集电路基板以及颜色传感器来代替人工肉眼，准确获取待测液体的颜色及其颜色变化的情况，排除不必要的干扰和人为偏差，符合国家标准，另一方面可利用通讯电路基板将待测液体的实时颜色数值转换为对应的实时颜色代码，并可传送出去，进而能够集成在自动化设备中使用，实现在滴定过程中进行实时滴定终点判别的目的。

Description

一种用于容量法滴定的颜色识别模块和滴定终点判别系统

技术领域

本实用新型属于实验仪器设备领域，具体涉及一种用于容量法滴定的颜色识别模块和滴定终点判别系统。

背景技术

容量法滴定是根据滴定溶液颜色的变化来判断滴定终点的一项检测溶液特定成分含量的重要方法。当前容量法滴定的终点判别方法有两种：(1)通过人工肉眼方式，根据滴定过程中的颜色变化来确定滴定终点，即根据指示剂的颜色变化指示滴定终点，然后目测标准溶液消耗体积，计算分析结果；(2)使用电位计测量方式，根据滴定过程中的电位变化来确定滴定终点。但是前者很明显会随着试验人员的不同而产生偏差，并且不利于集成在自动化设备上；而后者虽然可以进行自动化集成，但却不符合国家标准，不能用作正式的检测报告。

实用新型内容

为了解决现有容量法滴定过程中所存在的滴定终点易因人而异出现判别偏差和无法进行符合国家标准的自动化集成的问题，本实用新型目的在于提供一种用于容量法滴定的颜色识别模块和滴定终点判别系统。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于容量法滴定的颜色识别模块，包括透明管、数据采集电路基板、封口套、信号线和通讯电路基板，其中，所述数据采集电路基板上布置有颜色传感器，所述通讯电路基板上布置有MCU单元和通讯收发单元；

所述数据采集电路基板安装在所述透明管的一端，所述封口套配合套在所述透明管的另一端；

所述信号线的一端通信连接所述颜色传感器，所述信号线的另一端在依次穿过所述透明管和所述封口套后通信连接所述MCU单元，所述MCU单元还通信连接所述通讯收发单元。

优化的，所述数据采集电路基板插接在所述透明管的端部且与所述透明管的中心线平行，所述颜色传感器的片状板体结构分别与所述数据采集电路基板和所述透明管的中心线垂直。

进一步优化的，在所述数据采集电路基板及所述颜色传感器的外表面上设置有纳米防水涂层。

优化的，还包括用于发光照射待测液体的白光发射源，其中，所述白光发射源的受控端通信连接所述MCU单元的输出端。具体的，所述白光发射源包括LED白炽灯。

具体的，所述透明管为石英玻璃管。

具体的，所述颜色传感器的型号为TCS3200。

具体的，所述信号线采用镀银屏蔽线。

具体的，所述通讯收发单元采用同步/异步串行接收/发送器。

本实用新型所采用的另一种技术方案为：

一种滴定终点判别系统，包括上位机和如前所述的用于容量法滴定的颜色识别模块；

所述上位机通信连接位于所述颜色识别模块中的通讯收发单元。

本实用新型的有益效果为：

(1)本发明创造提供了一种在容量法滴定过程中可以规避人为偏差、符合国家标准和能够进行自动化集成的颜色识别标件，即一方面可以利用布置在透明管端部的数据采集电路基板以及颜色传感器来代替人工肉眼，准确获取待测液体的颜色及其颜色变化的情况，排除不必要的干扰和人为偏差，符合国家标准，另一方面可利用通讯电路基板将待测液体的实时颜色数值转换为对应的实时颜色代码，并可传送出去，进而能够集成在自动化设备中使用，实现在滴定过程中进行实时滴定终点判别的目的；

(2)所述颜色识别模块还具有安装方便、抗干扰能力好、通讯功能友好和结构简单等优点，便于实际应用和推广；

(3)通过所述滴定终点判别系统，还可以在容量法滴定过程中，根据来自颜色识别模块的识别结果，自动判别滴定终点，利于实现自动化滴定目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的颜色识别模块的平放结构示意图。

图2是本实用新型提供的颜色识别模块的主体斜放结构示意图。

图3是本实用新型提供的颜色识别模块的电路结构示意图。

图4是本实用新型提供的滴定终点判别系统的电路结构示意图。

上述附图中：1-透明管；2-数据采集电路基板；201-颜色传感器；3-封口套；4-信号线； 5-通讯电路基板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”, “相邻”对“直接相邻”等等)。

应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本实用新型的示例实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

应当理解，还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而, 本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例一

如图1～3所示，本实施例提供的所述用于容量法滴定的颜色识别模块，包括透明管1、数据采集电路基板2、封口套3、信号线4和通讯电路基板5，其中，所述数据采集电路基板 2上布置有颜色传感器201，所述通讯电路基板5上布置有MCU单元和通讯收发单元；所述数据采集电路基板2安装在所述透明管1的一端，所述封口套3配合套在所述透明管1的另一端；所述信号线4的一端通信连接所述颜色传感器201，所述信号线4的另一端在依次穿过所述透明管1和所述封口套3后通信连接所述MCU单元，所述MCU单元还通信连接所述通讯收发单元。

如图1～3所示，在所述颜色识别模块的具体结构中，所述透明管1用于承载和保护所述数据采集电路基板2以及所述颜色传感器201，以便它们在浸入待测液体时，使液体反射光线(待测液体本身并不能发出光线，只能通过反射/过滤后的部分光谱光线来反映它们的液体颜色)能够进入所述颜色传感器201，进而激发形成相对应的电压值，并通过传感器内部的模数转化，将电压信号转化为数字信号，最终得到对应的颜色数值，例如RGB数值(即工业界的一种颜色标准，是通过对红色/Red、绿色/Green和蓝色/Blue三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是目前运用最广的颜色系统之一)等。另外，所述透明管1还用于使整个颜色识别模块能够方便地安装在其它应用设备上，具体的，所述透明管1可以但不限于为石英玻璃管。

所述数据采集电路基板2用于承载所述颜色传感器201，并为传感器提供常规的供电电路以及数字信号输出接口电路等。所述颜色传感器201用于根据来自待测液体的反射/过滤光线，感知得到与待测液体对应的实时颜色数值(例如RGB数值)；所述颜色传感器201的具体型号可以但不限于为TCS3200。

所述封口套3用于封闭所述透明管1的端部，以防止外部杂质进入管内而影响所述数据采集电路基板2以及所述颜色传感器201的正常工作。所述信号线4除用于将传感器得到的颜色数值传送至所述通讯电路基板5之外，还可用于导入外部的工作电压信号，以便为传感器供电；优化的，所述信号线4可以但不限于采用镀银屏蔽线，如此可以避免工作电压信号与输出的数字信号产生相互的电磁干扰。

所述通讯电路基板5一方面用于通过所述MCU单元，根据颜色数值与颜色代码的公知对应关系，对来自传感器的实时颜色数值进行常规转换处理，得到对应的且能够被上位机所识别的实时颜色代码，例如色值HEX码(色值HEX码及其与RGB色的对照表为现有公知常识)；另一方面用于通过所述通讯收发单元，将得到的实时颜色代码上传至外部的上位机，以便进行实时的滴定终点判别；前述MCU单元的处理方式及前述通讯收发单元的收发方式均可参照现有技术直接置换得到。在所述通讯电路基板5中，所述MCU单元可以但不限于采用PLC (ProgrammableLogicController)可编程逻辑器件或单片机实现，所述通讯收发单元可以但不限于采用同步/异步串行接收/发送器，即USART(Universal

Synchronous/AsynchronousReceiver/Transmitter)，是一种全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一种高度灵活的串行通信设备。

由此通过前述颜色识别模块的具体结构描述，一方面可以利用布置在透明管端部的数据采集电路基板以及颜色传感器来代替人工肉眼，准确获取待测液体的颜色及其颜色变化的情况，排除不必要的干扰和人为偏差，符合国家标准，另一方面可利用通讯电路基板将待测液体的实时颜色数值转换为对应的实时颜色代码，并可传送出去，进而能够集成在自动化设备中使用，实现在滴定过程中进行实时滴定终点判别的目的。此外，所述颜色识别模块还具有安装方便、抗干扰能力好、通讯功能友好和结构简单等优点，便于实际应用和推广。

优化的，所述数据采集电路基板2插接在所述透明管1的端部且与所述透明管1的中心线平行，所述颜色传感器201的片状板体结构分别与所述数据采集电路基板2和所述透明管 1的中心线垂直。如图2所示，通过前述结构设置，可使所述数据采集电路基板2及所述颜色传感器201在管体端部外露，并使所述颜色传感器201的片状板体结构与管体的插入液体方向垂直，如此可确保液体反射/过滤光线在传递过程中不会受到管壁及电路基板的遮挡减弱影响，使所述颜色传感器201能够无干扰地准确感知到待测液体的实时颜色数值。进一步优化的，为了防止液体的导电性会影响电路基板及传感器的正常工作，在所述数据采集电路基板2及所述颜色传感器201的外表面上设置有纳米防水涂层。前述纳米防水涂层的材质为现有材质，当纳米防水涂层涂布于产品表面上时，会形成一层纳米级厚度的保护膜，使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水或液体等接触产品表面时，会隔着一层极薄的防水膜，并使液体在自身的表面张力作用下形成球状，保证液体不会“渗透”到电路中。

优化的，还包括用于发光照射待测液体的白光发射源，其中，所述白光发射源的受控端通信连接所述MCU单元的输出端。如图3所示，由于待测液体本身并不对外发光，因此需要配置一个白光发射源，以便白光在经过待测液体后(一般在使用时需要白光发射源、待测液体和传感器在照射方向上依次设置)，能够反射或过滤得到最终反映待测液体颜色的液体反射光线。另外，由于所述白光发射源的受控端通信连接所述MCU单元的输出端，可以在所述 MCU单元的控制下进行启动发光动作或停止发光动作。进一步具体的，所述白光发射源可以但不限于包括LED白炽灯。

综上，采用本实施例所提供的用于容量法滴定的颜色识别模块，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种在容量法滴定过程中可以规避人为偏差、符合国家标准和能够进行自动化集成的颜色识别标件，即一方面可以利用布置在透明管端部的数据采集电路基板以及颜色传感器来代替人工肉眼，准确获取待测液体的颜色及其颜色变化的情况，排除不必要的干扰和人为偏差，符合国家标准，另一方面可利用通讯电路基板将待测液体的实时颜色数值转换为对应的实时颜色代码，并可传送出去，进而能够集成在自动化设备中使用，实现在滴定过程中进行实时滴定终点判别的目的；

(2)所述颜色识别模块还具有安装方便、抗干扰能力好、通讯功能友好和结构简单等优点，便于实际应用和推广。

实施例二

如图4所示，本实施例还提供了一种基于实施例一所述颜色识别模块的滴定终点判别系统，包括上位机和如实施例一所述的用于容量法滴定的颜色识别模块；所述上位机通信连接位于所述颜色识别模块中的通讯收发单元。

如图4所示，在所述滴定终点判别系统的具体结构中，所述上位机用于在容量法滴定过程中，根据来自所述颜色识别模块的实时颜色代码，通过常规方式判定是否到滴定终点，例如颜色代码比较法——即判断当前实时颜色代码是否与目标颜色代码一致，若一致则判定达到滴定终点，否则允许继续进行滴定过程。由此可以在容量法滴定过程中，根据来自颜色识别模块的识别结果，自动判别滴定终点，利于实现自动化滴定目的。另外，前述上位机的判别程序可以基于现有相关程序进行常规改动或置换得到。

综上，采用本实施例所提供的滴定终点判别系统，在实施例一的技术效果基础上，还具有如下技术效果：

(1)可以在容量法滴定过程中，根据来自颜色识别模块的识别结果，自动判别滴定终点，利于实现自动化滴定目的。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是，本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种用于容量法滴定的颜色识别模块，其特征在于：包括透明管(1)、数据采集电路基板(2)、封口套(3)、信号线(4)和通讯电路基板(5)，其中，所述数据采集电路基板(2)上布置有颜色传感器(201)，所述通讯电路基板(5)上布置有MCU单元和通讯收发单元；

所述数据采集电路基板(2)安装在所述透明管(1)的一端，所述封口套(3)配合套在所述透明管(1)的另一端；

所述信号线(4)的一端通信连接所述颜色传感器(201)，所述信号线(4)的另一端在依次穿过所述透明管(1)和所述封口套(3)后通信连接所述MCU单元，所述MCU单元还通信连接所述通讯收发单元。

2.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的颜色识别模块，其特征在于：所述数据采集电路基板(2)插接在所述透明管(1)的端部且与所述透明管(1)的中心线平行，所述颜色传感器(201)的片状板体结构分别与所述数据采集电路基板(2)和所述透明管(1)的中心线垂直。

3.如权利要求2所述的一种用于容量法滴定的颜色识别模块，其特征在于：在所述数据采集电路基板(2)及所述颜色传感器(201)的外表面上设置有纳米防水涂层。

4.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的颜色识别模块，其特征在于：还包括用于发光照射待测液体的白光发射源，其中，所述白光发射源的受控端通信连接所述MCU单元的输出端。

5.如权利要求4所述的一种用于容量法滴定的颜色识别模块，其特征在于：所述白光发射源包括LED白炽灯。

6.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的颜色识别模块，其特征在于：所述透明管(1)为石英玻璃管。

7.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的颜色识别模块，其特征在于：所述颜色传感器(201)的型号为TCS3200。

8.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的颜色识别模块，其特征在于：所述信号线(4)采用镀银屏蔽线。

9.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的颜色识别模块，其特征在于：所述通讯收发单元采用同步/异步串行接收/发送器。

10.一种滴定终点判别系统，其特征在于：包括上位机和如权利要求1～9任意一项所述的用于容量法滴定的颜色识别模块；

所述上位机通信连接位于所述颜色识别模块中的通讯收发单元。

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