CN214277127U - 一种液面高度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液面高度检测装置，包括仪器本体，还包括安装在仪器本体内部的样品架、传感器、高精度执行机构、控制系统、通讯模块和电源模块，所述传感器与所述控制系统相连接，所述控制系统与所述通讯模块相连接，所述高精度执行机构包括高精度丝杆、安装在高精度丝杆上的升降台和安装在高精度丝杆顶部的步进电机，所述传感器安装在升降台上，所述传感器内部设有光源，所述样品架设置在所述高精度执行机构的前方，所述样品架设有试管放置区。本实用新型提出的液面高度检测装置，实现了对试管样品的自动化检测，大大提高了测试的精度和效率。

Description

一种液面高度检测装置

技术领域

本实用新型涉及液面高度检测技术领域，具体涉及一种液面高度检测装置。

背景技术

实验室中通常采用化学或物理的方法使试管中不同的溶液样品进行分层或分离，然后通过人工读取试管上的刻度，来确定不同溶液的体积，从而进一步计算出想要的数据。人工读取刻度来确定溶液体积的方法，其准确性受人为因素影响较大，往往误差比较大，精确度较低，而且效率低。为了进一步提高效率和测量准确度，研发相关的测试仪器是有必要的。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种液面高度检测装置，可以对液体试管样品实现自动化检测，测量时间短、检测效率高，消除过程中的人为因素，准确率高。

一种液面高度检测装置，包括仪器本体，还包括安装在仪器本体内部的样品试管支架、传感器、高精度执行机构、控制系统、通讯模块和电源模块，所述传感器与所述控制系统相连接，所述控制系统与所述通讯模块相连接，所述高精度执行机构包括高精度丝杆、安装在高精度丝杆上的升降台和安装在高精度丝杆顶部的步进电机，所述传感器安装在升降台上，所述传感器内部设有光源，所述样品试管支架设置在所述高精度执行机构的前方，所述样品试管支架设有试管放置区。

进一步的，所述仪器本体上设有样品仓，所述样品架位于样品仓内，所述样品仓设有盖子。

进一步的，所述仪器本体上还设置有操作显示面板和声光提示器，所述操作显示面板与所述高精度执行机构相连接。

进一步的，所述声光提示器设有两个，分别设置在所述操作显示面板的两侧。

进一步的，所述通讯模块为无线通讯模块或有线通讯模块。

进一步的，所述试管放置区域设有多个，可以用于放置多个样品试管。

进一步的，所述高精度执行机构上设有限位开关。

进一步的，所述仪器本体底部设有支脚。

进一步的，所述支脚设有四个，分别设置在仪器底部四个角的位置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型提供的检测液面高度的装置，利用液面和光的特性来检测液面高度，可以对不同液体样品或分层的液体样品进行液面高度检测，检测方法简单，测量时间短；

(2)传统的方法是肉眼人工读取试管上的刻度，而刻度最小间距一般为3mm，据规定刻度读取的最高精度为1/2最小刻度值，即1.5mm，而高精度执行机构的步进电机每一步对应的升降台移动0.025mm，其最高精度为0.025mm，也就是说测试结果精准度大大提高；

(3)采用本装置实现了自动化检测，数据可直接上传，可以同时对多支试管进行在线检测，大大提高了检测效率。

附图说明

图1是本实用新型所述装置的整体结构示意图；

图2和图3是本实用新型所述装置的部分结构示意图。

以上附图中的附图标记如下：

1-仪器本体；2-操作显示面板；3-声光提示器；4-样品仓；5-样品试管支架；6-控制系统；7-通讯模块；8-电源模块；9-高精度执行机构；10-直流开关电源；11-传感器；12-升降台；13-步进电机；14-高精度丝杆；15-限位开关；16-样品试管；17-支脚。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体的实施例，对本实用新型技术方案的具体实施方式进行进一步描述，这些实施例是为了对本技术方案的详细描述，而不是为了限制本技术方案。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种液面高度检测装置，包括仪器本体1，仪器本体上设有样品仓4，样品仓上设有盖子，仪器本体上还设置有操作显示面板2和声光提示器3，声光提示器3设有两个，分别设置在所述操作显示面板的两侧，仪器本体底部设有四个支脚17，四个支脚对称安装在仪器底部的四个角的位置；

如图2和图3所示，本实施例提供的液面高度检测装置还包括安装在仪器本体内部的样品试管支架5、传感器11、高精度执行机构9、控制系统6、通讯模块7和电源模块8，样品架5位于样品仓4内部，打开样品仓上面的盖子，可以进行取放样品试管16，传感器11与控制系统6相连接，控制系统6与通讯模块7相连接，通讯模块7为无线通讯模块，可以无线传送信号到外部计算机系统，高精度执行机构9包括高精度丝杆14、升降台12和步进电机13，步进电机13安装在高精度执行机构的顶部，升降台12可升降安装在高精度丝杆14上，高精度执行机构9上设有限位开关13，高精度执行机构9与操作显示面板2相连接，可以通过设置操作显示面板上的参数，控制高精度执行机构升降台的升降，传感器11安装在升降台上，传感器11内部设有光源，样品架5设置在高精度执行机构的前方，样品架5设有多个试管放置区，可以同时进行多个试管样品的检测。

工作原理：(1)试管放置：将盛放有分层液体样品的样品试管16垂直放置在样品试管支架5上，使其位于传感器11和光源之间的中心线位置上。(2)试管扫描：选用特定波长的光源和对应的传感器，设置操作显示面板参数，控制高精度执行机构9运作，对样品试管16从下到上进行扫描。采用特定波长的的光源和传感器是为了减少外界光的干扰，而且有些样品对光照有要求,因此波长是根据外界环境和样品的种类来定。(3)数据采集：扫描过程中,通过传感器11和控制系统6找出透光量的突变点及相对应的位置，将各液面的绝对高度的数据传给计算系统。(4)数据计算：将采集系统得到的数据进行计算。为了能区别各个样品，可在试管内注入样品后贴上条码或二维码，进行检测前先用扫码枪扫描样品试管上的识别码，再将试管放入装置内检测。(5)数据上传：将样品的编码和计算出来的数据通过通讯系统上传给数据库。

本装置利用了液面在试管中由于张力的作用会形成曲面的特性，而在光线通过曲面时，因光的反射和折射造成光的透射量发生突变，通过高精度测量装置得到各种液体的界面高度。利用检测到的各液面的高度可以进一步计算出各种液体的体积或重量，以及各种液体的百分比等参数，计算公式如下：

V_n＝S*(h_n-h_n-1),(1)；

T_n＝ρ_n*S*(h_n-h_n-1),(2)；

Φ_Vn＝V_n/V_总*100％，(3)；

Φ_Tn＝T_n/T_总*100％，(4)；

其中：

V_n为样品分层后第n种液体的体积；

S为样品试管的内截面积；

h_n为第n种液体的上面的绝对高度；

T_n为样品分层后第n种液体的重量；

ρ_n为样品分层后第n种液体的密度；

Φ_Vn为第n种液体的体积占比；

V_总为样品总体积；

Φ_Tn为第n种液体的重量占比；

T_总为样品总重量。

本实用新型提供的液面高度检测装置，利用了液面在试管中由于张力的作用会形成曲面的特性，可以检测不同液体的液面高度，为进一步的各种计算需求提供了可能，而且测试效率高、精确度高。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种液面高度检测装置，包括仪器本体(1)，其特征在于：还包括安装在仪器本体内部的样品试管支架(5)、传感器(11)、高精度执行机构(9)、控制系统(6)、通讯模块(7)和电源模块(8)，所述传感器(11)与所述控制系统(6)相连接，所述控制系统(6)与所述通讯模块(7)相连接，所述高精度执行机构(9)包括高精度丝杆(14)、安装在高精度丝杆上的升降台(12)和安装在高精度丝杆顶部的步进电机(13)，所述传感器(11)安装在升降台(12)上，所述传感器(11)内部设有光源，所述样品试管支架(5)设置在所述高精度执行机构(9)的前方，所述样品试管支架(5)设有试管放置区。

2.根据权利要求1所述的一种液面高度检测装置，其特征在于，所述仪器本体(1)上设有样品仓(4)，所述样品试管支架(5)位于样品仓(4)内，所述样品仓(4)设有盖子。

3.根据权利要求1所述的一种液面高度检测装置，其特征在于，所述仪器本体(1)上还设置有操作显示面板(2)和声光提示器(3)，所述操作显示面板(2)与所述高精度执行机构(9)相连接。

4.根据权利要求3所述的一种液面高度检测装置，其特征在于，所述声光提示器(3)设有两个，分别设置在所述操作显示面板(2)的两侧。

5.根据权利要求1所述的一种液面高度检测装置，其特征在于，所述通讯模块(7)为无线通讯模块或有线通讯模块。

6.根据权利要求1所述的一种液面高度检测装置，其特征在于，所述试管放置区域设有多个，可以用于放置多个样品试管(16)。

7.根据权利要求1所述的一种液面高度检测装置，其特征在于，所述高精度执行机构(9)上设有限位开关(15)。

8.根据权利要求1所述的一种液面高度检测装置，其特征在于，所述仪器本体底部设有支脚(17)。

9.根据权利要求8所述的一种液面高度检测装置，其特征在于，所述支脚(17)设有四个，分别设置在仪器底部四个角的位置。

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