CN220207449U - 一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，包括：调整光源器、测量室、光电探测器、蠕动泵、多通阀、单向阀、试剂瓶；调整光源器和光电探测器分别设置在测量室的两侧，调整光源器光线朝向光电探测器，后者用于接收并记录被测光信号的相关参数。光电探测器接收经过测量室之后的光线，并将光信号转换成电流信号，经电路及数据处理，输出相应pH值数据。本实用新型提供一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，可以对被测水样进行自动检测，测量范围广，适用性广，检测速度快，寿命长。
Description
技术领域
本实用新型公开了一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，涉及pH检测装置技术领域。
背景技术
pH值检测是各类水质检测重要参数之一。pH值的测定在给排水、医药、化工等领域有重要意义。目前工业上pH值的测定主要采用玻璃电极来测量。由于其寿命短、机械强度低、存在“酸误差”与“碱误差”、不能用于含 F-体系等缺陷，限制了其使用。另外实验室常用的测量方法是比色法，即将 pH 试纸侵入到被测溶液中，试纸的颜色就会发生变化，然后将颜色变化后的 pH 试纸与标准 pH 试纸的进行对比，从而得到被测溶液的 pH 值。这种测量方法方便、快捷，但容易受到溶液本身颜色的干扰，此外通过人眼对比测试试纸与标准指示剂的颜色，主观性比较强；因而亟需一种寿命长、可自动检测pH的检测仪器。
发明内容
本实用新型针对上述背景技术中的缺陷，提供一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，自动化高，准确性高。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，包括：调整光源器、测量室、光电探测器；所述测量室为透明容器，所述调整光源器和光电探测器分别设置在测量室的两侧，所述调整光源器发射的光线经过测量室朝向光电探测器，光电探测器接收并记录被测光信号的相关参数，光电探测器接收经过测量室之后的光线，并将光信号转换成电流信号，并进行数据处理。
进一步的，所述调整光源器产生的光源包括：中心波长580nm的窄带光源。
进一步的，所述测量室开设有入液口和出液口。
进一步的，所述测量室入液口接蠕动泵出液口，所述蠕动泵入液口接多通阀F1出液口，所述多通阀F1入液口连接试剂瓶。
进一步的，所述测量室出液口接单向阀F2入液口，所述单向阀F2出液口连接废液瓶。
进一步的，所述试剂瓶包括：待测水样瓶、pH检测试剂瓶和清洗试剂瓶，所述多通阀F1采用四通阀，其三个入液口分别接待测水样瓶、pH检测试剂瓶、清洗试剂瓶。
进一步的，所述pH检测试剂瓶中的pH检测试剂为石蕊试剂。
所述的光电探测器依次电性连接程控放大模块、滤波模块、A/D模块和主控MCU模块，所述的主控MCU模块分别连接蠕动泵、继电器电路、调整光源器和Modbus RTU通信模块；所述继电器电路用于控制多通阀F1和单向阀F2的通断；
主控MCU模块产生PWM控制蠕动泵吸入待测水样及测试试剂进入测量室进行反应，同时MCU产生脉冲信号，驱动调制光源器产生调制光经测量室投射到光电探测器上，光电探测器将光信号转换成电信号，经过程控放大模块及滤波模块依次放大和滤波后进入A/D模块进行模数转换，再经主控MCU模块进行相关计算，得出测量值，并通过Modbus RTU通信模块进行数据传输，测量结束后主控MCU模块控制继电器电路清洗并排空测量室。
本实用新型的检测步骤包括：
step1，主控MCU模块控制蠕动泵及多通阀向测量室中吸入一定量的被测水样，主控MCU模块产生驱动信号打开光源，若被测水样无色，则直接转入step3；若被测水样有色，则转入step2；
step2，光电探测器记录接收到光信号，光信号经处理后通过Modbus RTU通信模块输出数据f0；
step3，MCU控制蠕动泵及多通阀向测量室中吸入一定量的pH检测试剂，光电探测器记录接收到光信号，光信号经处理后通过Modbus RTU通信模块输出数据f1；
step4，MCU控制蠕动泵及单向阀将测量室中的废液排至废液瓶，并关闭光源；
step5，MCU控制蠕动泵及多通阀向测量室中吸入一定量的清洗试剂；
step6，MCU控制蠕动泵及单向阀将测量室中的液体排至废液瓶。
本实用新型中定标方法，准备1-14特定pH值的标准液，pH值间隔可以根据测试准确度需求设定步长为1，或者0.5，或者更细分的步长间隔；每一个pH值重复以上步骤step1-step6；标准液pH值与MCU输出的数据成线性关系，
若所测水样为无色的水样，pH值与数据f1成线性关系；若所测水样为有色水样，pH值与数据（f1-f0）成线性关系。
有益效果：本实用新型提供一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，可以对被测水样进行自动检测，pH值测量范围广，适用性广，检测速度快，寿命长，并且可以避免因肉眼对比颜色造成的主观性误差，从而提高检测精度。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
1-调整光源器，2-测量室，3-光电探测器，4-待测水样瓶，5-pH检测试剂瓶，6-清洗试剂瓶，7-废液瓶，8-多通阀F1，9-单向阀F2，10-蠕动泵。
图2为电路基本构成示意图。
实施方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
本实用新型构思：基于被测水样对pH检测试剂的颜色反应，使用调整光源器照射被测水样，测量出加入pH检测试剂后的水样数据，并与标定的数据进行对比，从而得出该待测水样的pH值。
如图1所示的一种实施例：一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，包括：调整光源器1、测量室2、光电探测器3；所述测量室2为透明容器，所述调整光源器1和光电探测器3分别设置在测量室2的两侧，所述调整光源器1发射的光线经过测量室2朝向光电探测器3，光电探测器3接收并记录被测光信号的相关参数，光电探测器3接收经过测量室2之后的光线，并将光信号转换成电流信号，并进行数据处理, 测量室2也可以采用不透明的容器，但需调整光源器和光电探测器这条通路上设置透光窗口。
所述调整光源器1为中心波长580nm的窄带光源。
所述测量室2开设有入液口和出液口。
所述测量室2入液口接蠕动泵出液口，所述蠕动泵入液口接多通阀F18出液口，所述多通阀F18入液口连接试剂瓶，所述多通阀F18采用四通阀。
所述测量室2出液口接单向阀F29入液口，所述单向阀F29出液口连接废液瓶7。
所述试剂瓶包括：待测水样瓶4、pH检测试剂瓶5和清洗试剂瓶6，所述多通阀F18入液口分别接待测水样瓶4、pH检测试剂瓶5、清洗试剂瓶6。
所述pH检测试剂瓶5中的pH检测试剂为石蕊试剂。
如图2所示，所述的光电探测器依次电性连接程控放大模块、滤波模块、A/D模块和主控MCU模块，所述的主控MCU模块分别连接蠕动泵、继电器电路、调整光源器和Modbus RTU通信模块；所述继电器电路连接多通阀F1和单向阀F2，用于控制多通阀F1和单向阀F2的通断；
主控MCU模块产生PWM控制蠕动泵吸入待测水样及测试试剂进入测量室进行反应，同时MCU产生脉冲信号，驱动调制光源器产生调制光经测量室投射到光电探测器上，光电探测器将光信号转换成电信号，经过程控放大模块及滤波模块依次放大和滤波后进入A/D模块进行模数转换，再经主控MCU模块进行相关计算，得出测量值，并通过Modbus RTU通信模块进行数据传输，测量结束后主控MCU模块控制继电器电路清洗并排空测量室。
本实用新型的检测步骤包括：
step1，主控MCU模块控制蠕动泵及多通阀向测量室中吸入一定量的被测水样，主控MCU模块产生驱动信号打开光源，若被测水样无色，则直接转入step3；若被测水样有色，则转入step2；
step2，光电探测器记录接收到光信号，光信号经处理后通过Modbus RTU通信模块输出数据f0；
step3，MCU控制蠕动泵及多通阀向测量室中吸入一定量的pH检测试剂，探测器记录接收到光信号，光信号经处理后通过Modbus RTU通信模块输出数据f1；
step4，MCU控制蠕动泵及单向阀将测量室中的废液排至废液瓶，并关闭光源；
step5，MCU控制蠕动泵及多通阀向测量室中吸入一定量的清洗试剂；
step6，MCU控制蠕动泵及单向阀将测量室中的液体排至废液瓶。
本实用新型中定标方法，准备1-14特定pH值的标准液，pH值间隔可以根据测试准确度需求设定步长，步长为0.1~1；每一个pH值重复以上步骤step1-step6进行测算定标；获取标准液pH值与主控MCU模块输出的数据成线性关系。
上述定标中，若所测水样为无色的水样，pH值与数据f1成线性关系；若所测水样为有色水样，pH值与数据（f1-f0）成线性关系。
本实用新型提供一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，可以对被测水样进行自动检测，pH值测量范围广，适用性广，检测速度快，寿命长，并且可以避免因肉眼对比颜色造成的主观性误差，从而提高检测精度。
本实用新型提供一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，对被测水样通过MCU控制进行自动检测，检测速度快，寿命长，并且可以避免因肉眼对比颜色造成的主观性误差，亦可排除被测水样自身颜色对pH检测颜色反应的影响，从而提高检测精度。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，其特征在于，包括：调整光源器（1）、测量室（2）、光电探测器（3）；所述测量室（2）为透明容器，所述调整光源器（1）和光电探测器（3）分别设置在测量室（2）的两侧，所述调整光源器（1）发射的光线经过测量室（2）朝向光电探测器（3），所述光电探测器（3）用于接收并记录被测光信号的相关参数。
2.根据权利要求1所述一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，其特征在于，所述调整光源器（1）产生的光源包括：中心波长580nm的窄带光源。
3.根据权利要求1所述一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，其特征在于，所述测量室（2）开设有入液口和出液口。
4.根据权利要求3所述一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，其特征在于，所述测量室（2）入液口接蠕动泵（10）出液口，所述蠕动泵（10）入液口接多通阀F1（8）出液口，所述多通阀F1（8）入液口连接试剂瓶。
5.根据权利要求3所述一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，其特征在于，所述测量室（2）出液口接单向阀F2（9）入液口，所述单向阀F2（9）出液口连接废液瓶（7）。
6.根据权利要求4所述一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，其特征在于，所述试剂瓶包括：待测水样瓶（4）、pH检测试剂瓶（5）和清洗试剂瓶（6）；所述多通阀F1（8）采用四通阀，三个入液口分别接待测水样瓶（4）、pH检测试剂瓶（5）、清洗试剂瓶（6）。
7.根据权利要求6所述一种基于流动注射的光学法检测pH值的装置，其特征在于，所述pH检测试剂瓶（5）中的pH检测试剂为石蕊试剂。
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