[發(fā)明專利]一種參比透射法液體顏色檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310303010.8
• 申請(qǐng)日: 2013-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN103398946A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建明;王亭嶺;周玉;徐啟;孫全紅;劉清欣;熊軍華;尚華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/01
• 分類號(hào): G01N21/01;G01N21/25
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液體色度光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及液體殘留物檢測(cè)，水質(zhì)檢測(cè)，蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)和水質(zhì)污染快速檢測(cè)等方面。

背景技術(shù)

目前，常用的液體包含物質(zhì)檢測(cè)方法是采用液相分光光度計(jì)，由于在測(cè)量過(guò)程中存在分光器件的轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)色散掃描，所以對(duì)測(cè)量環(huán)境振動(dòng)、水平度、溫濕度等條件要求很高，通常，儀器設(shè)備造價(jià)昂貴價(jià)，體積龐大，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，抗干擾能力差，只能在實(shí)驗(yàn)室條件下工作。雖然，目前也出現(xiàn)了一些基于色敏傳感器測(cè)試儀，改善了分光光度計(jì)測(cè)量過(guò)程中需要色散器件轉(zhuǎn)動(dòng)掃描的缺陷，但對(duì)于光源由于供電不穩(wěn)定、溫度變化、發(fā)光效率衰減等造成的發(fā)光強(qiáng)度不穩(wěn)定，導(dǎo)致測(cè)量的精度低，一致性差的問(wèn)題沒(méi)有很好的解決，顯然不能很好的滿足各種復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試使用的要求，特別對(duì)于一些突發(fā)事件或自然災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急快速檢試，更是無(wú)能為力。

常規(guī)的液體色度檢測(cè)多采用液相分光光度儀，通過(guò)色散元件將復(fù)合光進(jìn)行分光后，產(chǎn)生各種波長(zhǎng)的準(zhǔn)單色光，分時(shí)照射含有被測(cè)液體的透明容器，在容器的另一端，由光電器件分時(shí)接受不同波長(zhǎng)的出射光，通過(guò)測(cè)量電路換算成不同波長(zhǎng)下的光強(qiáng)度，根據(jù)液體對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收率計(jì)算出其顏色。測(cè)量過(guò)程中，色散元件需要轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，光源穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大，且設(shè)備價(jià)格高，工作環(huán)境要求高，不利于推廣，也不利于攜帶。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種參比透射法液體顏色檢測(cè)裝置，包括遮光罩和底板，按照光源的入射順序依次由光源、盛裝被測(cè)液體的透明器皿、色敏傳感器、線性光敏二極管、光闌組成，其特征在于：采用透射測(cè)量光路，光強(qiáng)度直接檢測(cè)，在所述的遮光罩內(nèi)將照明光源置于光闌的焦平面上，使照明光源發(fā)出光經(jīng)過(guò)盛裝被測(cè)液體的透明器皿和光闌后到達(dá)色敏傳感器上，在色敏傳感器測(cè)量透射光的同時(shí)，線性光敏二極管采集光源的實(shí)時(shí)發(fā)光強(qiáng)度，根據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)光強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光強(qiáng)度的比值，獲得本次測(cè)量修正系數(shù)，測(cè)量值乘以修正系數(shù)得到排除光源波動(dòng)因素后的正確測(cè)量結(jié)果，色敏傳感器為色敏傳感器TCS3200，線性光敏二極管為大電流線性光敏二極管LLS08-A。

測(cè)量結(jié)果的計(jì)算方法為：其中，S一被測(cè)液體的色度坐標(biāo)值，為檢測(cè)結(jié)果；K-被測(cè)液體的色譜吸收系數(shù)，為已知值；V-色敏傳感器的輸出頻率值，為實(shí)測(cè)值；E₁-標(biāo)準(zhǔn)光源光強(qiáng)度，為已知值；E₂-實(shí)測(cè)光源光強(qiáng)度，為實(shí)測(cè)值；1₁-對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)光源光強(qiáng)度時(shí)，線性光敏二極管的光電流，為已知值；I₂-對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)光源光強(qiáng)度時(shí)，線性光敏二極管的光電流，為實(shí)測(cè)值。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，不受光源發(fā)光強(qiáng)度波動(dòng)影響，對(duì)使用環(huán)境無(wú)特殊要求的，快速、精確液體色度測(cè)量，體積小可便攜，造價(jià)成本低。可廣泛應(yīng)用于液體成分檢測(cè)，農(nóng)藥殘留檢測(cè)，水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)等領(lǐng)域，特別適合于野外條件下穩(wěn)定、快速、定量檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖，通過(guò)非限定性的舉例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明，在附圖中：

圖1顏色檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-底座，2-白光LED光源，3-遮光罩，4-線性光敏二極管，5-盛裝被測(cè)液體的透明器皿，6-光闌，7-色敏傳感器，8-連接插口

圖2光學(xué)測(cè)量結(jié)構(gòu)原理圖。

圖3LL08-A與人眼的光譜響應(yīng)

具體實(shí)施方式

以下將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種參比透射法液體顏色檢測(cè)裝置，包括遮光罩3和底板1，按照光源的入射順序依次由光源1、盛裝被測(cè)液體的透明器皿5、色敏傳感器7、線性光敏二極管4、光闌6組成，其特征在于：采用透射測(cè)量光路，光強(qiáng)度直接檢測(cè)，在所述的遮光罩3內(nèi)將照明光源置于光闌6的焦平面上，使照明光源發(fā)出光經(jīng)過(guò)盛裝被測(cè)液體的透明器皿和光闌后到達(dá)色敏傳感器上，在色敏傳感器測(cè)量透射光的同時(shí)，線性光敏二極管采集光源的實(shí)時(shí)發(fā)光強(qiáng)度，根據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)光強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光強(qiáng)度的比值，獲得本次測(cè)量修正系數(shù)，測(cè)量值乘以修正系數(shù)得到排除光源波動(dòng)因素后的正確測(cè)量結(jié)果，色敏傳感器為色敏傳感器TCS3200，線性光敏二極管為大電流線性光敏二極管LLS08-A。