[發明專利]一種基于色坐標值的水溶液濁度測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201610059925.2
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105738298B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 王曉萍;文一章;胡映天
• 申請（專利權）人: 杭州環籟科技有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于色坐標值的水溶液濁度測量方法，其特征在于，包括：

1)利用測量光入射溶液樣品并采集出射光的光強大小；

2)根據入射光和出射光的光強，計算溶液的吸光度；

3)基于所述溶液的吸光度，并結合顏色匹配函數以及測量光的光譜能量分布，得到顏色三刺激值；

4)對所述的顏色三刺激值進行歸一化處理，算得溶液色坐標xyz；

5)根據溶液色坐標xyz和濁度值的關系，計算溶液的濁度值；

液色坐標xyz和濁度值的關系式如下：

Tur＝2711.6x-848.3

Tur＝2953.2y-973.2

Tur＝-1414.2z+505.7

式中，Tur為溶液的濁度值，xyz分別為溶液的色坐標。

2.如權利要求1所述的水溶液濁度測量方法，其特征在于，在所述的步驟2)中，溶液的吸光度反映濁度物質對入射光的吸收和散射程度，水體的吸光度符合Beer–Lambert定律：

式中k是吸光系數，C是溶液濃度，L是溶液樣品的光程，I₀和I是入射光和出射光光強，A是溶液吸光度。

3.如權利要求1所述的水溶液濁度測量方法，其特征在于，在所述的步驟3)中，顏色三刺激值XYZ用于表征對水體顏色的視覺感受，具體通過下式進行定義，

X＝kΣS(λ)10^-A(λ)x(λ)Δλ

Y＝k∑S(λ)10^-A(λ)y(λ)Δλ

Z＝k∑S(λ)10^-A(λ)z(λ)Δλ

式中，x(λ),y(λ),z(λ)是顏色匹配函數，A(λ)是測試溶液的吸光度，S(λ)是照明光的光譜能量分布，λ是波長。

4.如權利要求1～3任一項所述的水溶液濁度測量方法，其特征在于，當溶液的吸光度曲線平行漂移時，色坐標x表示為：

式中，x(λ),y(λ),z(λ)是顏色匹配函數，A(λ)是測試溶液的吸光度，ΔA吸光度的變化量，S(λ)是照明光的光譜能量分布；

即

式中，a為系數；表示測量得到的色坐標不會受吸光度平行漂移的影響。

5.如權利要求1～3任一項所述的水溶液濁度測量方法，其特征在于，在入射光強發生變化時，對于某個波長下的吸光度為：

式中：A₁是新的吸光度，A₀是原始吸光度，I₀(λ)為存儲的原始光強，ΔI(λ)是原始光強的變化。

6.如權利要求5所述的水溶液濁度測量方法，其特征在于，當不同的波長下光強的變化與原始光強成比例時，新的吸光度為A₁＝A₀+b，b為常數。

7.一種基于色坐標值的水溶液濁度測量裝置，其特征在于，包括：

連接控制電路的光源；

將光源發光的測量光變為平行光入射溶液樣品的準直透鏡；

用于收集透過溶液樣品的出射光的匯聚透鏡；

用于采集出射光光強的光譜儀；

以及根據所述的出射光光強，計算溶液的吸光度和色坐標xyz，并根據溶液色坐標xyz和濁度值的關系算得濁度值的處理單元；溶 液色坐標xyz和濁度值的關系式如下：

Tur＝2711.6x-848.3

Tur＝2953.2y-973.2

Tur＝-1414.2z+505.7

式中，Tur為溶液的濁度值，xyz分別為溶液的色坐標。

8.如權利要求7所述的水溶液濁度測量裝置，其特征在于，所述的光源為脈沖氙燈，用于接收控制電路發出的同步脈沖信號發射出380-760nm波長范圍的可見光。