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專利名稱：一種液體中顆粒物檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及一種液體中顆粒物檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，經(jīng)常需要對生產(chǎn)或者生活中的各種液體進(jìn)行處理和使 用。但是這些液體中往往存在很多粒徑大小不同的雜質(zhì)或者顆粒，為了不影響液體的處理 和使用過程，需要對這些液體進(jìn)行懸浮物檢測，通過懸浮物檢測為這些液體的處理和使用 提供良好的依據(jù)。當(dāng)前，對液體尤其是水的檢測是通過濁度這一指標(biāo)來表征的。所謂濁度，是指水體 中懸浮物使光發(fā)生散射及吸收光學(xué)性質(zhì)的程度，簡單的說就是表示水體對光在90度的散 射和吸收的強(qiáng)度。然而，濁度只是通過光穿過液體時(shí)的散射和被吸收程度來籠統(tǒng)的表征液體中懸浮 物的含量，不能對液體中懸浮物做出定量的描述，因而不能為液體的處理和使用提供很好 的依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種液體中顆粒物檢測系統(tǒng)，用以對液體中顆 粒物的大小及數(shù)量進(jìn)行檢測，從而實(shí)現(xiàn)對液體中的顆粒物做出定量描述的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種液體中顆粒物檢測系統(tǒng)，具體來說是這樣實(shí) 現(xiàn)的—種液體中顆粒物檢測系統(tǒng)，包括液體預(yù)處理裝置及與其相連接的電路裝置； 其中，所述液體預(yù)處理裝置包括堰管及與所述堰管相連接的激光顆粒物探頭，所述電路裝 置包括依次相連接的激光信號調(diào)理單元、PLD計(jì)數(shù)器及微控制單元MCU ；所述堰管采集液體樣本，并控制液體樣本的流通速度，所述激光顆粒物探頭檢測 液體樣本中的顆粒物，生成相應(yīng)的檢測信號并傳遞給所述激光信號調(diào)理單元；所述激光信號調(diào)理單元比較上述檢測信號與預(yù)置的參比信號，計(jì)算顆粒物的粒 徑，并將檢測信號輸出給PLD計(jì)數(shù)器，所述PLD計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)顆粒物的數(shù)量。優(yōu)選的，所述液體預(yù)處理裝置還包括設(shè)置在所述堰管與所述激光顆粒物探頭之間 的過濾器，用于濾除不需檢測的顆粒物。優(yōu)選的，所述液體預(yù)處理裝置還包括設(shè)置在所述激光顆粒物探頭之前的除氣泡裝 置，用于去除液體樣本中的氣泡。優(yōu)選的，所述激光顆粒物探頭包括樣品流通裝置和激光光路，所述樣品流通裝置 控制液體樣本中顆粒物的通過，所述激光光路調(diào)節(jié)激光并使激光通過液體樣本生成相應(yīng)的 檢測信號。優(yōu)選的，所述樣品流通裝置的形狀為狹縫狀。優(yōu)選的，所述激光信號調(diào)理單元包括激光器、激光器驅(qū)動電路、激光檢測器、激光信號放大電路及激光信號后期處理電路；其中，所述激光器用于發(fā)射激光；所述激光器驅(qū)動電路以恒定功率驅(qū)動所述激光 器，并根據(jù)所述激光顆粒物探頭輸出的檢測信號對功率進(jìn)行調(diào)整；所述激光檢測器檢測上 述信號，并判斷液體樣本中是否存在顆粒物；所述激光信號放大電路對檢測信號進(jìn)行放大， 并提供反饋信號給激光器驅(qū)動電路；所述激光信號后期處理電路通過對比檢測信號與參比 信號，計(jì)算液體樣本中顆粒物的粒徑。優(yōu)選的，所述電路裝置還包括由微控制單元MCU控制的人機(jī)交互單元，所述人機(jī) 交互單元包括用于信息輸入的鍵盤和用于顯示的顯示器件。優(yōu)選的，所述電路裝置還包括壓力變送單元，所述壓力變送單元采集液體樣品的 壓力，根據(jù)液體樣品的比重及樣品流通裝置的截面積推算液體的流通速度，并將流通速度 反饋給微控制單元MCU，由微控制單元MCU將流通速度傳遞給人機(jī)交互單元，以此指示對堰 管的調(diào)節(jié)。優(yōu)選的，所述電路裝置還包括通信單元，所述通信單元包括用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?數(shù)據(jù)傳輸模塊。通過上述技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例中，對于采集到的液體樣 本，通過檢測液體樣本中顆粒物的粒徑與數(shù)量，來表征液體中含有顆粒物的程度，從而達(dá)到 定量描述所測液體中顆粒物的目的，為液體的處理提供了依據(jù)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另
圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一
圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另
圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另
圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一
圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一
圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的另
4中液體中顆粒物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 4中液體預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意-種液體預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； -種電路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； -種電路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； -種電路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； -種激光顆粒物探頭的結(jié)構(gòu)示意圖； 4中激光信號調(diào)理單元的結(jié)構(gòu)示意圖； -種液體中顆粒物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖(
具體實(shí)施例方式為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠清楚理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例 對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而 不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動 前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請參閱圖1，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液體中顆粒物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該 系統(tǒng)包括液體預(yù)處理裝置11及與其相連接的電路裝置12 ；其中，所述液體預(yù)處理裝置11 包括堰管111及與所述堰管相連接的激光顆粒物探頭112，所述電路裝置12包括電源121、 微控制單元MCU122、激光信號調(diào)理單元123及與所述微控制單元MCU122和所述激光信號調(diào) 理單元123相連接的PLD計(jì)數(shù)器124。
4
對液體中的顆粒物進(jìn)行檢測時(shí)，液體預(yù)處理裝置11中的堰管111首先采集液體樣 本，并調(diào)節(jié)液體樣本的流通速度，將液體樣本以一定的速度傳送給激光顆粒物探頭112，激 光顆粒物探頭112使激光通過液體樣本生成檢測信號并傳遞給電路裝置12中的激光信號 調(diào)理單元123 ；在電源121的供電前提下，激光信號調(diào)理單元123對接收到的檢測信號進(jìn)行 檢測和處理后，通過比較處理后的檢測信號與參比信號，計(jì)算獲得顆粒物的粒徑，并輸出處 理后的檢測信號給PLD計(jì)數(shù)器124，所述PLD計(jì)數(shù)器124在微控制單元MCU122的控制下，統(tǒng) 計(jì)所述激光信號調(diào)理單元123輸出的各種檢測信號的數(shù)量。由于該系統(tǒng)對液體中顆粒物進(jìn) 行檢測時(shí)，可以獲取到顆粒物的粒徑及數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)了對液體中顆粒物的定量描述，為液 體處理提供了依據(jù)。如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液體預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在其他 實(shí)施例公開的系統(tǒng)中，液體預(yù)處理裝置21包括堰管211、激光顆粒物探頭212及設(shè)置在堰管 211與激光顆粒物探頭212之間的過濾器213，其中，堰管211和激光顆粒物探頭212與上 述堰管111和激光顆粒物探頭112的功能相類似，所述過濾器213對堰管211采集到的液 體樣本進(jìn)行過濾，濾除掉不需要檢測的顆粒物，之后，傳遞給激光顆粒物探頭212。如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種液體預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在其 他實(shí)施例提供的系統(tǒng)中，液體預(yù)處理裝置31包括堰管311、激光顆粒物探頭312、過濾器313 及設(shè)置在過濾器313與激光顆粒物探頭312之間的除氣泡裝置314，其中堰管311、激光顆 粒物探頭312和過濾器313與上述堰管211、激光顆粒物探頭212和過濾器213的功能相類 似，所述除氣泡裝置314去除液體樣本中產(chǎn)生的氣泡，從而防止由于氣泡進(jìn)入樣品流通裝 置而導(dǎo)致誤檢測。如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在其他實(shí)施例 公開的系統(tǒng)中，電路裝置41包括電源411、微控制單元MCU412、激光信號調(diào)理單元413、PLD 計(jì)數(shù)器414及與微控制單元M⑶512相連接的人機(jī)交互單元415，其中，電源411、微控制單 元MCU412、激光信號調(diào)理單元413及PLD計(jì)數(shù)器414與上述電源121、微控制單元MCU122、 激光信號調(diào)理單元123及PLD計(jì)數(shù)器124的功能相類似，所述人機(jī)交互單元415包括鍵盤 部分和顯示部分(圖中未示出)，所述鍵盤部分可以進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)置及顆粒物通道切換等 操作，所述顯示部分顯示各通道的顆粒物的數(shù)量、流量及各種報(bào)警等信息。如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在其他實(shí)施 例公開的系統(tǒng)中，電路裝置51包括電源511、微控制單元MCU512、激光信號調(diào)理單元513、 PLD計(jì)數(shù)器514、人機(jī)交互單元515及輸出端與微控制單元MCU412相連接和輸入端與液 體預(yù)處理部分(圖中未示出)相連接的壓力變送單元516。其中，電源511、微控制單元 MCU512、激光信號調(diào)理單元513、PLD計(jì)數(shù)器514及人機(jī)交互單元515與上述電源411、微控 制單元MCU412、激光信號調(diào)理單元413、PLD計(jì)數(shù)器414及人機(jī)交互單元415的功能相類似， 所述壓力變送單元516在液體預(yù)處理裝置處采集到液體的壓力，根據(jù)液體的比重及樣品流 通裝置的截面積，推算出液體樣本當(dāng)前的流通速度，并將當(dāng)前的流通速度反饋給微控制單 元MCU512，由微控制單元MCU512將當(dāng)前的流通速度傳遞給人機(jī)交互單元515，以此來指示 是否需要手動調(diào)節(jié)液體預(yù)處理裝置的堰管(圖中未示出)，致使流通速度達(dá)到預(yù)設(shè)值。由此 保證液體樣本能夠以一定的速度在樣品流通裝置中流通。如圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在其他實(shí)施例公開的系統(tǒng)中，電路裝置61包括電源611、微控制單元MCU612、激光信號調(diào)理單元613、 PLD計(jì)數(shù)器614、人機(jī)交互單元615、壓力變送單元616及與微控制單元MCU612相連接的通 信單元617。其中，電源611、微控制單元MCU612、激光信號調(diào)理單元613、PLD計(jì)數(shù)器614、 人機(jī)交互單元615及壓力變送單元616與上述電源511、微控制單元MCU512、激光信號調(diào)理 單元513、PLD計(jì)數(shù)器514、人機(jī)交互單元515及壓力變送單元516的功能相類似，所述通信 單元617包括數(shù)據(jù)傳輸模塊(圖中未示出)，進(jìn)行本系統(tǒng)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸操作和數(shù)據(jù)的 校準(zhǔn)工作。通信單元還可以包括支持如MODBUS的通信協(xié)議的擴(kuò)展模塊及進(jìn)行4-20mA輸出 的模擬模塊，其電平可以在RS232和RS485之間切換。在本發(fā)明公開的其他實(shí)施例中，通信 單元還可以提供多種接口，比如RS-232，RS422, RS485，4_20mA等。如圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光顆粒物探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。在本發(fā) 明實(shí)施例提供的系統(tǒng)中，激光顆粒物探頭71包括樣品流通裝置711和與樣品流通裝置711 相結(jié)合的激光光路712，所述樣品流通裝置711可以控制液體樣本中顆粒物的通過數(shù)量，以 達(dá)到檢測目的。所述激光光路712調(diào)節(jié)由激光器(圖中未示出)發(fā)射的激光并使激光通過 液體樣本形成相應(yīng)的檢測信號。如圖8所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種激光信號調(diào)理單元的結(jié)構(gòu)示意圖。在本 發(fā)明實(shí)施例公開的系統(tǒng)中，激光信號調(diào)理單元81包括發(fā)射激光的激光器811、輸出端與所 述激光器811相連接的激光器驅(qū)動電路812、輸入端與液體預(yù)處理裝置(圖中未示出)的輸 出相連接的激光檢測器813、輸入端與激光檢測器813的輸出端相連接的激光信號放大電 路814及輸入端與激光信號放大電路814的輸出相連接的激光信號后期處理電路815，所述 激光信號放大電路814的另一輸出端與所述激光器驅(qū)動電路812相連接。所述激光器驅(qū)動電路812以恒定的功率驅(qū)動激光器811，并根據(jù)所述液體預(yù)處理 部分(圖中未示出)中生成的檢測信號對功率進(jìn)行調(diào)整；所述激光檢測器813對生成的檢 測信號進(jìn)行檢測，并判斷液體樣本中是否存在顆粒物，若液體樣本中沒有顆粒物，則激光檢 測器813檢測到的信號為恒定的；若液體樣本中存在顆粒物，則由于顆粒物遮擋激光而導(dǎo) 致激光檢測器檢測到的信號發(fā)生跳變；所述激光信號放大電路814對檢測信號進(jìn)行放大， 并提供反饋信號給激光器驅(qū)動電路812，該反饋信號可以表征樣品流通裝置的內(nèi)表面是否 有污垢，當(dāng)該反饋信號達(dá)到一個(gè)預(yù)定值時(shí)，說明樣品流通裝置內(nèi)表面的污垢達(dá)到最大限量， 則系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，表明樣品流通裝置內(nèi)表面的污垢會影響液體中顆粒物的檢測；所述激光 信號后期處理電路815負(fù)責(zé)產(chǎn)生一系列的參比信號，通過對比檢測信號與參比信號來區(qū)分 檢測信號的不同，通過計(jì)算得到液體樣本中顆粒物的粒徑。如圖9所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種液體中顆粒物檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。該系統(tǒng)包括液體預(yù)處理裝置91及與其相連接的電路裝置92 ；其中，所述液體預(yù)處理 裝置91包括依次相連接的堰管911、過濾器913、除氣泡裝置914及激光顆粒物探頭912，所 述電路裝置92包括電源921、微控制單元MCU922、激光信號調(diào)理單元923、PLD計(jì)數(shù)器924、 人機(jī)交互單元925、壓力變送單元926及通信單元927，其中，圖9中各單元與以上各圖中的 對應(yīng)單元的功能相一致，不再贅述。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明
6將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種液體中顆粒物檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括液體預(yù)處理裝置及與其相連接的 電路裝置；其中，所述液體預(yù)處理裝置包括堰管及與所述堰管相連接的激光顆粒物探頭，所 述電路裝置包括依次相連接的激光信號調(diào)理單元、PLD計(jì)數(shù)器及微控制單元MCU ；所述堰管采集液體樣本，并控制液體樣本的流通速度，所述激光顆粒物探頭檢測液體 樣本中的顆粒物，生成相應(yīng)的檢測信號并傳遞給所述激光信號調(diào)理單元；所述激光信號調(diào)理單元比較上述檢測信號與預(yù)置的參比信號，計(jì)算顆粒物的粒徑，并 將檢測信號輸出給PLD計(jì)數(shù)器，所述PLD計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)顆粒物的數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述液體預(yù)處理裝置還包括設(shè)置在所述堰 管與所述激光顆粒物探頭之間的過濾器，用于濾除不需檢測的顆粒物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述系統(tǒng)，其特征在于，所述液體預(yù)處理裝置還包括設(shè)置在所述 激光顆粒物探頭之前的除氣泡裝置，用于去除液體樣本中的氣泡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述激光顆粒物探頭包括樣品流通裝置和 與所述樣品流通裝置相結(jié)合的激光光路，所述樣品流通裝置控制液體樣本中顆粒物的通 過，所述激光光路調(diào)節(jié)激光并使激光通過液體樣本生成相應(yīng)的檢測信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品流通裝置的形狀為狹縫狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述激光信號調(diào)理單元包括激光器、激光 器驅(qū)動電路、激光檢測器、激光信號放大電路及激光信號后期處理電路；其中，所述激光器用于發(fā)射激光；所述激光器驅(qū)動電路以恒定功率驅(qū)動所述激光器， 并根據(jù)所述激光顆粒物探頭輸出的檢測信號對功率進(jìn)行調(diào)整；所述激光檢測器檢測上述信 號，并判斷液體樣本中是否存在顆粒物；所述激光信號放大電路對檢測信號進(jìn)行放大，并提 供反饋信號給激光器驅(qū)動電路；所述激光信號后期處理電路通過對比檢測信號與參比信 號，計(jì)算液體樣本中顆粒物的粒徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述電路裝置還包括由微控制單元MCU控制 的人機(jī)交互單元，所述人機(jī)交互單元包括用于信息輸入的鍵盤和用于顯示的顯示器件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)，其特征在于，所述電路裝置還包括壓力變送單元，所述壓 力變送單元采集液體樣品的壓力，根據(jù)液體樣品的比重及樣品流通裝置的截面積推算液體 的流通速度，并將流通速度反饋給微控制單元MCU，由微控制單元MCU將流通速度傳遞給人 機(jī)交互單元，以此指示對堰管的調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述電路裝置還包括通信單元，所述通信單 元包括用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸模塊。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種液體中顆粒物檢測系統(tǒng)，包括液體預(yù)處理裝置及與其相連接的電路裝置；其中，所述液體預(yù)處理裝置包括堰管及與所述堰管相連接的激光顆粒物探頭，所述電路裝置包括依次相連接的激光信號調(diào)理單元、PLD計(jì)數(shù)器及微控制單元MCU。對于采集到的液體樣本，該系統(tǒng)通過統(tǒng)計(jì)液體樣本中顆粒物的粒徑與數(shù)量來表征液體中含有顆粒物的程度，從而達(dá)到定量描述所測液體中顆粒物的目的，為液體的處理提供了依據(jù)。
文檔編號G01N15/14GK102004070SQ200910168180
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者葉碧柯, 葉勝枝, 崔海松 申請人:杭州綠潔水務(wù)科技有限公司