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專利名稱：一種用于液體成分分析的儀器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及檢測工具領域，尤其涉及一種用于液體成分分析的儀器。
背景技術：
液體成分快速分析技術是汽柴油、食用油、奶制品、飲料等液體類商品在收購、生產、儲運、消費環節迫切需要解決的關鍵快檢技術，近紅外光譜分析方法因其快速、準確、高效的特點，可滿足日常液體成分分析的快檢要求。目前，在液體成分近紅外快檢技術的研究和應用上，一般都采用實驗室近紅外分析儀開展工作，如丹麥Foss公司生產的BioFoss分析儀，瑞典Perten公司生產的DA7300型分析儀，美國PE公司生產的Spectrum ONE NTS傅里葉變換近紅外分析儀和德國Bruker生產的MPA傅里葉變換近紅外分析儀，這些儀器均體積較大，功耗大、質量超過5KG，攜帶不方便，無法適應現場快檢要求。中國專利公開號CN2604686，
公開日是2004年2月25日，名稱為“一種用于牛奶快速成分分析的儀器”的方案中公開了一種用于牛奶快速成分分析的儀器。它包括:AT89C52單片機，由液晶顯示器、按鍵、RS232標準接口組成的人機接口，EEPROM存儲單元，液泵，由超聲波探頭、溫度控制電路、振蕩電路、功放電路、閾值檢測電路組成的檢測系統。液晶顯示器、按鍵通過輸入/輸出接口、標準接口通過串行接口與單片機連接；存儲單元為程序和固定參數的存放；中央處理器CPU控制振蕩電路產生等幅脈沖波，經功放電路放大后接超聲波探頭的發射端，超聲波探頭的接收端經閾值檢測電路其比較輸出反饋信號經振蕩電路接中央處理器CPU;超聲波探頭包括外面繞有加熱線圈、兩端面裝有壓電晶體及兩端開有進、出口管道的檢測管，壓電晶體的兩側分別經引線一端接功放電路、另一端與閾值比較電路連接，加熱線圈組成加熱回路后接溫度控制電路。不足之處在于，這種用于牛奶快速成分分析的儀器，由于采用振蕩電路和放大電路產生一定頻率的超聲波來對液體成分進行分析，體積大、笨重、攜帶不方便，無法適應現場檢查中對液體成分分析的快檢要求，并且結構復雜，成本較高。

實用新型內容本實用新型是為了解決現有液體成分分析儀器，由于采用振蕩電路和放大電路產生一定頻率的超聲波來對液體成分進行分析，體積大、笨重、攜帶不方便，無法適應現場檢查中對液體成分分析的快檢要求，并且結構復雜，成本較高的這些不足，提供一種測量精度可靠、結構簡單、成本低、體積小、重量輕、攜帶方便，能適應現場快檢要求的一種用于液體成分分析的儀器。為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:—種用于液體成分分析的儀器，包括:溫控單元、光源、控溫槽、階梯鍍膜濾光片、線陣感光探測器、殼體、數據采集器、控制器、分析單元，在所述殼體內設有光路腔，所述控溫槽設置在所述光路腔中且與所述光路腔垂直相交，所述控溫槽的內腔與所述光路腔相通，且所述控溫槽的開口朝上，所述溫控單元設在所述控溫槽上，在所述控溫槽內設有盛放被測液體的透明器皿，所述光源設在所述控溫槽左側的光路腔內，所述階梯鍍膜濾光片設在所述控溫槽右側的光路腔內，所述線陣感光探測器設在所述階梯鍍膜濾光片的右側，所述線陣感光探測器與所述數據采集器連接，所述數據采集器、所述溫控單元、所述分析單元均與所述控制器連接。光源的第一段光從透明盛液器皿的左側射入到透明盛液器皿中，并且第一段光穿過被測液體后從透明盛液器皿的右側射出形成第二段光，第二段光從階梯鍍膜濾光片的左側入射到階梯鍍膜濾光片上，然后從階梯鍍膜濾光片的右側射出形成第三段光。由于第二段光與第一段光是不同的，第二段光是攜帶有被測液體的一些液體成分信號光譜，因此，階梯鍍膜濾光片的若干條形鍍膜把第二段光的液體成分信號光譜分成了若干份，并且每一份信號光譜都反應了被測液體的不同成分。經過階梯鍍膜濾光片的條形鍍膜過濾后的第三段光被線陣感光探測器接收，線陣感光探測器把接收到的各個信號光譜轉換為對應的光譜電信號。在控制器的指令下，該光譜電信號通過光譜信號采集線傳給數據采集器，控制器就把數據采集器中的光譜電信號傳給分析單元進行分析，分析單元根據光譜化學計量學分析方法，通過對傳送過來的光譜電信號進行分析，從而獲知所被測液體的化學成分含量，并把結果通過顯示器等顯示出來。作為優選，所述階梯鍍膜濾光片包括若干個條形鍍膜(91)，且每個條形鍍膜只允許通過預設波長的光。可定制的階梯鍍膜濾光片方便靈活，適合不同被測液體的成分測試要求。作為優選，所述線陣感光探測器與所述階梯鍍膜濾光片之間的間距小于5mm。小于5mm的距離，使光損失小，采樣效果好。作為優選，在所述控溫槽的內壁內設有溫度傳感器，并且所述溫度傳感器與所述控制器連接。在數據采集器采集光譜電信號的同時，溫度傳感器也把采集到的溫度信號一起傳給分析單元，分析后使其結果能顯示出被測液體是在多少溫度下進行的分析，便于被測液體成分分析量的參考。作為優選，所述溫控單元設置為緊貼所述控溫槽的下表面。加熱控溫效果好，測量準確性高。作為優選，所述溫控單元的控溫誤差小于0.5攝氏度。作為優選，還包括存儲器，所述存儲器與控制器連接。存儲器便于對光譜電信號數據進行保存，控制器就把數據采集器中的光譜電信號存儲到存儲器中，并且在數據采集器采集光譜電信號的同時，溫度傳感器也把采集到的溫度信號存儲到存儲器中，若要對液體進行分析，存儲在存儲器中的光譜電信號在控制器的指令下可以隨時取用，使用比較方便。作為優選，所述的分析單元為計算機或手持智能終端。計算機是一種比較普及是辦公用品，使用計算機作為分析單元，不僅節省成本，而且使用很方便。手持智能終端作為便攜分析單元，方便現場檢測。作為優選，還包括通信接口，所述通信接口與所述控制器連接。通信接口使得該儀器與外圍設備的連接變得簡單方便，能夠增強該設備使用過程中的方便性和擴展性。作為優選，所述光源含有近紅外光。近紅外光譜對液體分子的結構和化學鍵的分析具有快速高效的效果，液體分子中的某些基團或化學鍵在不同化合物中所對應的譜帶波數基本上是固定的或只在小波段范圍內變化，因此許多液體例如甲基、亞甲基、羰基，氰基，羥基，胺基等在近紅外光譜中都有特征吸收，通過近紅外光譜測定，就可以快速判定被測液體中存在哪些化學成分。近紅外光譜分析法能夠充分滿足日常液體成分分析的快檢要求。本實用新型能夠達到如下效果:通過本方案，由于采用近紅外光譜分析方法和階梯鍍膜濾光片，使得儀器的體積變得較小，大大減輕了液體成分分析儀器的重量，便于攜帶，使在日常的現場檢查中，對液體成分分析變得方便、快速和簡單。而且該儀器的測量精度可靠，結構簡單，成本低，能適應液體成分分析的現場快檢要求，具有較好的實用性。

圖1是本實用新型的一種結構示意圖。圖2是本實用新型的階梯鍍膜濾光片的一種結構示意圖。圖3是本實用新型的一種電路連接原理框圖。圖中:溫度傳感器1、溫控單元2、殼體3、光源4、第一段光5、控溫槽6、透明盛液器M 7、第二段光8、階梯鍍膜濾光片9、第三段光10、線陣感光探測器11、光譜信號采集線12、數據采集器13、通信接口 14、光路腔15、控制器16、存儲器17、分析單元18，條形鍍膜91。
具體實施方式
下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。實施例:一種用于液體成分分析的儀器，如圖1、圖3所示，包括:溫控單元2、殼體
3、光源4、控溫槽6、階梯鍍膜濾光片9、線陣感光探測器11、數據采集器13、通信接口 14、控制器16、存儲器17、分析單元18，在殼體內設有光路腔15，控溫槽設置在光路腔中且與光路腔垂直相交，控溫槽的內腔與光路腔相通，且控溫槽的開口朝上。溫控單元設在控溫槽上，且溫控單元設置為緊貼控溫槽的下表面，溫控單元的控溫誤差小于0.5攝氏度。在控溫槽內設有盛放被測液體的透明器皿7，在控溫槽的內壁內設有溫度傳感器I。光源設在控溫槽左側的光路腔內，階梯鍍膜濾光片設在控溫槽右側的光路腔內，且階梯鍍膜濾光片包括若干個可通過不同波長光譜的條形鍍膜91。線陣感光探測器設在階梯鍍膜濾光片的右側，且線陣感光探測器與階梯鍍膜濾光片之間的間距小于5mm，小于5mm的距離，使光損失小，采樣效果好。線陣感光探測器與數據采集器連接，本實施例的分析單元為計算機或手持智能終端，本實施例的光源含有近紅外光。數據采集器、溫控單元、分析單元、溫度傳感器、存儲器、通信接口均與控制器連接。階梯鍍膜濾光片為可定制的階梯鍍膜濾光片。可定制的階梯鍍膜濾光片方便靈活，適合不同被測液體的成分測試要求。使用時，把被測試的液體倒入透明盛液器皿中，然后把透明盛液器皿插入控溫槽中。在控制器的指令下，打開溫控單元，讓溫控單元進行加溫或降溫作業，溫控單元主要作用是保持被測液體溫度穩定，是加溫還是降溫要根據被測液體的特性和當初建樣品模型的溫度要求來定。比如本實施例是對被測液體進行加熱穩定到50攝氏度正負0.5攝氏度，那么就讓溫控單元進行加熱到50攝氏度后進行保溫作業。當溫控單元加熱到設定的溫度后，光源4的第一段光5就從透明盛液器皿的左側射入到透明盛液器皿中，并且第一段光穿過被測液體后從透明盛液器皿的右側射出形成第二段光8，第二段光從階梯鍍膜濾光片的左側入射到階梯鍍膜濾光片上，然后從階梯鍍膜濾光片的右側射出形成第三段光10。如圖2所示，由于第二段光與第一段光是不同的，第二段光是攜帶有被測液體的一些液體成分信號光譜，因此，階梯鍍膜濾光片的若干條形鍍膜91把第二段光的液體成分信號光譜分成了若干份，并且每一份信號光譜都反應了被測液體的不同成分。經過階梯鍍膜濾光片的條形鍍膜過濾后的第三段光被線陣感光探測器接收，線陣感光探測器把接收到的各個信號光譜轉換為對應的光譜電信號。在控制器的指令下，該光譜電信號通過光譜信號采集線12傳給數據采集器，控制器就把數據采集器中的光譜電信號存儲到存儲器中。并且在數據采集器采集光譜電信號的同時，溫度傳感器也把采集到的溫度信號存儲到存儲器中。若要對液體進行分析，存儲在存儲器中的光譜電信號在控制器的指令下傳給分析單元進行分析，分析單元根據光譜化學計量學分析方法，通過對傳送過來的光譜電信號進行分析，從而獲知所被測液體的化學成分含量。并把結果通過顯示器等顯示出來。還能顯示出是在多少溫度下進行的分析。本實施例的光源采用近紅外光譜光源。分析單元可以是計算機或手持智能終端設備，也可以是其它分析設備。計算機可以通過連接在控制器上的通信接口與該儀器連接。通信接口可以是有線的，也可以是無線的，如USB接口、藍牙接口等。本實施例由于采用近紅外光譜分析方法和階梯鍍膜濾光片，使得儀器的體積變得較小，大大減輕了液體成分分析儀器的重量，便于攜帶，使在日常的現場檢查中，對液體成分分析變得方便、快速和簡單。而且該儀器的測量精度可靠，結構簡單，成本低，能適應液體成分分析的現場快檢要求，具有較好的實用性。上面結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但實現時不受上述實施例限制，本領域普通技術人員可以在所附權利要求的范圍內做出各種變化或修改。
權利要求1.一種用于液體成分分析的儀器，包括:溫控單元(2)、光源(4)、控溫槽(6)、階梯鍍膜濾光片(9)、線陣感光探測器(11)、殼體(3)、數據采集器(13)、控制器(16)、分析單元(18)，其特征在于，在所述殼體內設有光路腔(15)，所述控溫槽設置在所述光路腔中且與所述光路腔垂直相交，所述控溫槽的內腔與所述光路腔相通，且所述控溫槽的開口朝上，所述溫控單元設在所述控溫槽上，在所述控溫槽內設有盛放被測液體的透明器皿(7 )，所述光源設在所述控溫槽左側的光路腔內，所述階梯鍍膜濾光片設在所述控溫槽右側的光路腔內，所述線陣感光探測器設在所述階梯鍍膜濾光片的右側，所述線陣感光探測器與所述數據采集器連接，所述數據采集器、所述溫控單元、所述分析單元均與所述控制器連接。
2.根據權利要求1所述的用于液體成分分析的儀器，其特征在于，所述階梯鍍膜濾光片包括若干個條形鍍膜(91)，且每個條形鍍膜只允許通過預設波長的光。
3.根據權利要求1所述的用于液體成分分析的儀器，其特征在于，所述線陣感光探測器與所述階梯鍍膜濾光片之間的間距小于5_。
4.根據權利要求1所述的用于液體成分分析的儀器，其特征在于，在所述控溫槽的內壁內設有溫度傳感器(I)，并且所述溫度傳感器與所述控制器連接。
5.根據權利要求1所述的用于液體成分分析的儀器，其特征在于，所述溫控單元設置為緊貼所述控溫槽的下表面。
6.根據權利要求5所述的用于液體成分分析的儀器，其特征在于，所述溫控單元的控溫誤差小于0.5攝氏度。
7.根據權利要求1所述的用于液體成分分析的儀器，其特征在于，還包括存儲器(17)，所述存儲器與控制器連接。
8.根據權利要求1所述的用于液體成分分析的儀器，其特征在于，所述的分析單元為計算機或手持智能終端。
9.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7或8中任一項所述的用于液體成分分析的儀器，其特征在于，還包括通信接口( 14)，所述通信接口與所述控制器連接。
10.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7或8中任一項所述的用于液體成分分析的儀器，其特征在于，所述光源含有近紅外光。
專利摘要本實用新型公開了一種用于液體成分分析的儀器，屬于檢測工具領域，意在提供一種體積小、攜帶方便，能適應現場快檢要求的一種用于液體成分分析的儀器。在殼體內設有一個光路腔，在光路腔上設有一個與光路腔垂直相交的控溫槽，且控溫槽的開口朝上，控溫槽的內腔與光路腔相通，在控溫槽上設有溫控單元，在控溫槽內設有透明盛液器皿，在控溫槽左側的光路腔內設有光源，在控溫槽右側的光路腔內設有階梯鍍膜濾光片，在階梯鍍膜濾光片的右側設有線陣感光探測器，線陣感光探測器與數據采集器連接，數據采集器、溫控單元、分析單元均與控制器連接。本實用新型主要用在液體成分分析技術中。
文檔編號G01N21/35GK203011831SQ20122071511
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者陳智鋒 申請人:陳智鋒