CN102004070B - 一种液体中颗粒物检测*** - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种液体中颗粒物检测***，包括：液体预处理装置及与其相连接的电路装置；其中，所述液体预处理装置包括堰管及与所述堰管相连接的激光颗粒物探头，所述电路装置包括依次相连接的激光信号调理单元、PLD计数器及微控制单元MCU。对于采集到的液体样本，该***通过统计液体样本中颗粒物的粒径与数量来表征液体中含有颗粒物的程度，从而达到定量描述所测液体中颗粒物的目的，为液体的处理提供了依据。
Description
技术领域
本发明涉及液体处理技术领域，更具体地说涉及一种液体中颗粒物检测***。
背景技术
在工业生产和日常生活中，经常需要对生产或者生活中的各种液体进行处理和使用。但是这些液体中往往存在很多粒径大小不同的杂质或者颗粒，为了不影响液体的处理和使用过程，需要对这些液体进行悬浮物检测，通过悬浮物检测为这些液体的处理和使用提供良好的依据。
当前，对液体尤其是水的检测是通过浊度这一指标来表征的。所谓浊度，是指水体中悬浮物使光发生散射及吸收光学性质的程度，简单的说就是表示水体对光在90度的散射和吸收的强度。
然而，浊度只是通过光穿过液体时的散射和被吸收程度来笼统的表征液体中悬浮物的含量，不能对液体中悬浮物做出定量的描述，因而不能为液体的处理和使用提供很好的依据。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液体中颗粒物检测***，用以对液体中颗粒物的大小及数量进行检测，从而实现对液体中的颗粒物做出定量描述的目的。
为实现上述目的，本发明提供了一种液体中颗粒物检测***，具体来说是这样实现的：
一种液体中颗粒物检测***，包括：液体预处理装置及与其相连接的电路装置；其中，所述液体预处理装置包括堰管及与所述堰管相连接的激光颗粒物探头，所述电路装置包括依次相连接的激光信号调理单元、PLD计数器及微控制单元MCU；
所述堰管采集液体样本，并控制液体样本的流通速度，所述激光颗粒物探头检测液体样本中的颗粒物，生成相应的检测信号并传递给所述激光信号调理单元，具体的，所述激光颗粒物探头包括样品流通装置和与所述样品流通装置相结合的激光光路，所述样品流通装置的形状为狭缝状，用于控制液体样本中颗粒物的通过，所述激光光路调节激光并使激光通过液体样本生成相应的检测信号，当液体样本中存在颗粒物时，由于所述颗粒物遮挡所述激光而导致所述检测信号发生跳变；
所述激光信号调理单元比较上述检测信号与预置的参比信号，计算颗粒物的粒径，并将检测信号输出给PLD计数器，所述PLD计数器统计颗粒物的数量。
优选的，所述液体预处理装置还包括设置在所述堰管与所述激光颗粒物探头之间的过滤器，用于滤除不需检测的颗粒物。
优选的，所述液体预处理装置还包括设置在所述激光颗粒物探头之前的除气泡装置，用于去除液体样本中的气泡。
优选的，所述激光信号调理单元包括：激光器、激光器驱动电路、激光检测器、激光信号放大电路及激光信号后期处理电路；
其中，所述激光器用于发射激光；所述激光器驱动电路以恒定功率驱动所述激光器，并根据所述激光颗粒物探头输出的检测信号对功率进行调整；所述激光检测器检测上述信号，并判断液体样本中是否存在颗粒物；所述激光信号放大电路对检测信号进行放大，并提供反馈信号给激光器驱动电路；所述激光信号后期处理电路通过对比检测信号与参比信号，计算液体样本中颗粒物的粒径。
优选的，所述电路装置还包括由微控制单元MCU控制的人机交互单元，所述人机交互单元包括用于信息输入的键盘和用于显示的显示器件。
优选的，所述电路装置还包括压力变送单元，所述压力变送单元采集液体样品的压力，根据液体样品的比重及样品流通装置的截面积推算液体的流通速度，并将流通速度反馈给微控制单元MCU，由微控制单元MCU将流通速度传递给人机交互单元，以此指示对堰管的调节。
优选的，所述电路装置还包括通信单元，所述通信单元包括用于进行数据传输的数据传输模块。
通过上述技术方案可知，与现有技术相比，本发明实施例中，对于采集到的液体样本，通过检测液体样本中颗粒物的粒径与数量，来表征液体中含有颗粒物的程度，从而达到定量描述所测液体中颗粒物的目的，为液体的处理提供了依据。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种液体中颗粒物检测***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种液体预处理装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种液体预处理装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电路装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种电路装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种电路装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种激光颗粒物探头的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种激光信号调理单元的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种液体中颗粒物检测***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够清楚理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例提供的一种液体中颗粒物检测***的结构示意图。该***包括：液体预处理装置11及与其相连接的电路装置12；其中，所述液体预处理装置11包括堰管111及与所述堰管相连接的激光颗粒物探头112，所述电路装置12包括电源121、微控制单元MCU122、激光信号调理单元123及与所述微控制单元MCU122和所述激光信号调理单元123相连接的PLD计数器124。
对液体中的颗粒物进行检测时，液体预处理装置11中的堰管111首先采集液体样本，并调节液体样本的流通速度，将液体样本以一定的速度传送给激光颗粒物探头112，激光颗粒物探头112使激光通过液体样本生成检测信号并传递给电路装置12中的激光信号调理单元123；在电源121的供电前提下，激光信号调理单元123对接收到的检测信号进行检测和处理后，通过比较处理后的检测信号与参比信号，计算获得颗粒物的粒径，并输出处理后的检测信号给PLD计数器124，所述PLD计数器124在微控制单元MCU122的控制下，统计所述激光信号调理单元123输出的各种检测信号的数量。由于该***对液体中颗粒物进行检测时，可以获取到颗粒物的粒径及数量，从而实现了对液体中颗粒物的定量描述，为液体处理提供了依据。
如图2所示，为本发明实施例提供的一种液体预处理装置的结构示意图。在其他实施例公开的***中，液体预处理装置21包括堰管211、激光颗粒物探头212及设置在堰管211与激光颗粒物探头212之间的过滤器213，其中，堰管211和激光颗粒物探头212与上述堰管111和激光颗粒物探头112的功能相类似，所述过滤器213对堰管211采集到的液体样本进行过滤，滤除掉不需要检测的颗粒物，之后，传递给激光颗粒物探头212。
如图3所示，为本发明实施例提供的另一种液体预处理装置的结构示意图。在其他实施例提供的***中，液体预处理装置31包括堰管311、激光颗粒物探头312、过滤器313及设置在过滤器313与激光颗粒物探头312之间的除气泡装置314，其中堰管311、激光颗粒物探头312和过滤器313与上述堰管211、激光颗粒物探头212和过滤器213的功能相类似，所述除气泡装置314去除液体样本中产生的气泡，从而防止由于气泡进入样品流通装置而导致误检测。
如图4所示，为本发明实施例提供的一种电路装置的结构示意图。在其他实施例公开的***中，电路装置41包括电源411、微控制单元MCU412、激光信号调理单元413、PLD计数器414及与微控制单元MCU512相连接的人机交互单元415，其中，电源411、微控制单元MCU412、激光信号调理单元413及PLD计数器414与上述电源121、微控制单元MCU122、激光信号调理单元123及PLD计数器124的功能相类似，所述人机交互单元415包括键盘部分和显示部分（图中未示出），所述键盘部分可以进行***的设置及颗粒物通道切换等操作，所述显示部分显示各通道的颗粒物的数量、流量及各种报警等信息。
如图5所示，为本发明实施例提供的另一种电路装置的结构示意图。在其他实施例公开的***中，电路装置51包括电源511、微控制单元MCU512、激光信号调理单元513、PLD计数器514、人机交互单元515及输出端与微控制单元MCU412相连接和输入端与液体预处理部分（图中未示出）相连接的压力变送单元516。其中，电源511、微控制单元MCU512、激光信号调理单元513、PLD计数器514及人机交互单元515与上述电源411、微控制单元MCU412、激光信号调理单元413、PLD计数器414及人机交互单元415的功能相类似，所述压力变送单元516在液体预处理装置处采集到液体的压力，根据液体的比重及样品流通装置的截面积，推算出液体样本当前的流通速度，并将当前的流通速度反馈给微控制单元MCU512，由微控制单元MCU512将当前的流通速度传递给人机交互单元515，以此来指示是否需要手动调节液体预处理装置的堰管（图中未示出），致使流通速度达到预设值。由此保证液体样本能够以一定的速度在样品流通装置中流通。
如图6所示，为本发明实施例提供的另一种电路装置的结构示意图。在其他实施例公开的***中，电路装置61包括电源611、微控制单元MCU612、激光信号调理单元613、PLD计数器614、人机交互单元615、压力变送单元616及与微控制单元MCU612相连接的通信单元617。其中，电源611、微控制单元MCU612、激光信号调理单元613、PLD计数器614、人机交互单元615及压力变送单元616与上述电源511、微控制单元MCU512、激光信号调理单元513、PLD计数器514、人机交互单元515及压力变送单元516的功能相类似，所述通信单元617包括数据传输模块（图中未示出），进行本***与上位机的数据传输操作和数据的校准工作。通信单元还可以包括支持如MODBUS的通信协议的扩展模块及进行4-20mA输出的模拟模块，其电平可以在RS232和RS485之间切换。在本发明公开的其他实施例中，通信单元还可以提供多种接口，比如RS-232，RS422，RS485，4-20mA等。
如图7所示，为本发明实施例提供的一种激光颗粒物探头的结构示意图。在本发明实施例提供的***中，激光颗粒物探头71包括样品流通装置711和与样品流通装置711相结合的激光光路712，所述样品流通装置711可以控制液体样本中颗粒物的通过数量，以达到检测目的。所述激光光路712调节由激光器（图中未示出）发射的激光并使激光通过液体样本形成相应的检测信号。
如图8所示，为本发明实施例提供的一种激光信号调理单元的结构示意图。在本发明实施例公开的***中，激光信号调理单元81包括：发射激光的激光器811、输出端与所述激光器811相连接的激光器驱动电路812、输入端与液体预处理装置（图中未示出）的输出相连接的激光检测器813、输入端与激光检测器813的输出端相连接的激光信号放大电路814及输入端与激光信号放大电路814的输出相连接的激光信号后期处理电路815，所述激光信号放大电路814的另一输出端与所述激光器驱动电路812相连接。
所述激光器驱动电路812以恒定的功率驱动激光器811，并根据所述液体预处理部分（图中未示出）中生成的检测信号对功率进行调整；所述激光检测器813对生成的检测信号进行检测，并判断液体样本中是否存在颗粒物，若液体样本中没有颗粒物，则激光检测器813检测到的信号为恒定的；若液体样本中存在颗粒物，则由于颗粒物遮挡激光而导致激光检测器检测到的信号发生跳变；所述激光信号放大电路814对检测信号进行放大，并提供反馈信号给激光器驱动电路812，该反馈信号可以表征样品流通装置的内表面是否有污垢，当该反馈信号达到一个预定值时，说明样品流通装置内表面的污垢达到最大限量，则***发出报警，表明样品流通装置内表面的污垢会影响液体中颗粒物的检测；所述激光信号后期处理电路815负责产生一系列的参比信号，通过对比检测信号与参比信号来区分检测信号的不同，通过计算得到液体样本中颗粒物的粒径。
如图9所示，为本发明实施例提供的另一种液体中颗粒物检测***的结构示意图。该***包括：液体预处理装置91及与其相连接的电路装置92；其中，所述液体预处理装置91包括依次相连接的堰管911、过滤器913、除气泡装置914及激光颗粒物探头912，所述电路装置92包括电源921、微控制单元MCU922、激光信号调理单元923、PLD计数器924、人机交互单元925、压力变送单元926及通信单元927，其中，图9中各单元与以上各图中的对应单元的功能相一致，不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种液体中颗粒物检测***，其特征在于，包括：液体预处理装置及与其相连接的电路装置；其中，所述液体预处理装置包括堰管及与所述堰管相连接的激光颗粒物探头，所述电路装置包括依次相连接的激光信号调理单元、PLD计数器及微控制单元MCU；
所述堰管采集液体样本，并控制液体样本的流通速度，所述激光颗粒物探头检测液体样本中的颗粒物，生成相应的检测信号并传递给所述激光信号调理单元，具体的，所述激光颗粒物探头包括样品流通装置和与所述样品流通装置相结合的激光光路，所述样品流通装置的形状为狭缝状，用于控制液体样本中颗粒物的通过，所述激光光路调节激光并使激光通过液体样本生成相应的检测信号，当液体样本中存在颗粒物时，由于所述颗粒物遮挡所述激光而导致所述检测信号发生跳变；
所述激光信号调理单元比较上述检测信号与预置的参比信号，计算颗粒物的粒径，并将检测信号输出给PLD计数器，所述PLD计数器统计颗粒物的数量。
2.根据权利要求1所述***，其特征在于，所述液体预处理装置还包括设置在所述堰管与所述激光颗粒物探头之间的过滤器，用于滤除不需检测的颗粒物。
3.根据权利要求1或2所述***，其特征在于，所述液体预处理装置还包括设置在所述激光颗粒物探头之前的除气泡装置，用于去除液体样本中的气泡。
4.根据权利要求1所述***，其特征在于，所述激光信号调理单元包括：激光器、激光器驱动电路、激光检测器、激光信号放大电路及激光信号后期处理电路；
其中，所述激光器用于发射激光；所述激光器驱动电路以恒定功率驱动所述激光器，并根据所述激光颗粒物探头输出的检测信号对功率进行调整；所述激光检测器检测上述信号，并判断液体样本中是否存在颗粒物；所述激光信号放大电路对检测信号进行放大，并提供反馈信号给激光器驱动电路；所述激光信号后期处理电路通过对比检测信号与参比信号，计算液体样本中颗粒物的粒径。
5.根据权利要求1所述***，其特征在于，所述电路装置还包括由微控制单元MCU控制的人机交互单元，所述人机交互单元包括用于信息输入的键盘和用于显示的显示器件。
6.根据权利要求5所述***，其特征在于，所述电路装置还包括压力变送单元，所述压力变送单元采集液体样品的压力，根据液体样品的比重及样品流通装置的截面积推算液体的流通速度，并将流通速度反馈给微控制单元MCU，由微控制单元MCU将流通速度传递给人机交互单元，以此指示对堰管的调节。
7.根据权利要求1所述***，其特征在于，所述电路装置还包括通信单元，所述通信单元包括用于进行数据传输的数据传输模块。
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Denomination of invention: Detection system of particles in liquid Effective date of registration: 20180927 Granted publication date: 20130814 Pledgee: Hangzhou United Rural Commercial Bank Limited by Share Ltd. Cambridge branch Pledgor: HANGZHOU GREAN WATER SCIENCE & TECHNOLOGY INC. Registration number: 2018330000298 |
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Address after: 311100 Room 101, Building 1, Luting Road, Cangqian Street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Hangzhou Lujie Environmental Science and Technology Co.,Ltd. Address before: Hangzhou City, Zhejiang Province, Gongshu District Cambridge Park Kang King Road No. 18 Patentee before: HANGZHOU GREAN WATER SCIENCE & TECHNOLOGY INC. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 311100 Room 101, Building 1, Luting Road, Cangqian Street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Hangzhou Lvjie Technology Co.,Ltd. Address before: 311100 Room 101, Building 1, Luting Road, Cangqian Street, Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee before: Hangzhou Lujie Environmental Science and Technology Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Date of cancellation: 20230517 Granted publication date: 20130814 Pledgee: Hangzhou United Rural Commercial Bank Limited by Share Ltd. Cambridge branch Pledgor: HANGZHOU GREAN WATER SCIENCE & TECHNOLOGY Inc. Registration number: 2018330000298 |
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