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一种便携式荧光检测设备及其控制方法 Download PDF

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林建宇
陈海宁
林雅慧
余希文
郭剑雄
余构彬
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Abstract

一种便携式荧光检测设备及其控制方法,包括控制***和外壳，所述外壳内设有内筒体，内筒体为两端开口的中空结构，内筒体与外壳之间设有循环通道，外壳底部活动装有搅拌叶片，该搅拌叶片伸入内筒体中，外壳底面装接有安装座，安装座内设有电机，电机的驱动轴安装有旋转板，搅拌叶片与旋转板之间通过磁力机构连接，外壳底面安装有与控制***连接的加热器，外壳侧壁设有与控制***连接的温度传感器、紫外线发射管和荧光接收传感器，电机与控制***连接，紫外线发射管朝向循环通道内发射紫外光线经反射后被荧光接收传感器接收。本发明操作方便，体积较小，方便携带，测量精度高。

Description

一种便携式荧光检测设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种检测设备，具体地说是一种便携式荧光检测设备及其控制方法。
背景技术
荧光剂，又名荧光增白剂，是一种荧光染料，或称为白色染料，也是一种复杂的有机化合物。它的特性是能吸收入射光线产生荧光，使所染物质获得类似荧石的闪闪发光的效应，使肉眼看到的物质很白，达到增白的效果。
荧光剂的作用是把制品吸收的不可见的紫外线辐射转变成紫蓝色的荧光辐射，与原有的黄光辐射互为补色成为白光，提高产品在日光下的白度。增白剂已经广泛应用在纺织、造纸、洗衣粉、洗衣液、肥皂、橡胶、塑料、颜料和油漆等方面。
由于荧光增白剂在吸收近紫外光(波长范围在300nm～400nm之间) 后，分子中的电子会从基态跃迁，然后在极短时间内又回到基态，同时发射出蓝色或紫色荧光(波长范围在420nm～480nm之间)。因此，在波长365nm紫外灯照射下，通过观察试样是否有明显荧光现象来定性测定试样中是否含有荧光增白剂。如果试样出现多处不连续小斑点状荧光或试样有荧光现象但不明显时，可用碱性提取液提取，然后将提取液调节为酸性，再用纱布吸附提取液中的荧光增白剂，在波长365nm紫外灯下，观察纱布是否有明显荧光现象，来确证试样中是否含有荧光增白剂。
传统检测待测物荧光剂的含量，过程复杂，需要做较多的前处理工作，环境要求苛刻，不便于便携式快速检测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种便携式荧光检测设备及其控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种便携式荧光检测设备,包括控制***和外壳，所述外壳内设有内筒体，内筒体为两端开口的中空结构，内筒体与外壳之间设有循环通道，外壳底部活动装有搅拌叶片，该搅拌叶片伸入内筒体中，外壳底面装接有安装座，安装座内设有电机，电机的驱动轴安装有旋转板，搅拌叶片与旋转板之间通过磁力机构连接，外壳底面安装有与控制***连接的加热器，外壳侧壁设有与控制***连接的温度传感器、紫外线发射管和荧光接收传感器，电机与控制***连接，紫外线发射管朝向循环通道内发射紫外光线经反射后被荧光接收传感器接收。
所述循环通道包括设在内筒体侧壁上部的上通孔、内筒体与外壳体之间的夹层通道及内筒体下端与外壳体内底面之间的下间隙，该上通孔、夹层通道及下间隙组成供液体流动的循环通道。
所述内筒体上端安装有密封盖板，该密封盖板同时遮盖着外壳上端。
所述搅拌叶片包括至少两个叶片，每个叶片的底面都安装一个叶片磁铁，并且相邻的叶片磁铁的极性相反；旋转板上设有吸附磁铁，吸附磁铁的数量与叶片磁铁的数量相同且极性对应相同。
所述旋转板具有分叶板，分叶板的数量与搅拌叶片上的叶片的数量相等。
所述外壳内底面设有转子定位块。
所述密封盖板的底面设有台阶位，壳体的上端抵顶安装在该台阶位。
所述控制***包括MCU主控模块，以及分别与该MCU主控模块连接的紫外光发射模块、荧光检测模块、加热模块、温度检测模块、转动控制模块、人机操作界面、通信接口和数据存储中心。
一种便携式荧光检测设备的控制方法，包括以下步骤：
在内筒体中加入待测样品及溶解液体，设定温度区间，加热器开始加热，使外壳的温度保持在设定温度区间内；
电机带动搅拌叶片旋转，对待测样品和溶解液体破碎搅拌形成待测液体，待测液体在循环通道内流动均匀分布；
紫外发射管发射紫外光线，当待测液体被紫外光线照射后再反射被荧光接收传感器接收读取荧光值；
将读取到的荧光值传送至控制***，与设定的荧光值进行比较分析，得到结果，并进行存储，通过多次采样检测，求取平均值，即为当前待测样品的荧光度。
所述通过温度传感器实时检测外壳温度，通过控制***控制加热器的开启、关闭或者功率的调整。
本发明利用磁力驱动搅拌叶片转动，使得整体为封闭式***，清洁方便，减少残液污染，操作方便，检测精度高。
附图说明
附图1为本发明立体结构示意图；
附图2为本发明去掉外壳和内筒体后的剖开示意图；
附图3为本发明局部剖面示意图；
附图4为本发明中搅拌叶片的仰视示意图；
附图5为本发明控制***的示意图；
附图6为本发明紫外光发射传导示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如附图1-6所示，本发明揭示了一种便携式荧光检测设备，包括控制***和外壳1，所述外壳1内设有内筒体2，内筒体2为两端开口的中空结构，内筒体2与外壳1之间设有循环通道3，外壳2底部活动装有搅拌叶片8，该搅拌叶片8伸入内筒体2中，外壳1底面装接有安装座16，安装座内设有电机12，电机12的驱动轴安装有旋转板11，搅拌叶片8与旋转板11之间通过磁力机构连接，外壳1底面安装有与控制***连接的加热器9，外壳1侧壁固定安装有与控制***连接的温度传感器7、紫外线发射管13和荧光接收传感器4，电机12与控制***连接，紫外线发射管朝向循环通道内发射紫外光线经反射后被荧光接收传感器接收,内筒体2上端安装有密封盖板6，该密封盖板6同时遮盖着外壳1上端,从而使得外壳、内筒体与密封盖板之间形成封闭式结构，不易被外界干扰。温度传感器选择安装在外壳下部位置，能够更好的检测温度。紫外发射管可设置相应的导光管或者导光件，将紫外光线引导至循环通道中能够照射在循环通道内的待测液体，然后再反射被荧光接收传感器接收，从而读取到荧光值。
所述循环通道包括设在内筒体侧壁上部的上通孔5、内筒体与外壳体之间的夹层通道及内筒体下端与外壳体内底面之间的下间隙，该上通孔、夹层通道及下间隙组成供液体流动的循环通道，待测液体从内筒体下端流动至夹层通道，再从上通孔流回到内筒体中。
所述搅拌叶片8包括四个叶片，每个叶片的底面都安装一个叶片磁铁 15，并且相邻的叶片磁铁15的极性相反，即S极、N极交替排布；旋转板 11上设有吸附磁铁10，吸附磁铁10的数量与叶片磁铁15的数量相同且极性对应相同，同样的旋转板上可设置四个分叶板，与四个叶片一一对应，根据同性相斥异性相吸的原理，带动搅拌叶片转动。利用旋转板上的吸附磁铁与叶片磁铁形成相互吸引的吸力。为了满足吸附力，选择磁力较大的磁铁。
此外，所述外壳1内底面设有转子定位块14，搅拌叶片8活动插装在该定位块14内，从而确保搅拌叶片转动时的稳定性。
所述密封盖板的底面设有台阶位，壳体的上端抵顶安装在该台阶位，提升密封性能。
另外，所述控制***包括MCU主控模块，以及分别与该MCU主控模块连接的紫外光发射模块、荧光检测模块、加热模块、温度检测模块、转动控制模块、人机操作界面、通信接口和数据存储中心，加热模块与加热器连接，加热器通常为加热丝，紫外光发射模块与紫外发射管连接，控制紫外发射管发射同等大小的紫外光。荧光检测模块则与荧光接收传感器连接，接收荧光检测数据。温度检测模块与温度传感器连接，对检测到的温度数据进行输送。转动控制模块则与电机连接，控制电机的功率、转速等参数，确保电机维持在一个设定的转速范围内。操作者可通过人机操作界面输入，同时利用通信接口与其他设备通信连接。
内筒体侧壁为实心板，只在侧壁上部设置上通孔，从而确保待测液体能够从上通孔流动。加热器引出导线与电源连接。
一种便携式荧光检测设备的控制方法，包括以下步骤：
在内筒体中加入待测样品及溶解液体，设定温度区间，加热器开始加热，使外壳的温度保持在设定温度区间内。记录待测样品重量；溶解液规格；溶解液体积。设定检测标准温度；加热丝进行加热；温度传感器实时反馈温度。
电机带动搅拌叶片旋转，对待测样品和溶解液体破碎搅拌形成待测液体，待测液体在循环通道内流动均匀分布。高速搅拌，破碎待测样品；溶解液与待测物混合均匀。
紫外发射管发射紫外光线，当待测液体被紫外光线照射后再反射被荧光接收传感器接收读取荧光值。只在一个位置设置紫外发射管和荧光接收传感器，形成单点检测。紫外光通过照射在待测液体上，待测液以均衡的固定速度旋转，在测试容器的壁上某个固定位置，均衡的采样荧光值。
将读取到的荧光值传送至控制***，与设定的荧光值进行比较分析，得到结果，并进行存储，通过多次采样检测，求取平均值，即为当前待测样品的荧光度。荧光数值的采样速率为转速的2倍以上；通过多次采样的数值进行，窗口筛选，算数求均值处理；得到的数值表征为待测样品的荧光度。
所述通过温度传感器实时检测外壳温度，通过控制***控制加热器的开启、关闭或者功率的调整。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式荧光检测设备,包括控制***和外壳，其特征在于，所述外壳内设有内筒体，内筒体为两端开口的中空结构，内筒体与外壳之间设有循环通道，外壳底部活动装有搅拌叶片，该搅拌叶片伸入内筒体中，外壳底面装接有安装座，安装座内设有电机，电机的驱动轴安装有旋转板，搅拌叶片与旋转板之间通过磁力机构连接，外壳底面安装有与控制***连接的加热器，外壳侧壁设有与控制***连接的温度传感器、紫外线发射管和荧光接收传感器，电机与控制***连接，紫外线发射管朝向循环通道内发射紫外光线经反射后被荧光接收传感器接收。
2.根据权利要求1所述的便携式荧光检测设备，其特征在于，所述循环通道包括设在内筒体侧壁上部的上通孔、内筒体与外壳体之间的夹层通道及内筒体下端与外壳体内底面之间的下间隙，该上通孔、夹层通道及下间隙组成供液体流动的循环通道。
3.根据权利要求2所述的便携式荧光检测设备，其特征在于，所述内筒体上端安装有密封盖板，该密封盖板同时遮盖着外壳上端。
4.根据权利要求3所述的便携式荧光检测设备，其特征在于，所述搅拌叶片包括至少两个叶片，每个叶片的底面都安装一个叶片磁铁，并且相邻的叶片磁铁的极性相反；旋转板上设有吸附磁铁，吸附磁铁的数量与叶片磁铁的数量相同且极性对应相同。
5.根据权利要求4所述的便携式荧光检测设备，其特征在于，所述旋转板具有分叶板，分叶板的数量与搅拌叶片上的叶片的数量相等。
6.根据权利要求5所述的便携式荧光检测设备，其特征在于，所述外壳内底面设有转子定位块。
7.根据权利要求6所述的便携式荧光检测设备，其特征在于，所述密封盖板的底面设有台阶位，壳体的上端抵顶安装在该台阶位。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的便携式荧光检测设备，其特征在于，所述控制***包括MCU主控模块，以及分别与该MCU主控模块连接的紫外光发射模块、荧光检测模块、加热模块、温度检测模块、转动控制模块、人机操作界面、通信接口和数据存储中心。
9.一种便携式荧光检测设备的控制方法，包括以下步骤：
在内筒体中加入待测样品及溶解液体，设定温度区间，加热器开始加热，使外壳的温度保持在设定温度区间内；
电机带动搅拌叶片旋转，对待测样品和溶解液体破碎搅拌形成待测液体，待测液体在循环通道内流动均匀分布；
紫外发射管发射紫外光线，当待测液体被紫外光线照射后再反射被荧光接收传感器接收读取荧光值；
将读取到的荧光值传送至控制***，与设定的荧光值进行比较分析，得到结果，并进行存储，通过多次采样检测，求取平均值，即为当前待测样品的荧光度。
10.根据权利要求9所述的便携式荧光检测设备的控制方法，其特征在于，所述通过温度传感器实时检测外壳温度，通过控制***控制加热器的开启、关闭或者功率的调整。
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