CN111521569A - 一种多光源旋转比色管比色装置及其测定方法 - Google Patents

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CN111521569A CN202010395074.5A CN202010395074A CN111521569A CN 111521569 A CN111521569 A CN 111521569A CN 202010395074 A CN202010395074 A CN 202010395074A CN 111521569 A CN111521569 A CN 111521569A
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Abstract

本发明公开了一种多光源旋转比色管比色装置及其测定方法，其中，包括底部固定板、滤光旋转盘电机、电机支撑架、滤光旋转盘、比色管、防尘导光罩、比色装置、齿轮电机固定支架和齿轮驱动电机，所述电机支撑架、防尘导光罩和比色装置均固定安装在底部固定板上；LED组合光源内的LED光源为多个固定波长，可实现自动切换；滤光旋转盘内的滤光片为多个固定波长，可实现自动切换；比色管旋转后，可提高数据采集的范围，为后续数据处理提供更多样本，降低测定时对比色管的要求，减少比色管壁磨损或比色管厚度不均匀对测定数据造成的影响；本发明结构简单，操作方便，值得推广。

Description

一种多光源旋转比色管比色装置及其测定方法
技术领域
本发明涉及一种水质测定技术，具体涉及一种多光源旋转比色管比色装置及其测定方法。
背景技术
由于近年来，水质快速测定仪器的普及，仪器从最早预装的皿比色也更换为管比色，管比色有着消解比色一体的优势，所以被众多用户和厂商认可，同时管比色也带来一些非常显著的弊端，那就是比色管管壁厚度不均匀，和容易划伤、磨损的缺陷，均会对测定数据造成极大的干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多光源旋转比色管比色装置及其测定方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多光源旋转比色管比色装置及其测定方法，其中，包括底部固定板、滤光旋转盘电机、电机支撑架、滤光旋转盘、比色管、防尘导光罩、比色装置、齿轮电机固定支架和齿轮驱动电机，所述电机支撑架、防尘导光罩和比色装置均固定安装在底部固定板上，所述滤光旋转盘电机固定安装在电机支撑架的一侧，所述电机支撑架远离滤光旋转盘电机的一侧安装有滤光旋转盘，所述防尘导光罩罩设在滤光旋转盘的一侧，且所述防尘导光罩的一侧与电机支撑架相接触，将滤光旋转盘包围；所述比色装置安装在防尘导光罩远离电机支撑架的一侧，且所述防尘导光罩上设置有光通道，光通道贯穿比色装置一侧并延伸至内部；
上述比色装置远离防尘导光罩的一侧设置有凸透镜；所述比色装置顶部固定安装有齿轮电机固定支架，所述齿轮电机固定支架的一侧固定安装有齿轮驱动电机，所述齿轮驱动电机上端设置有小齿轮；所述齿轮电机固定支架的上端安装有与小齿轮相互齿合的大齿轮，所述大齿轮内侧固定安装有用来夹持比色管的弹簧珠，且所述比色管夹持在大齿轮中并竖向贯穿齿轮电机固定支架，并延伸至比色装置内部；所述大齿轮上端设置有防止齿轮突起的齿轮盖板。
优选的，所述滤光旋转盘内安装有多个滤光片。
优选的，所述电机支撑架上与滤光旋转盘电机同侧的水平位置上设置有感应滤光旋转盘的实时位置和校正滤光旋转盘位置的位置感应器。
优选的，所述电机支撑架上与滤光旋转盘电机同侧的正下端固定安装有 LED组合光源。
优选的，所述凸透镜远离比色装置的一侧设置有接收器，且所述接收器固定安装在比色装置的一侧。
优选的，所述LED组合光源、凸透镜和接收器在同一水平面。
一种多光源旋转比色管比色装置的测定方法，其中，包括以下步骤：
S1：首先将待测水溶液置于比色管中；
S2：将S1中的比色管夹持在大齿轮中；
S3：开启测定命令，滤光旋转盘进行复位；
S4：通过LED组合光源选择波长为α的光源，LED组合光源发出的光束与滤光旋转盘内的滤光片通过波长进行配比；
S5：光束从LED组合光源的一端发出依次通过滤光片和光通道到达比色管，光束穿过比色管后通过凸透镜的聚焦形成光点传输到接收器中得到一组数据，通过比色管每转动β°分别得到数据为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、......an；
S6：根据上述步骤中得到的数据，去掉最大值和最小值，取平均值。
有益效果：与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.单个通道内，LED组合光源内的LED光源为多个固定波长，可实现自动切换；
2.单个通道内，滤光旋转盘内的滤光片为多个固定波长，可实现自动切换；
3.单个通道内，可实现同时切换多个LED波长和多个滤光片；
4.凸透镜可以把通过比色管后的光进行聚焦，焦点定位在接收器接收处，使接收器接收全部光束，提高数据准确性，使数据更接近于理论吸光度；
5.比色管旋转后，可提高数据采集的范围，为后续数据处理提供更多样本，降低测定时对比色管的要求，减少比色管壁磨损或比色管厚度不均匀对测定数据造成的影响。
附图说明
图1为本发明提出的一种多光源旋转比色管比色装置的整体示意图。
图2为本发明提出的一种多光源旋转比色管比色装置的结构***图。
图3为本发明提出的一种多光源旋转比色管比色装置的工作状态图。。
附图中：1-位置感应器、2-滤光旋转盘电机、3-LED组合光源、4-电机支撑架、5-滤光旋转盘、6-滤光片、7-防尘导光罩、8-底部固定板、9-比色装置、10-凸透镜、11-齿轮电机固定支架、12-弹簧珠、13-大齿轮、14-小齿轮、 15-齿轮盖板、16-比色管、17-齿轮驱动电机、18-接收器、19-光通道。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例
请参阅说明书附图，本发明实施例中，一种多光源旋转比色管比色装置，其中，包括底部固定板4、滤光旋转盘电机2、电机支撑架4、滤光旋转盘5、比色管16、防尘导光罩7、比色装置9、齿轮电机固定支架11和齿轮驱动电机17，所述电机支撑架4、防尘导光罩7和比色装置9均固定安装在底部固定板8上，所述滤光旋转盘电机2固定安装在电机支撑架4的一侧，所述电机支撑架4远离滤光旋转盘电机2的一侧安装有滤光旋转盘5，所述防尘导光罩7罩设在滤光旋转盘5的一侧，且所述防尘导光罩7的一侧与电机支撑架4 相接触，将滤光旋转盘5包围；所述比色装置9安装在防尘导光罩7远离电机支撑架4的一侧，且所述防尘导光罩7上设置有光通道19，光通道19贯穿比色装置9一侧并延伸至内部；
所述比色装置9远离防尘导光罩7的一侧设置有凸透镜10；所述比色装置9顶部固定安装有齿轮电机固定支架11，所述齿轮电机固定支架11的一侧固定安装有齿轮驱动电机17，所述齿轮驱动电机17上端设置有小齿轮14；所述齿轮电机固定支架11的上端安装有与小齿轮14相互齿合的大齿轮13，所述大齿轮13内侧固定安装有用来夹持比色管16的弹簧珠12，且所述比色管16夹持在弹簧珠12上并竖向贯穿齿轮电机固定支架11，并延伸至比色装置9内部；所述大齿轮13上端设置有防止齿轮突起的齿轮盖板15。
进一步的说，所述滤光旋转盘5内安装有多个滤光片6。
进一步的说，所述电机支撑架4上与滤光旋转盘电机2同侧的水平位置上设置有感应滤光旋转盘5的实时位置和校正滤光旋转盘5位置的位置感应器1。
进一步的说，所述电机支撑架4上与滤光旋转盘电机2同侧的正下端固定安装有LED组合光源3。
进一步的说，所述凸透镜10远离比色装置9的一侧设置有接收器18，且所述接收器18固定安装在比色装置9的一侧。
进一步的说，所述LED组合光源3、凸透镜10和接收器18在同一水平面。
一种多光源旋转比色管比色装置的测定方法，其中，包括以下步骤：
S1：首先将待测水溶液置于比色管16中；
S2：将S1中的比色管夹持在大齿轮13中；
S3：开启测定命令，滤光旋转盘5进行复位；
S4：通过LED组合光源3选择波长为α的光源，LED组合光源3发出的光源与滤光旋转盘5内的滤光片6通过波长进行配比；
S5：光源从LED组合光源3的一端发出依次通过滤光片6和光通道19到达比色管16，光束穿过比色管16后通过凸透镜10的聚焦形成光点，传输到接收器中，得到数据，通过比色管16每转动β°分别得到数据为a1、a2、a3、 a4、a5、a6、a7、......an
S6：根据上述步骤中得到的数据，去掉最大值和最小值，取平均值。
工作原理：使用时，将所测定的液体放入到比色管内，用多个弹簧珠12 将比色管16固定在大齿轮13内(包括但不限于此固定方式)，随后开启测定命令，首先通过位置感应器1将滤光旋转盘5进行复位，滤光旋转盘5由固定在电机支撑架4上的滤光旋转盘电机2带动滤光旋转盘5转动复位，在进行测定命令时，每开启一次测定命令就要进行滤光旋转盘5复位，接着根据所测定物质的不同，选择指定的LED组合光源3内光源的波长，滤光旋转盘5开始转动匹配滤光旋转盘5内相同波长的滤光片6，通过LED组合光源3 发射出光束，接着光束依次通过滤光片6和光通道19到达比色管16，光束穿过比色管16后通过凸透镜10的聚焦形成光点，传输到接收器18中得到一组数据。
利用上述的工作原理和测定方法分别对样品一、样品二、样品三和样品四进行测定：
样品一
一种多光源旋转比色管比色装置的测定方法，其中，包括以下步骤：
S1：首先将待测水溶液置于比色管16中；
S2：将S1中的比色管16夹持在大齿轮13中；
S3：开启测定命令，滤光旋转盘5进行复位；
S4：通过LED组合光源3选择波长为420nm的光源，LED组合光源3发出的光束与滤光旋转盘5内的滤光片6通过波长进行配比；
S5：光束从LED组合光源3的一端发出依次通过滤光片6和光通道19到达比色管16，光束穿过比色管16后通过凸透镜10的聚焦形成光点传输到接收器中得到一组数据。通过比色管16每转动20°分别得到数据为0.312Abs、 0.314Abs、0.318Abs、0.325Abs、0.314Abs、0.315Abs、0.316Abs、0.313Abs、 0.314Abs；
S6：根据上述步骤中得到的数据，去掉最大值和最小值，取平均值，所得数据参见表一。
Figure RE-GSB0000188218150000061
表一
工作原理：使用时，将所测定的液体放入到比色管内，用多个弹簧珠12 将比色管16固定在大齿轮13内(包括但不限于此固定方式)，随后开启测定命令，首先通过位置感应器1将滤光旋转盘5进行复位，滤光旋转盘5由固定在电机支撑架4上的滤光旋转盘电机2带动滤光旋转盘5转动复位，在进行测定命令时，每开启一次测定命令就要进行滤光旋转盘5复位，接着根据所测定物质的不同，选择指定的LED组合光源3内光源的波长，滤光旋转盘5开始转动匹配滤光旋转盘5内相同波长的滤光片6，通过LED组合光源3 发射出光束，接着光束依次通过滤光片6和光通道19到达比色管16，光束穿过比色管16后通过凸透镜10的聚焦形成光点，传输到接收器18中得到一组数据。
样品二
一种多光源旋转比色管比色装置的测定方法，其中，包括以下步骤：
S1：首先将待测水溶液置于比色管16中；
S2：将S1中的比色管16夹持在大齿轮13中；
S3：开启测定命令，滤光旋转盘5进行复位；
S4：通过LED组合光源3选择波长为610nm的光源，LED组合光源3发出的光源与滤光旋转盘5内的滤光片6通过波长进行配比；
S5：光束从LED组合光源3的一端发出依次通过滤光片6和光通道19到达比色管16，光束穿过比色管16后通过凸透镜10的聚焦形成光点传输到接收器中得到一组数据。通过比色管16每转动20°分别得到数据为0.358Abs、 0.342Abs、0.345Abs、0.342Abs、0.345Abs、0.342Abs、0.343Abs、0.344Abs、 0.343Abs；
S6：根据上述步骤中得到的数据，去掉最大值和最小值，取平均值，所得数据参见表二。
Figure RE-GSB0000188218150000071
表二
工作原理：使用时，将所测定的液体放入到比色管内，用多个弹簧珠12 将比色管16固定在大齿轮13内(包括但不限于此固定方式)，随后开启测定命令，首先通过位置感应器1将滤光旋转盘5进行复位，滤光旋转盘5由固定在电机支撑架4上的滤光旋转盘电机2带动滤光旋转盘5转动复位，在进行测定命令时，每开启一次测定命令就要进行滤光旋转盘5复位，接着根据所测定物质的不同，选择指定的LED组合光源3内光源的波长，滤光旋转盘5开始转动匹配滤光旋转盘5内相同波长的滤光片6，通过LED组合光源3 发射出光束，接着光束依次通过滤光片6和光通道19到达比色管16，光束穿过比色管16后通过凸透镜10的聚焦形成光点，传输到接收器18中得到一组数据。
样品三
一种多光源旋转比色管比色装置的测定方法，其中，包括以下步骤：
S1：首先将待测水溶液置于比色管16中；
S2：将S1中的比色管16夹持在大齿轮13中；
S3：开启测定命令，滤光旋转盘5进行复位；
S4：通过LED组合光源3选择波长为570nm的光源，LED组合光源3发出的光源与滤光旋转盘5内的滤光片6通过波长进行配比；
S5：光束从LED组合光源3的一端发出依次通过滤光片6和光通道19到达比色管16，光束穿过比色管16后通过凸透镜10的聚焦形成光点传输到接收器10中得到一组数据。通过比色管16每转动20°分别得到数据为0.621Abs、0.619Abs、0.623Abs、0.620Abs、0.623Abs、0.620Abs、0.622Abs；0.622Abs、0.625Abs；
S6：根据上述步骤中得到的数据，去掉最大值和最小值，取平均值，所得数据参见表三。
Figure RE-GSB0000188218150000081
表三
工作原理：使用时，将所测定的液体放入到比色管内，用多个弹簧珠12 将比色管16固定在大齿轮13内(包括但不限于此固定方式)，随后开启测定命令，首先通过位置感应器1将滤光旋转盘5进行复位，滤光旋转盘5由固定在电机支撑架4上的滤光旋转盘电机2带动滤光旋转盘5转动复位，在进行测定命令时，每开启一次测定命令就要进行滤光旋转盘5复位，接着根据所测定物质的不同，选择指定的LED组合光源3内光源的波长，滤光旋转盘5开始转动匹配滤光旋转盘5内相同波长的滤光片6，通过LED组合光源3 发射出光束，接着光束依次通过滤光片6和光通道19到达比色管16，光束穿过比色管16后通过凸透镜10的聚焦形成光点，传输到接收器18中得到一组数据。
样品四
一种多光源旋转比色管比色装置的测定方法，其中，包括以下步骤：
S1：首先将待测水溶液置于比色管16中；
S2：将S1中的比色管16夹持在大齿轮13中；
S3：开启测定命令，滤光旋转盘5进行复位；
S4：通过LED组合光源3选择波长为470nm的光源，LED组合光源3发出的光源与滤光旋转盘5内的滤光片6通过波长进行配比；
S5：光束从LED组合光源3的一端发出依次通过滤光片6和光通道19到达比色管16，光束穿过比色管16后通过凸透镜10的聚焦形成光点传输到接收器中得到一组数据。通过比色管16每转动20°分别得到数据为0.473Abs、 0.475Abs、0.482Abs、0.477Abs、0.472Abs、0.473Abs、0.470Abs、0.474Abs、0.470Abs；
S6：根据上述步骤中得到的数据，去掉最大值和最小值，取平均值，所得数据参见表四。
Figure RE-GSB0000188218150000101
表四
工作原理：使用时，将所测定的液体放入到比色管内，用多个弹簧珠12 将比色管16固定在大齿轮13内(包括但不限于此固定方式)，随后开启测定命令，首先通过位置感应器1将滤光旋转盘5进行复位，滤光旋转盘5由固定在电机支撑架4上的滤光旋转盘电机2带动滤光旋转盘5转动复位，在进行测定命令时，每开启一次测定命令就要进行滤光旋转盘5复位，接着根据所测定物质的不同，选择指定的LED组合光源3内光源的波长，滤光旋转盘5开始转动匹配滤光旋转盘5内相同波长的滤光片6，通过LED组合光源3 发射出光束，接着光束依次通过滤光片6和光通道19到达比色管16，光束穿过比色管16后通过凸透镜10的聚焦形成光点，传输到接收器18中得到一组数据。
上述过程中，单个通道内，LED组合光源3内的LED光源为多个固定波长，可实现自动切换；单个通道内，滤光旋转盘5内的滤光片6为多个固定波长，可实现自动切换；单个通道内，可实现同时切换多个LED波长和多个滤光片6；凸透镜10可以把通过比色管16后的光进行聚焦，焦点定位在接收器18接收处，使接收器接18收全部光束，提高数据准确性，使数据更接近于理论吸光度；比色管16旋转后，可提高数据采集的范围，为后续数据处理提供更多样本，降低测定时对比色管16的要求，减少比色管16壁磨损或比色管16厚度不均匀对测定数据造成的影响；本申请结构简单，实用性强，且操作简单值得推广。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种多光源旋转比色管比色装置，其特征在于：包括底部固定板(8)、滤光旋转盘电机(2)、电机支撑架(4)、滤光旋转盘(5)、比色管(16)防尘导光罩(7)、比色装置(9)、齿轮电机固定支架(11)和齿轮驱动电机(17)，所述电机支撑架(4)、防尘导光罩(7)和比色装置(9)均固定安装在底部固定板(8)上，所述滤光旋转盘电机(2)固定安装在电机支撑架(4)的一侧，所述电机支撑架(4)远离滤光旋转盘电机(2)的一侧安装有滤光旋转盘(5)，所述防尘导光罩(7)罩设在滤光旋转盘(5)的一侧，且所述防尘导光罩(7)的一侧与电机支撑架(4)相接触，将滤光旋转盘(5)包围；所述比色装置(9)安装在防尘导光罩(7)远离电机支撑架(4)的一侧，且所述防尘导光罩(7)上设置有光通道(19)，光通道(19)贯穿比色装置(9)一侧并延伸至内部；
所述比色装置(9)远离防尘导光罩(7)的一侧设置有凸透镜(10)；所述比色装置(9)顶部固定安装有齿轮电机固定支架(11)，所述齿轮电机固定支架(11)的一侧固定安装有齿轮驱动电机(17)，所述齿轮驱动电机(17)上端设置有小齿轮(14)；所述齿轮电机固定支架(11)的上端安装有与小齿轮(14)相互齿合的大齿轮(13)，所述大齿轮(13)内侧固定安装有用来夹持比色管(16)的弹簧珠(12)，且所述比色管(16)夹持在弹簧珠(12)上并竖向贯穿齿轮电机固定支架(11)，并延伸至比色装置(9)内部；所述大齿轮(13)上端设置有防止齿轮突起的齿轮盖板(15)。
2.根据权利要求1所述的一种多光源旋转比色管比色装置，其特征在于：所述滤光旋转盘(5)内安装有多个滤光片(6)。
3.根据权利要求1所述的一种多光源旋转比色管比色装置，其特征在于：所述电机支撑架(4)上与滤光旋转盘电机(2)同侧的水平位置上设置有感应滤光旋转盘(5)的实时位置和校正滤光旋转盘(5)位置的位置感应器(1)。
4.根据权利要求1所述的一种多光源旋转比色管比色装置，其特征在于：所述电机支撑架(4)上与滤光旋转盘电机(2)同侧的正下端固定安装有LED组合光源(3)。
5.根据权利要求1所述的一种多光源旋转比色管比色装置，其特征在于：所述凸透镜(10)远离比色装置(9)的一侧设置有接收器(18)，且所述接收器(18)固定安装在比色装置(9)的一侧。
6.根据权利要求1所述的一种多光源旋转比色管比色装置，其特征在于：所述LED组合光源(3)、凸透镜(10)和接收器(18)在同一水平面。
7.一种如权利要求1所述的多光源旋转比色管比色装置的测定方法，其特征包括以下步骤：
S1：首先将待测水溶液置于比色管(16)中；
S2：将S1中的比色管(16)夹持在大齿轮(13)中；
S3：开启测定命令，滤光旋转盘(5)进行复位；
S4：通过LED组合光源(3)选择波长为α的光源，LED组合光源(3)发出的光源与滤光旋转盘(5)内的滤光片(6)通过波长进行配比；
S5：光源从LED组合光源(3)的一端发出依次通过滤光片(6)和光通道(19)到达比色管(16)，光束穿过比色管(16)后通过凸透镜(10)的聚焦形成光点传输到接收器(18)中得到一组数据，通过比色管(16)每转动β°分别得到数据为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、......an；
S6：根据上述步骤中得到的数据，去掉最大值和最小值，取平均值。
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