CN201732058U - 一种全自动液体浊度测试仪 - Google Patents
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Abstract
一种全自动液体浊度测试仪，包括一测试室，测试室的中心设置有测试容器，测试室的左侧配置有透镜组，右侧配置有第一透光镜，上侧设置有第二***，透镜组的前方设置有发光源，第一透光镜和第二***的前方分别设置有比较光电池和测量光电池，比较光电池和测量光电池的信号端与外部的分析设备相连接，本实用新型利用光的透射及散射原理，将比较光电池6和测量光电池9收集到的光信号经过外部分析设备的光电转换，电路放大，数据处理等，得到较为准确的液体浊度，具有操作简单，使用方便，性能稳定，精度高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及液体测试技术，特别涉及一种全自动液体浊度测试仪。
背景技术
目前，除了几大啤酒集团有国外品牌的浊度计对啤酒浊度进行定量的测定之外，其余中、小厂均采用目视比浊法对啤酒浊度进行检测。
国外的浊度计价格昂贵；目测的这种方法既繁琐、误差又大、并因人而异，且只能定性的分析，不能定量分析。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种全自动液体浊度测试仪，本仪器操作简单，使用方便，性能稳定，精度高，不受啤酒色泽的影响。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种全自动液体浊度测试仪，其特征在于，包括一测试室7，测试室7的中心设置有测试容器4，测试室7的左侧配置有透镜组2，右侧配置有第一透光镜5，上侧设置有第二***8，透镜组2的前方设置有发光源1，第一透光镜5和第二***8的前方分别设置有比较光电池6和测量光电池9，比较光电池6和测量光电池9的信号端与外部的分析设备相连接。
所述的测试室7的内部，测试容器4的外侧设置有调整对中装置3。
本实用新型利用光的透射及散射原理，将比较光电池6和测量光电池9收集到的光信号经过外部分析设备的光电转换，电路放大，数据处理等，得到较为准确的液体浊度。
附图说明
附图是本实用新型的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作详细叙述。
参照附图，一种全自动液体浊度测试仪，包括一测试室7，是一个装有蒸馏水的暗室，测试室7的中心设置有测试容器4，专门用量盛放液体，测试室7的左侧配置有透镜组2，使光线会聚在被测样品附近，使之产生透射和散射，右侧配置有第一透光镜5，使透镜光线会聚在比较光电池6上，上侧设置有第二***8，使90°方向的散射光会聚在前方的测量光电池9上，透镜组2的前方设置有发光源1，第一透光镜5和第二***8的前方分别设置有比较光电池6和测量光电池9，将光强转换成电信号输入到电路中，比较光电池6和测量光电池9的信号端与外部的分析设备相连接。
所述的测试室7的内部，测试容器4的外侧设置有调整对中装置3，可使样品处于固定的中心位置。
本实用新型的工作原理为：以测试啤酒的浊度为例子，将啤酒倒入测试容器4，打开光源1，光源经过透镜组2的会聚，再通过第一透光镜5和第二***8的透射和散射，将被测啤酒的光信号收集到比较光电池6和测量光电池9上，最后通过外部的分析设备分析出啤酒的浊度。
本实施例采用啤酒当被测液体，其原理分析如下：
1、啤酒所以有混浊度就是因为它有各种悬浮的胶体杂质，有各种离子成分，以及由于发酵而产生的蛋白质、脂肪等，随着温度和时间的变化而变化。其中影响最大的是铁离子和溶解氧，铁离子造成啤酒的早期混浊，溶解氧造成啤酒永久性混浊。
2、根据瑞利理论的研究，纯水引起的光散射随机分布各向同性，且比波长小得多的粒子沿方向辐射强度可由下式求出：
这就是著名的波长四次方定律。经过道森和赫尔伯德的研究表明，纯水造成的光散射粗略地遵从波长四次方定律，再考虑到折射率n的色散与不同深度压强p的关系即
的效应后，莫雷尔已将幂指数精确到-4.32。在光学手册第914页，可以查到纯水和海水在90°方向时的散射系数。那么我们也就可以查到了绿光波长为565nm时在纯水中90°方向的散射系数0.86。
3、我们从前人研究的结论——梅式理论中可以知道，在每个单位体积内有N个粒子时，散射系数：
其中：D-粒子直径，N-粒子个数，K-有效因子系数。有多种粒子复杂***的散射系数：
由此可知粒子越多，粒子直径越大，散射系数就越高。我们就利用这个原理，用一束光线通过被测物的透射光通量和散射光的光通量进行比较，经过电路***的放大，数据处理最后用数字显示出来。
4、在啤酒浊度计中我们采用的是单色绿光，我们利用公式
就可以得到体积散射函数在角度θ的一个值：其中E是落到散射体积ΔV上的照度，而L(或I)是在指定角度θ上因散射所测得辐射率(或辐射强度)。这个方程可以写成：
其中Eθ是位于角θ且对散射体的光源探测器上的照度。r是ΔV与光源探测器之间的距离。方程的这种形式对于试验测量(即当r较小时)特别有用。β(90°)叫做瑞利比。在光学手册上同样可以查到β(90°)方向上的瑞利比。
5、因为啤酒也是一种均匀透明的液体，只是有各种不同的悬浮胶体粒子、脂肪、蛋白……等多种粒子。综合利用瑞利理论中著名的波长四次方定律，梅式理论中复杂***中的散射系数，体积散射函数β(90°)的瑞利比等原理再加上先进的半导体单色光源及电路***，不难测出啤酒的浊度值。
6、在浊度计，设计所以选择绿色光作为光源，是因为我国的啤酒瓶子基本上都是绿色的(棕色的极少)，为了减少玻璃的衰减作用，浊度计和外部校准，所以选择绿色。
7、从原理上看，瓶装啤酒的测量取决于这些因素：
(1)、瓶子的厚度将引起透射光和散射光的衰减。
(2)、瓶子的厚度不均匀，将会引起误差。
(3)、在测量时每转动90°测量一个数据，所测得四个数据，取其平均值，这样误差可以相互补偿，减小平均值的测量误差。
(4)、如果啤酒本身使光线衰减，那么瓶子的偏心也将会引起误差，这也是本实用新型设置有调整对中装置3的原因。
(5)、瓶子本身不规则，表明磨损和划痕等都很引起测量误差。
8、啤酒的浊度值不受啤酒颜色的影响：
光度学理论告诉我们总的入射光通量等于反射光通量、吸收的光通量及透射光通量(包括散射光通量)之和。被测物粒子越多，也就越混浊。当样品一定时，光通量各部的比例是固定的，透射光与散射光的比例也不变。
假定样品是无色的，进入液体的入射光通量为E(不考虑液体表面的反射和液体的吸收)，则出射光通量Eo、透射光通量Ea、散射光通量Eb三者之间的关系：Eo＝Ea+Eb，混浊度＝K*Eb/Ea。
如果带有不同深浅的颜色，那么有一部分光通量被吸收，但透射和散射的比例不变。设被测液体的透射量为T，则有：
出射光通量：Eo`＝T*Eo；
透射光通量：Ea`＝T*Ea；
散射光通量：Eb`＝T*Eb；
这就告诉我们无论光线的衰减系数怎样变化，它们的比值不变，所以啤酒浊度也就不变。
啤酒浊度值＝K*散射光通量/透射光通量
＝K*测量信号/比较信号
考虑吸收率T，则有：
浊度＝K*Eb`/Ea`＝K*T Eb/T Ea＝K*Eb/Ea
Claims (2)
1.一种全自动液体浊度测试仪，其特征在于，包括一测试室(7)，测试室(7)的中心设置有测试容器(4)，测试室(7)的左侧配置有透镜组(2)，右侧配置有第一透光镜(5)，上侧设置有第二***(8)，透镜组(2)的前方设置有发光源(1)，第一透光镜(5)和第二***(8)的前方分别设置有比较光电池(6)和测量光电池(9)，比较光电池(6)和测量光电池(9)的信号端与外部的分析设备相连接。
2.根据权利要求1所述的一种全自动液体浊度测试仪，其特征在于，所述的测试室(7)的内部，测试容器(4)的外侧设置有调整对中装置(3)。
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