[发明专利]激光混药浓度在线检测的方法及其装置

权利要求书

1.一种激光混药浓度在线监测装置，其特征在于：由外壳（1）、流道（2）、过滤网（3）、激光发生器（4）、准直透镜（5）、聚焦透镜（6）、一维线阵CCD（或PSD）（7）和单片机8组成；外壳（1）采用强度较高的不透明塑料加工而成，所述流道（2）为透明塑料制造，嵌入到外壳(1)内部，位于激光反射面的流道（2）外表面贴有一层反光纸；激光发生器（4）以螺纹联接的方式与外壳（1）连接，所述激光发生器（4）内装有激光驱动器，用以调节激光的强度；所述准直透镜（5）以弹性元件挤压方式定位在外壳（1）中，保证将激光发生器（4）发出的激光平行的穿入流道2；所述一维线阵CCD或PSD（7）以螺纹联接的方式与外壳（1）连接，所述聚焦透镜（6）以弹性元件挤压方式定位在外壳（1）中，保证将从流道（2）外表面的反光纸反射出来的激光聚焦在一维线阵CCD或PSD（7）上；单片机（8）用来接收存储一维线阵CCD或PSD（7）的信号并控制驱动激光发生器（4）。

2.根据权利要求1所述的混药浓度在线浓度检测装置，其特征在于，流道（2）的横截面积为25～225mm²。

3.根据权利要求1所述的混药浓度在线浓度检测装置，其特征在于，所述一维线阵CCD或PSD（7）后置配套信号处理器，对信号进行降噪和平滑处理。

4.一种利用权利要求1所述的激光混药浓度在线监测装置在线检测混药浓度的方法，其特征在于，具体步骤为：

A）预先配置好包含纯水在内的不同浓度的农药溶液若干份；

B) 将纯水溶液装入水箱中，使用离心泵抽取溶液使其进入流道；

C）在溶液流过流道的同时，激光发生器发光，激光穿过溶液并在一维线阵CCD或PSD上成像；

D）一维线阵CCD（或PSD）将像点位置信号转换为电信号后传递给单片机进行存储，单片机根据信号强度调节激光发生器的功率，一维线阵CCD或PSD上的像点强度高于其响应下限，又不至于产生溢出；

E）之后单片机驱动激光发生器按时间等间隔发光，并存储一维线阵CCD或PSD上传来的位置信号，最后使用平均值法得出与纯水溶液对应的像点位置值；

F）水箱中重新装入预先配置好浓度稍高的农药溶液后依照上述步骤得到一个与此浓度对应的电信号值存储在单片机中；

依次类推，得到一张与浓度相对应的数值表；

运用回归分析的方法得到浓度与像点位置的关系式，建立数学模型；

G）使待测未知浓度农药溶液从流道内持续流过；

H）在溶液流过流道的同时，激光发生器发光，激光穿过溶液并在一维线阵CCD或PSD上成像；

I）一维线阵CCD或PSD将像点位置信号转换为电信号后传递给单片机进行存储，单片机根据信号强度调节激光发生器的功率，一维线阵CCD或PSD上的像点强度高于其响应下限，又不至于产生溢出；

J）单片机驱动激光发生器按时间等间隔发光，并存储一维线阵CCD或PSD上传来的位置信号，最后使用平均值法得出与纯水溶液对应的像点位置值带入数学模型，计算得出该溶液的浓度值。

5.根据权利要求4所述的在线检测混药浓度的方法，其特征在于：激光的功率在50mW～150wW，波长为650nm，激光的入射角度为40°～60°。

6.根据权利要求4所述的在线检测混药浓度的方法，其特征在于：CCD或PSD的像元≥2048，像元尺寸≤14um，分辨率为1um。