[发明专利]水溶性酸溶液的颜色检测装置

说明书

技术领域

本发明属于运行中变压器油、汽轮机油的水溶性酸PH值检测装置领域，具体涉及一种水溶性酸溶液的颜色检测装置。

背景技术

运行中变压器油、汽轮机油的水溶性酸PH值是电力供电系统衡量设备运行状况的一项重要指标。

公知的运行中变压器油、汽轮机油水溶性酸PH测定法是人工比色法，测试方法为：先记录标准试样中滴定指示剂后的颜色参数，再将指示剂溶液滴定入测量溶液并检测其颜色，然后与记录的标准颜色参数对比，利用查表等等方式计算出PH值。在此种实验方法中进行颜色对比时存在试验人员眼睛色觉的差异等因素，导致试验偏差较大，重复性较差。同时由于PH标准溶液和滴定指示剂溶液都需定期更换，而配制时总存在人工误差，这就更加加剧了颜色检测结果的大量偏差，使测试存在多种不确定性。

针对此问题，目前出现了以光学元件代替人眼的自动型测试仪器，此种方法时，只需配制一次标准溶液，将其标准值存储，之后只需定期更换指示剂即可，这种方式有效提高了工作效率、准确度和重复性，但同时，由于这种测试方式的指示剂偏差依旧存在，而且此种方式的检测电路均采用光学元件，光衰、传感器老化、器件稳定性、环境等因数均可能照成采样误差和错误，有时候误差甚至比手动结果还大，因而，目前急需一种能克服配样偏差和提高光学稳定性的检测装置。

发明内容

本发明的目的是解决目前水溶性酸指示剂溶液颜色自动检测时的偏差和稳定性问题，克服颜色检测装置无法保证精度、稳定性的缺陷，提供一种水溶性酸溶液的颜色检测装置，其利用单色光分离以及单色光恒强技术测量水溶性酸指示剂溶液颜色，通过实时控制和调整单色光，使检测装置避免光衰、环境因数等对测试的影响。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

即一种水溶性酸溶液的颜色检测装置，其特征在于包括白色光恒强控制单元、单色光分离单元、单色光恒强控制单元、单色光光强调整单元、数据检测单元和数据处理和控制单元，所述白色光恒强控制单元的输出端正对单色光分离单元的输入端，单色光分离单元的输出端分别正对单色光恒强控制单元、单色光光强调整单元的输入端，所述单色光恒强控制单元、单色光光强调整单元的输出端与数据检测单元连接的输入端连接，数据检测单元的输出端与数据处理和控制单元的输入端连接。

本发明的白色光恒强控制单元由恒流源、光电控制电路和白光二极管组成。

恒流源由2.5V恒压芯片和2K标准电阻组成，由恒压芯片产生恒定2.5V电压，施加在标准电阻两端，从而生成恒定电流。恒流源型号可选用REF192、LM336-2.5等。

光电控制电路由三极管和一连接在三极管基极的1K金属膜电阻组成，用于控制白光二极管的开关。其两端分别连接恒流源和白光二极管，三极管型号可选用C9012、C9013、C1815等。

本发明的单色光分离单元由比色容器和3个滤光片组成，所述3个滤光片分别为滤光片R、滤光片G、滤光片B，其颜色分别为红、绿、蓝。

本发明由单色光分离单元分离的其中一色光输入单色光恒强控制单元恒定为固定值，将另外两色光输入单色光光强调整单元进行调整，使其与恒定单色光的光强差值，在调整前后保持不变。

单色光恒强控制单元由带有反馈的放大电路组成，光强发生变化时，反馈电路自动调整，使输出光强恒定，放大电路型号可选用：OP07、AD623等。

单色光光强调整单元由放大器和数字电位器组成，由数字电位器控制放大器的放大倍数，从而得到目标值。放大器可选用OP07、LM358等，数字电位器可选用：X9312，X9C103等。

数据检测单元为成熟的检测芯片，芯片输入端为检测信号，输出端可直接读取检测数据。可选用型号：TLC2543、AD7705等。

数据处理和控制单元为可编程的ARM处理器，可对数据检测单元读取的数据进行分析处理，并根据其结果进行相关控制。其型号可选用LPC2114，LM3S1601。

本发明的工作原理如下：

白光照射经过被测样品后，由滤光片分离其有效单色光，然后对其中一种单色光进行恒定强度处理，处理的同时要调整其它单色光光强，使其它单色光的光强和它之间的差值在调整前后保持不变，处理后，由数据检测单元对各色光进行分析、计算和处理。

本发明的特点如下：

1）采用恒流方式控制光源，避免光衰和环境等因素的影响

2）经过比色容器后的光线由滤光片进行分离，对各单色光分别进行处理

3）取三种单色光中其一，对其进行恒定强度处理，同时保证其它两种单色光的光强在处理前后与其差值保持不变。