[发明专利]用于检测溶液浓度的通用型在线工业折光仪及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于溶液检测仪器技术领域，涉及一种用于检测溶液浓度的通用型在线工业折光仪，本发明还涉及利用上述通用型在线工业折光仪检测溶液浓度的方法。

背景技术

目前，国内外生产的在线折光仪在测量溶液浓度方面大多只能单纯针对溶液的浓度进行总体的测量；对于多元溶液来说，只能测量出多元溶液中各种溶质的总浓度，而无法测量多元溶液中每种溶质的浓度。此外，现有的在线折光仪大多用于糖度测量，这是目前进口和国产在线折光仪的不足之处。

众所周知，浓度是衡量很多工业产品的一项重要指标，除食品、酒类及饮料行业外，还有许多行业的液态产品要涉及浓度测量及其质量的监控。

很多工业产品中，大多数液体属于多元溶液，采用现有的在线折光仪无法精确测量，因此非常有必要开发出一种能够测量多元醇溶液且测量精度高、速度快的仪器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于检测溶液浓度的通用型在线工业折光仪，不仅具有测量速度快及测量精度高的特点，还能直接计算出溶液的浓度、折射率并将其显示出来。

本发明的另一目的在于提供利用上述通用型在线工业折光仪监测溶液浓度的方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，用于检测溶液浓度的通用型在线工业折光仪，仪器壳体一侧壁上设置有控制面板，仪器壳体内设置有溶液浓度监测模块，溶液浓度监测模块与控制面板连接。

本发明第一种技术方案的特点还在于，

溶液浓度监测模块，包括有单片机主控板，单片机主控板分别与标准工业信号输出模块、温度采样模块、CCD信号二值化模块、参数设定模块、PC机通讯模块、浓度低限-高限报警模块、上电复位及手动复位电路及5V基准电压模块连接；温度采样模块分别与差动放大器、零点调节电位器及2.5V基准电压模块，差动放大器与增益调节电位器连接；PC机通讯模块通过通讯电缆直接与中心实验室设置的计算机终端相连；

控制面板由点阵液晶显示模块和按键模块组成；

点阵液晶显示模块分别通过导线与单片机主控板、灰度调节单元连接；按键模块，包括有浓度低限报警指示灯、浓度高限报警指示灯、手动复位键、主菜单翻页键、参数写入键、参数减小键及参数增加键；浓度低限报警指示灯、浓度高限报警指示灯均通过导线与浓度低限-高限报警模块连接；手动复位键通过导线与上电复位及手动复位电路连接；主菜单翻页键、参数写入键、参数减小键及参数增加键均通过导线与参数设定模块连接。

单片机主控板采用的是STC12C5A60S2单片机。

标准工业信号输出模块内分别设置有D/A转换模块、0mA～10mA输出模块及4mA～20mA输出模块；温度采样模块内设置有温度采样电桥，温度采样模块内还集成有温度采样数学模型。

CCD信号二值化模块内分别设置有低通滤波器、电压跟随器、加法器及比较器；加法器是同向加法器；比较器是同向滞回比较器。

本发明所采用的第二种技术方案是，利用用于检测溶液浓度的通用型在线工业折光仪检测溶液浓度的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、分别对通用型在线工业折光仪内的温度采样模块、标准工业信号输出模块及CCD信号二值化模块进行校准；

步骤2、经步骤1后，利用溶液浓度监测模块分别采集待测溶液的CCD光学信号和温度信号，由单片机主控板内设置的数据处理系统对采集到的待测溶液的CCD光学信号和温度信号进行处理后，得到待测溶液的浓度值；

步骤3、将经步骤2得到的浓度值送入溶液浓度监测模块内的标准工业信号输出模块中进行处理，得到0～10mA和4～20mA的标准工业信号以供二次执行仪表对生产浓度进行调节和控制；

同时将测量得到的待测溶液的温度、折射率及浓度值在点阵液晶模块以及PC机上输出显示，完成对待测溶液浓度的测量。

本发明第二种技术方案的特点还在于：

步骤1具体按照以下步骤实施：

对温度采样模块进行如下校准：

零点校准：将100Ω±0.05％的精密电阻接入温度采样模块内的温度采样电桥，调节温度采样电桥桥臂上连接有温度调零电位器，温度调零电位器为15Ω电位器，通过调节温度调零电位器使温度采样模块输出显示为0.00℃，完成对温度采样模块的零点校准；

满量程校准：用146Ω±0.05％的精密电阻接入温度采样模块内的温度采样电桥，调节温度采样电桥桥臂上连接有2KΩ电位器，利用2KΩ电位器调节温度采样电桥内设置的3140运算放大器，使温度采样模块输出显示为120.00℃，完成温度采样模块的满量程校准；