[发明专利]一种溶液颜色传感器

说明书

本发明公开了一种溶液颜色传感器，包括：暗盒、观察皿及光电换能器，其中暗盒上设置通孔；所述观察皿和光电换能器之间呈正对地设置在暗盒内部，其中观察皿采用透明密封平皿及皿壁上分别设置用于连接进水管与出水管的开孔，并且进水管与出水管分别经通孔后延伸至暗盒外部；所述光电换能器由冷光源和自带电流频率转换器的测量电极组成，在冷光源作用下测量电极对观察皿内由进水管导入的待测溶液进行颜色检测，获得检测信号并转换成由RGB三个通道上的数值组成的电信号后输出。本发明能够完成溶液颜色动态测量，降低了传感器的维护成本，不受环境光的干扰，检测精度较高，且具有成本低廉、结构可靠的特点。

技术领域

本发明涉及一种溶液颜色传感器，属于传感器的技术领域。

背景技术

随着物联网技术的发展，各种类型的传感器取代了以往需要人工完成的大量测量工作，提高生产效率的同时也降低了因人为因素可能造成的出错风险。但是，市面上现有的颜色传感器多应用于物流分拣、出版印刷等行业，对于溶液颜色的定量检测缺乏相应的技术方案。

在池塘工业化养殖、野外环境指标监测等场景下，常常需要用到各类显色反应试剂及试纸对于溶液样本进行定性或定量检测。该类反应操作流程简单，无需专业培训，材料价格低廉。但是，需要人工进行比色，增加了人力成本。如何设计一种溶液颜色传感器，替代人工操作，实现自动化比色，从而降低人力维护成本，是一个具有较高研究及应用价值的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种溶液颜色传感器，解决现有的颜色传感器无法动态地对于溶液颜色的定量检测、易受环境光的干扰，检测精度低的问题。本发明所提供的溶液颜色传感器，实现了无需人工操作的全自动溶液比色检测。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种溶液颜色传感器，包括：暗盒、观察皿及光电换能器，其中暗盒上设置通孔；所述观察皿和光电换能器之间呈正对地设置在暗盒内部，其中观察皿采用透明密封平皿及皿壁上分别设置用于连接进水管与出水管的开孔，并且进水管与出水管分别经通孔后延伸至暗盒外部；所述光电换能器由冷光源和自带电流频率转换器的测量电极形成，在冷光源作用下测量电极对观察皿内由进水管导入的待测溶液进行颜色检测，获得检测信号并转换成由RGB三个通道上的数值组成的电信号后输出。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述观察皿和光电换能器均可拆卸设置在暗盒内部。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述观察皿的皿底采用黑色不透光材料覆盖。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述观察皿采用透明且设有皿盖的密封平皿。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述透明有盖密封平皿的皿盖与皿底之间使用防水材料密封。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述测量电极由硅光电二极管组成。

本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果：

本发明的溶液颜色传感器，通过暗盒、观察皿、光电换能器的作用，实现了待测溶液的导入、颜色测量和排出，能够在无需人工操作的情况下完成溶液颜色测量工作，降低了传感器的维护成本，实现无人值守的在线式全自动测量。并且，通过暗盒和冷光源屏蔽了环境光对于测量结果的干扰，具有抗干扰能力强的特点，适用于复杂环境下的高精度测量。暗盒对于紫外线具有屏蔽作用，可以延缓其内部观察皿和换能器的老化。以及，通过观察皿屏蔽了待测溶液与光电换能器的直接接触，延长了换能器的使用寿命，同时降低了换能器的防水性指标要求，减少了生产成本。当观察皿受到污染时，仅需要更换观察皿即可恢复传感器精度，无需更换换能器。