[发明专利]一种液体中可溶性固体物含量的多光谱检测方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种液体中可溶性固体物含量的多光谱检测方法，包括控制位于三棱镜一侧的多色光源发出光束以一定角度入射到三棱镜与待测液体临界面，在所述临界面上发生全反射，反射光线行经聚焦透镜后投射到位于三棱镜另一侧的感光器件上；获取所述感光器件上所有像素的光强度信息，找到每个波长对应的光强度的峰值位置P；根据柯西色散公式、全反射角度θ与峰值P_M的关系计算不同波长对应的液体折射率；计算不同波长对应的液体浓度；取不同波长对应的液体浓度的平均值作为测定的液体浓度。相比现有技术，本方案具有更好的抗干扰性，更高的精度和准确度。

技术领域

本发明涉及浓度测量技术领域，尤其涉及一种液体中可溶性固体物含量的多光谱检测方法、系统及存储介质。

背景技术

液体的折射率与其中的可溶性固体物总量相关，通过对液体折射率的测量，可以推算出液体中溶解的糖或其他固体物总量。测量液体的折射率，一种常见的方法是使用折射仪，其原理是依据斯涅尔折射定律(Snell’s Law)，通过测量三棱镜对入射光线的折射角，计算出折射率。

目前，大多数的折射仪都会使用带通滤光片(Bandpass Filter)过滤得到单一波长的光进行折射率的测量，原因是在固定的波长下，折射率与折射角度有唯一的对应关系。然而这样的测量方式存在一定问题，例如某些液体可能会吸收特定波长的光线，如果用于测量的光被待测液体吸收将导致测量结果不准确。另外，该种测量方式也容易受到周围的环境光影响，从而干扰测量结果。因此，如何提高现有折射仪浓度测量的准确性和仪器的抗干扰性是非常具有研究意义的课题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种液体中可溶性固体物含量的多光谱检测方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种液体中可溶性固体物含量的多光谱检测方法，包括

控制位于三棱镜一侧的多色光源发出光束以一定角度入射到三棱镜与待测液体临界面，在所述临界面上发生全反射，反射光线行经聚焦透镜后投射到位于三棱镜另一侧的感光器件上；

获取所述感光器件上所有像素的光强度信息并记录；

在所述光强度信息中找到每个波长对应的光强度的峰值位置P，标记为P₁,P₂,…,P_M，其中M为光谱中的波长数量；

根据柯西色散公式、全反射角度θ与峰值P_M的关系计算不同波长对应的液体折射率；

根据公式c＝k*n+b计算不同波长对应的液体浓度，其中c是液体的浓度，k和b对于特定波长是常数；

取不同波长对应的液体浓度的平均值作为测定的液体浓度。

进一步，所述感光器件为线性CCD/CMOS阵列，其包含多个像素且所述多个像素沿光色散的直线方向一维线性排列。

进一步，所述多色光源发出光束的步骤包括：控制单元根据输入或自动生成的指令生成触发信号，将所述触发信号发送到所述多色光源携带的驱动电路，所述驱动电路根据所述触发信号控制所述多色光源发出红、黄、蓝光中的一种或多种混合而成的光。

进一步，所述驱动电路通过脉冲信号调制，控制所述多色光源的发光参数，所述发光参数至少包括发光强度、发光时间中的一种或多种。

进一步，所述获取所述感光器件上所有像素的光强度信息并记录的步骤包括：控制单元根据输入或自动生成的指令生成触发信号，将所述触发信号发送到所述数据读取电路，所述数据读取电路根据所述触发信号读取所述感光器件上所有像素的光强度信息，将所述光强度信息存放在存储单元内。