水溶性酸溶液的顏色檢測裝置的製作方法
2023-10-05 09:38:44
專利名稱：水溶性酸溶液的顏色檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於運行中變壓器油、汽輪機油的水溶性酸PH值檢測裝置領域，具體涉及一種水溶性酸溶液的顏色檢測裝置。
背景技術：
運行中變壓器油、汽輪機油的水溶性酸PH值是電力供電系統衡量設備運行狀況的一項重要指標。公知的運行中變壓器油、汽輪機油水溶性酸PH測定法是人工比色法，測試方法為:先記錄標準試樣中滴定指示劑後的顏色參數，再將指示劑溶液滴定入測量溶液並檢測其顏色，然後與記錄的標準顏色參數對比，利用查表等等方式計算出PH值。在此種實驗方法中進行顏色對比時存在試驗人員眼睛色覺的差異等因素，導致試驗偏差較大，重複性較差。同時由於PH標準溶液和滴定指示劑溶液都需定期更換，而配製時總存在人工誤差，這就更加加劇了顏色檢測結果的大量偏差，使測試存在多種不確定性。針對此問題，目前出現了以光學元件代替人眼的自動型測試儀器，此種方法時，只需配製一次標準溶液，將其標準值存儲，之後只需定期更換指示劑即可，這種方式有效提高了工作效率、準確度和重複性，但同時，由於這種測試方式的指示劑偏差依舊存在，而且此種方式的檢測電路均採用光學元件，光衰、傳感器老化、器件穩定性、環境等因數均可能照成採樣誤差和錯誤，有時候誤差甚至比手動結果還大，因而，目前急需一種能克服配樣偏差和提高光學穩定性的檢測裝置。
發明內容
本發明的目的是解決目前水溶性酸指示劑溶液顏色自動檢測時的偏差和穩定性問題，克服顏色檢測裝置無法保證精度、穩定性的缺陷，提供一種水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其利用單色光分離以及單色光恆強技術測量水溶性酸指示劑溶液顏色，通過實時控制和調整單色光，使檢測裝置避免光衰、環境因數等對測試的影響。本發明是通過以下技術方案來實現的:即一種水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特徵在於包括白色光恆強控制單元、單色光分離單元、單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元、數據檢測單元和數據處理和控制單元，所述白色光恆強控制單元的輸出端正對單色光分離單元的輸入端，單色光分離單元的輸出端分別正對單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元的輸入端，所述單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元的輸出端與數據檢測單元連接的輸入端連接，數據檢測單元的輸出端與數據處理和控制單元的輸入端連接。本發明的白色光恆強控制單元由恆流源、光電控制電路和白光二極體組成。恆流源由2.5V恆壓晶片和2K標準電阻組成，由恆壓晶片產生恆定2.5V電壓，施加在標準電阻兩端，從而生成恆定電流。恆流源型號可選用REF192、LM336-2.5等。光電控制電路由三極體和一連接在三極體基極的IK金屬膜電阻組成，用於控制白光二極體的開關。其兩端分別連接恆流源和白光二極體，三極體型號可選用C9012、C9013、C1815 等。本發明的單色光分離單元由比色容器和3個濾光片組成，所述3個濾光片分別為濾光片R、濾光片G、濾光片B，其顏色分別為紅、綠、藍。本發明由單色光分離單元分離的其中一色光輸入單色光恆強控制單元恆定為固定值，將另外兩色光輸入單色光光強調整單元進行調整，使其與恆定單色光的光強差值，在調整前後保持不變。單色光恆強控制單元由帶有反饋的放大電路組成，光強發生變化時，反饋電路自動調整，使輸出光強恆定，放大電路型號可選用:0P07、AD623等。單色光光強調整單元由放大器和數字電位器組成，由數字電位器控制放大器的放大倍數，從而得到目標值。放大器可選用0P07、LM358等，數字電位器可選用:X9312，X9C103
坐寸ο數據檢測單元為成熟的檢測晶片，晶片輸入端為檢測信號，輸出端可直接讀取檢測數據。可選用型號:TLC2543、AD7705等。數據處理和控制單元為可編程的ARM處理器，可對數據檢測單元讀取的數據進行分析處理，並根據其結果進行相關控制。其型號可選用LPC2114，LM3S1601。本發明的工作原理如下:白光照射經過被測樣品後，由濾光片分離其有效單色光，然後對其中一種單色光進行恆定強度處理，處理的同時要調整其它單色光光強，使其它單色光的光強和它之間的差值在調整前後保持不變，處理後，由數據檢測單元對各色光進行分析、計算和處理。本發明的特點如下:I)採用恆流方式控制光源，避免光衰和環境等因素的影響2)經過比色容器後的光線由濾光片進行分離，對各單色光分別進行處理3)取三種單色光中其一，對其進行恆定強度處理，同時保證其它兩種單色光的光強在處理前後與其差值保持不變。4)單色光光強調整後，因其中一條單色光已經恆定，可以不進行計算，只需對其它兩種色光進行檢測和運算，這大大減少了測量誤差和系統的測試強度本發明具有如下優點:I)因實時進行光強的處理，可有效避免光衰、環境影響等因素照成的測試誤差；2)調整後的光線進行檢測時，因其中一條單色光已經恆定，只需對其它兩種色光進行檢測和運算，這大大減少了測量誤差和系統的測試強度，並提高了穩定性。實際測試中發現，因水溶性酸測試中，使用的顏色區間有限，利用本發明甚至可以簡化為只檢測一條單色光便可，大大提高了效率。
圖1為本發明的原理框圖；圖2為本發明白色光恆強控制單元的原理框圖；圖3為本發明白色光恆強控制單元中恆流源與光電控制部分的電路原理圖；圖4為本發明單色光分離單元的原理框圖5為本發明使用前兩條單色光光強的示意圖；圖6為本發明使用後兩條單色光光強的示意圖；圖7為本發明數據檢測單元和數據處理和控制單元的電路原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步闡述。如圖1所示:白色光恆強控制單元的輸出端正對單色光分離單元的輸入端，單色光分離單元的輸出端分別正對單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元的輸入端，所述單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元的輸出端與數據檢測單元連接的輸入端連接，數據檢測單元的輸出端與數據處理和控制單元的輸入端連接。如圖2所示:白色光恆強控制單元由恆流源、光電控制電路和白光二極體組成。圖3為本發明白色光恆強控制單元中恆流源與光電控制部分的電路原理圖；如圖4所示:本發明的單色光分離單元由比色容器和3個濾光片組成，所述3個濾光片分別為濾光片R、濾光片G、濾光片B，其顏色分別為紅、綠、藍。本發明由單色光分離單元分離的其中一色光輸入單色光恆強控制單元恆定為固定值，將另外兩色光輸入單色光光強調整單元進行調整，使其與恆定單色光的光強差值，在調整前後保持不變。圖5為本發明使用前兩條單色光的示意圖。圖6為本發明使用後兩條單色光的示意圖。圖7為本發明數據檢測單元和數據處理和控制單元的電路原理圖。本發明的工作時白色光恆強控制單元發出的白光照射經過被測樣品後，由單色光分離單元的濾光片分離其有效單色光，然後對其中一種單色光輸入單色光恆強控制單元進行恆定強度處理，另外兩種單色光輸入單色光光強調整單元進行調整，使其它單色光的光強和它之間的差值在調整前後保持不變，處理後，由數據檢測單元、數據處理和控制單元對各色光進行分析、計算和處理，並根據運算的結果對其它單元進行修整和控制。
權利要求
1.一種水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特徵在於包括白色光恆強控制單元、單色光分離單元、單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元、數據檢測單元和數據處理和控制單元，所述白色光恆強控制單元的輸出端正對單色光分離單元的輸入端，單色光分離單元的輸出端分別正對單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元的輸入端，所述單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元的輸出端與數據檢測單元連接的輸入端連接，數據檢測單元的輸出端與數據處理和控制單元的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特徵在於白色光恆強控制單元由恆流源、光電控制電路和白光二極體組成。
3.根據權利要求1所述的水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特徵在於單色光分離單元由比色容器和3個濾光片組成，所述3個濾光片分別為濾光片R、濾光片G、濾光片B，其顏色分別為紅、綠、藍。
4.根據權利要求1所述的水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特徵在於由單色光分離單元分離的其中一色光輸入單色光恆強控制單元恆定為固定值，將另外兩色光輸入單色光光強調整單元進行調整，使其與恆定單色光的光強差值，在調整前後保持不變。
全文摘要
本發明屬於運行中變壓器油、汽輪機油的水溶性酸pH值檢測裝置領域，具體涉及一種水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特徵在於包括白色光恆強控制單元、單色光分離單元、單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元、數據檢測單元和數據處理和控制單元，所述白色光恆強控制單元的輸出端正對單色光分離單元的輸入端，單色光分離單元的輸出端分別正對單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元的輸入端，所述單色光恆強控制單元、單色光光強調整單元的輸出端與數據檢測單元連接的輸入端連接，數據檢測單元的輸出端與數據處理和控制單元的輸入端連接。本發明具有測量誤差小、效率高、測試強度大和穩定性高的優點。
文檔編號G01N21/25GK103149161SQ20131006406
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月28日 優先權日2013年2月28日
發明者袁景和, 李國棟, 周磊 申請人:江蘇匯傑電氣有限公司