一種液體中顆粒物檢測系統的製作方法
2023-10-22 09:30:27 2
專利名稱：一種液體中顆粒物檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及液體處理技術領域，更具體地說涉及一種液體中顆粒物檢測系統。
背景技術：
在工業生產和日常生活中，經常需要對生產或者生活中的各種液體進行處理和使 用。但是這些液體中往往存在很多粒徑大小不同的雜質或者顆粒，為了不影響液體的處理 和使用過程，需要對這些液體進行懸浮物檢測，通過懸浮物檢測為這些液體的處理和使用 提供良好的依據。當前，對液體尤其是水的檢測是通過濁度這一指標來表徵的。所謂濁度，是指水體 中懸浮物使光發生散射及吸收光學性質的程度，簡單的說就是表示水體對光在90度的散 射和吸收的強度。然而，濁度只是通過光穿過液體時的散射和被吸收程度來籠統的表徵液體中懸浮 物的含量，不能對液體中懸浮物做出定量的描述，因而不能為液體的處理和使用提供很好 的依據。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種液體中顆粒物檢測系統，用以對液體中顆 粒物的大小及數量進行檢測，從而實現對液體中的顆粒物做出定量描述的目的。為實現上述目的，本發明提供了一種液體中顆粒物檢測系統，具體來說是這樣實 現的—種液體中顆粒物檢測系統，包括液體預處理裝置及與其相連接的電路裝置； 其中，所述液體預處理裝置包括堰管及與所述堰管相連接的雷射顆粒物探頭，所述電路裝 置包括依次相連接的雷射信號調理單元、PLD計數器及微控制單元MCU ；所述堰管採集液體樣本，並控制液體樣本的流通速度，所述雷射顆粒物探頭檢測 液體樣本中的顆粒物，生成相應的檢測信號並傳遞給所述雷射信號調理單元；所述雷射信號調理單元比較上述檢測信號與預置的參比信號，計算顆粒物的粒 徑，並將檢測信號輸出給PLD計數器，所述PLD計數器統計顆粒物的數量。優選的，所述液體預處理裝置還包括設置在所述堰管與所述雷射顆粒物探頭之間 的過濾器，用於濾除不需檢測的顆粒物。優選的，所述液體預處理裝置還包括設置在所述雷射顆粒物探頭之前的除氣泡裝 置，用於去除液體樣本中的氣泡。優選的，所述雷射顆粒物探頭包括樣品流通裝置和雷射光路，所述樣品流通裝置 控制液體樣本中顆粒物的通過，所述雷射光路調節雷射並使雷射通過液體樣本生成相應的 檢測信號。優選的，所述樣品流通裝置的形狀為狹縫狀。優選的，所述雷射信號調理單元包括雷射器、雷射器驅動電路、雷射檢測器、雷射信號放大電路及雷射信號後期處理電路；其中，所述雷射器用於發射雷射；所述雷射器驅動電路以恆定功率驅動所述雷射 器，並根據所述雷射顆粒物探頭輸出的檢測信號對功率進行調整；所述雷射檢測器檢測上 述信號，並判斷液體樣本中是否存在顆粒物；所述雷射信號放大電路對檢測信號進行放大， 並提供反饋信號給雷射器驅動電路；所述雷射信號後期處理電路通過對比檢測信號與參比 信號，計算液體樣本中顆粒物的粒徑。優選的，所述電路裝置還包括由微控制單元MCU控制的人機互動單元，所述人機 交互單元包括用於信息輸入的鍵盤和用於顯示的顯示器件。優選的，所述電路裝置還包括壓力變送單元，所述壓力變送單元採集液體樣品的 壓力，根據液體樣品的比重及樣品流通裝置的截面積推算液體的流通速度，並將流通速度 反饋給微控制單元MCU，由微控制單元MCU將流通速度傳遞給人機互動單元，以此指示對堰 管的調節。優選的，所述電路裝置還包括通信單元，所述通信單元包括用於進行數據傳輸的 數據傳輸模塊。通過上述技術方案可知，與現有技術相比，本發明實施例中，對於採集到的液體樣 本，通過檢測液體樣本中顆粒物的粒徑與數量，來表徵液體中含有顆粒物的程度，從而達到 定量描述所測液體中顆粒物的目的，為液體的處理提供了依據。
圖1為本發明實施例提供的一
圖2為本發明實施例提供的一
圖3為本發明實施例提供的另
圖4為本發明實施例提供的一
圖5為本發明實施例提供的另
圖6為本發明實施例提供的另
圖7為本發明實施例提供的一
圖8為本發明實施例提供的一
圖9為本發明實施例提供的另
4中液體中顆粒物檢測系統的結構示意圖； 4中液體預處理裝置的結構示意-種液體預處理裝置的結構示意圖； -種電路裝置的結構示意圖； -種電路裝置的結構示意圖； -種電路裝置的結構示意圖； -種雷射顆粒物探頭的結構示意圖； 4中雷射信號調理單元的結構示意圖； -種液體中顆粒物檢測系統的結構示意圖(
具體實施例方式為了使本領域技術人員能夠清楚理解本發明的技術方案，下面結合附圖和實施例 對本發明的技術方案進行詳細描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而 不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動 前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。請參閱圖1，為本發明實施例提供的一種液體中顆粒物檢測系統的結構示意圖。該 系統包括液體預處理裝置11及與其相連接的電路裝置12 ；其中，所述液體預處理裝置11 包括堰管111及與所述堰管相連接的雷射顆粒物探頭112，所述電路裝置12包括電源121、 微控制單元MCU122、雷射信號調理單元123及與所述微控制單元MCU122和所述雷射信號調 理單元123相連接的PLD計數器124。
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對液體中的顆粒物進行檢測時，液體預處理裝置11中的堰管111首先採集液體樣 本，並調節液體樣本的流通速度，將液體樣本以一定的速度傳送給雷射顆粒物探頭112，激 光顆粒物探頭112使雷射通過液體樣本生成檢測信號並傳遞給電路裝置12中的雷射信號 調理單元123 ；在電源121的供電前提下，雷射信號調理單元123對接收到的檢測信號進行 檢測和處理後，通過比較處理後的檢測信號與參比信號，計算獲得顆粒物的粒徑，並輸出處 理後的檢測信號給PLD計數器124，所述PLD計數器124在微控制單元MCU122的控制下，統 計所述雷射信號調理單元123輸出的各種檢測信號的數量。由於該系統對液體中顆粒物進 行檢測時，可以獲取到顆粒物的粒徑及數量，從而實現了對液體中顆粒物的定量描述，為液 體處理提供了依據。如圖2所示，為本發明實施例提供的一種液體預處理裝置的結構示意圖。在其他 實施例公開的系統中，液體預處理裝置21包括堰管211、雷射顆粒物探頭212及設置在堰管 211與雷射顆粒物探頭212之間的過濾器213，其中，堰管211和雷射顆粒物探頭212與上 述堰管111和雷射顆粒物探頭112的功能相類似，所述過濾器213對堰管211採集到的液 體樣本進行過濾，濾除掉不需要檢測的顆粒物，之後，傳遞給雷射顆粒物探頭212。如圖3所示，為本發明實施例提供的另一種液體預處理裝置的結構示意圖。在其 他實施例提供的系統中，液體預處理裝置31包括堰管311、雷射顆粒物探頭312、過濾器313 及設置在過濾器313與雷射顆粒物探頭312之間的除氣泡裝置314，其中堰管311、雷射顆 粒物探頭312和過濾器313與上述堰管211、雷射顆粒物探頭212和過濾器213的功能相類 似，所述除氣泡裝置314去除液體樣本中產生的氣泡，從而防止由於氣泡進入樣品流通裝 置而導致誤檢測。如圖4所示，為本發明實施例提供的一種電路裝置的結構示意圖。在其他實施例 公開的系統中，電路裝置41包括電源411、微控制單元MCU412、雷射信號調理單元413、PLD 計數器414及與微控制單元M⑶512相連接的人機互動單元415，其中，電源411、微控制單 元MCU412、雷射信號調理單元413及PLD計數器414與上述電源121、微控制單元MCU122、 雷射信號調理單元123及PLD計數器124的功能相類似，所述人機互動單元415包括鍵盤 部分和顯示部分(圖中未示出)，所述鍵盤部分可以進行系統的設置及顆粒物通道切換等 操作，所述顯示部分顯示各通道的顆粒物的數量、流量及各種報警等信息。如圖5所示，為本發明實施例提供的另一種電路裝置的結構示意圖。在其他實施 例公開的系統中，電路裝置51包括電源511、微控制單元MCU512、雷射信號調理單元513、 PLD計數器514、人機互動單元515及輸出端與微控制單元MCU412相連接和輸入端與液 體預處理部分(圖中未示出)相連接的壓力變送單元516。其中，電源511、微控制單元 MCU512、雷射信號調理單元513、PLD計數器514及人機互動單元515與上述電源411、微控 制單元MCU412、雷射信號調理單元413、PLD計數器414及人機互動單元415的功能相類似， 所述壓力變送單元516在液體預處理裝置處採集到液體的壓力，根據液體的比重及樣品流 通裝置的截面積，推算出液體樣本當前的流通速度，並將當前的流通速度反饋給微控制單 元MCU512，由微控制單元MCU512將當前的流通速度傳遞給人機互動單元515，以此來指示 是否需要手動調節液體預處理裝置的堰管(圖中未示出)，致使流通速度達到預設值。由此 保證液體樣本能夠以一定的速度在樣品流通裝置中流通。如圖6所示，為本發明實施例提供的另一種電路裝置的結構示意圖。在其他實施例公開的系統中，電路裝置61包括電源611、微控制單元MCU612、雷射信號調理單元613、 PLD計數器614、人機互動單元615、壓力變送單元616及與微控制單元MCU612相連接的通 信單元617。其中，電源611、微控制單元MCU612、雷射信號調理單元613、PLD計數器614、 人機互動單元615及壓力變送單元616與上述電源511、微控制單元MCU512、雷射信號調理 單元513、PLD計數器514、人機互動單元515及壓力變送單元516的功能相類似，所述通信 單元617包括數據傳輸模塊(圖中未示出)，進行本系統與上位機的數據傳輸操作和數據的 校準工作。通信單元還可以包括支持如MODBUS的通信協議的擴展模塊及進行4-20mA輸出 的模擬模塊，其電平可以在RS232和RS485之間切換。在本發明公開的其他實施例中，通信 單元還可以提供多種接口，比如RS-232，RS422, RS485，4_20mA等。如圖7所示，為本發明實施例提供的一種雷射顆粒物探頭的結構示意圖。在本發 明實施例提供的系統中，雷射顆粒物探頭71包括樣品流通裝置711和與樣品流通裝置711 相結合的雷射光路712，所述樣品流通裝置711可以控制液體樣本中顆粒物的通過數量，以 達到檢測目的。所述雷射光路712調節由雷射器(圖中未示出)發射的雷射並使雷射通過 液體樣本形成相應的檢測信號。如圖8所示，為本發明實施例提供的一種雷射信號調理單元的結構示意圖。在本 發明實施例公開的系統中，雷射信號調理單元81包括發射雷射的雷射器811、輸出端與所 述雷射器811相連接的雷射器驅動電路812、輸入端與液體預處理裝置(圖中未示出)的輸 出相連接的雷射檢測器813、輸入端與雷射檢測器813的輸出端相連接的雷射信號放大電 路814及輸入端與雷射信號放大電路814的輸出相連接的雷射信號後期處理電路815，所述 雷射信號放大電路814的另一輸出端與所述雷射器驅動電路812相連接。所述雷射器驅動電路812以恆定的功率驅動雷射器811，並根據所述液體預處理 部分(圖中未示出)中生成的檢測信號對功率進行調整；所述雷射檢測器813對生成的檢 測信號進行檢測，並判斷液體樣本中是否存在顆粒物，若液體樣本中沒有顆粒物，則雷射檢 測器813檢測到的信號為恆定的；若液體樣本中存在顆粒物，則由於顆粒物遮擋雷射而導 致雷射檢測器檢測到的信號發生跳變；所述雷射信號放大電路814對檢測信號進行放大， 並提供反饋信號給雷射器驅動電路812，該反饋信號可以表徵樣品流通裝置的內表面是否 有汙垢，當該反饋信號達到一個預定值時，說明樣品流通裝置內表面的汙垢達到最大限量， 則系統發出報警，表明樣品流通裝置內表面的汙垢會影響液體中顆粒物的檢測；所述雷射 信號後期處理電路815負責產生一系列的參比信號，通過對比檢測信號與參比信號來區分 檢測信號的不同，通過計算得到液體樣本中顆粒物的粒徑。如圖9所示，為本發明實施例提供的另一種液體中顆粒物檢測系統的結構示意 圖。該系統包括液體預處理裝置91及與其相連接的電路裝置92 ；其中，所述液體預處理 裝置91包括依次相連接的堰管911、過濾器913、除氣泡裝置914及雷射顆粒物探頭912，所 述電路裝置92包括電源921、微控制單元MCU922、雷射信號調理單元923、PLD計數器924、 人機互動單元925、壓力變送單元926及通信單元927，其中，圖9中各單元與以上各圖中的 對應單元的功能相一致，不再贅述。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明
6將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種液體中顆粒物檢測系統，其特徵在於，包括液體預處理裝置及與其相連接的 電路裝置；其中，所述液體預處理裝置包括堰管及與所述堰管相連接的雷射顆粒物探頭，所 述電路裝置包括依次相連接的雷射信號調理單元、PLD計數器及微控制單元MCU ；所述堰管採集液體樣本，並控制液體樣本的流通速度，所述雷射顆粒物探頭檢測液體 樣本中的顆粒物，生成相應的檢測信號並傳遞給所述雷射信號調理單元；所述雷射信號調理單元比較上述檢測信號與預置的參比信號，計算顆粒物的粒徑，並 將檢測信號輸出給PLD計數器，所述PLD計數器統計顆粒物的數量。
2.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述液體預處理裝置還包括設置在所述堰 管與所述雷射顆粒物探頭之間的過濾器，用於濾除不需檢測的顆粒物。
3.根據權利要求1或2所述系統，其特徵在於，所述液體預處理裝置還包括設置在所述 雷射顆粒物探頭之前的除氣泡裝置，用於去除液體樣本中的氣泡。
4.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述雷射顆粒物探頭包括樣品流通裝置和 與所述樣品流通裝置相結合的雷射光路，所述樣品流通裝置控制液體樣本中顆粒物的通 過，所述雷射光路調節雷射並使雷射通過液體樣本生成相應的檢測信號。
5.根據權利要求4所述系統，其特徵在於，所述樣品流通裝置的形狀為狹縫狀。
6.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述雷射信號調理單元包括雷射器、雷射 器驅動電路、雷射檢測器、雷射信號放大電路及雷射信號後期處理電路；其中，所述雷射器用於發射雷射；所述雷射器驅動電路以恆定功率驅動所述雷射器， 並根據所述雷射顆粒物探頭輸出的檢測信號對功率進行調整；所述雷射檢測器檢測上述信 號，並判斷液體樣本中是否存在顆粒物；所述雷射信號放大電路對檢測信號進行放大，並提 供反饋信號給雷射器驅動電路；所述雷射信號後期處理電路通過對比檢測信號與參比信 號，計算液體樣本中顆粒物的粒徑。
7.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述電路裝置還包括由微控制單元MCU控制 的人機互動單元，所述人機互動單元包括用於信息輸入的鍵盤和用於顯示的顯示器件。
8.根據權利要求7所述系統，其特徵在於，所述電路裝置還包括壓力變送單元，所述壓 力變送單元採集液體樣品的壓力，根據液體樣品的比重及樣品流通裝置的截面積推算液體 的流通速度，並將流通速度反饋給微控制單元MCU，由微控制單元MCU將流通速度傳遞給人 機交互單元，以此指示對堰管的調節。
9.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述電路裝置還包括通信單元，所述通信單 元包括用於進行數據傳輸的數據傳輸模塊。
全文摘要
本發明實施例公開了一種液體中顆粒物檢測系統，包括液體預處理裝置及與其相連接的電路裝置；其中，所述液體預處理裝置包括堰管及與所述堰管相連接的雷射顆粒物探頭，所述電路裝置包括依次相連接的雷射信號調理單元、PLD計數器及微控制單元MCU。對於採集到的液體樣本，該系統通過統計液體樣本中顆粒物的粒徑與數量來表徵液體中含有顆粒物的程度，從而達到定量描述所測液體中顆粒物的目的，為液體的處理提供了依據。
文檔編號G01N15/14GK102004070SQ200910168180
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月1日 優先權日2009年9月1日
發明者葉碧柯, 葉勝枝, 崔海松 申請人:杭州綠潔水務科技有限公司