一種自動檢測采集樣品透射率的裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，該裝置由閥門組件、控制組件、探測組件構成，閥門組件包括退色氣體雙向電動閥門、致色氣體雙向電動閥門、排氣雙向電動閥門，以及連接在裝置外殼上的電源適配器；控制組件包括單片機、插座，單片機經不同的控制繼電器與閥門連接；探測組件包括紅外傳感器、固定紅外傳感器的支架及紅外光源。與現有技術相比，本發明適用于如對鍍有二氧化鎢的樣品在沖入氫氣致色和沖入氧氣退色時，樣品透射率變化的大量重復測量，滿足實驗室對氣致變色材料性能檢測的需求。
【專利說明】—種自動檢測采集樣品透射率的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及集成控制領域，尤其是涉及一種自動檢測采集樣品透射率的裝置。
【背景技術】
[0002]在現有氣致變色節能靈巧窗的應用方面，致/褪色氣體的轉換一直是由人工控制，一方面對于氣致/褪色過程中的透過率轉換數據的掌握精確度不高，另一方面未能達到氣致變色節能窗的應用集成。目前還沒有針對此類節能窗透過率數據采集以及自動切換的相關報道。
【發明內容】
[0003]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高度靈敏、安全的的集成控制效果的自動檢測采集樣品透射率的裝置。
[0004]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0005]一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，由閥門組件、控制組件、探測組件構成，
[0006]所述的閥門組件包括退色氣體雙向電動閥門、致色氣體雙向電動閥門、排氣雙向電動閥門，分別連接在退色氣體管道、致色氣體管道和排氣管道上，以及連接在裝置外殼上的電源適配器；
[0007]所述的控制組件包括單片機、連接在退色氣體管道、致色氣體管道和排氣管道上的兩端的退色氣體進氣快插插座、致色氣體進氣快插插座、排氣快插插座以及退色氣體出氣快插插座，致色氣體出氣快插插座和排氣快插插座，單片機經不同的控制繼電器分別與退色氣體雙向電動閥門、致色氣體雙向電動閥門、排氣雙向電動閥門連接；
[0008]所述的探測組件包括紅外傳感器、固定紅外傳感器的支架及紅外光源，紅外光源發射的紅外線透射過樣品被紅外傳感器接受，該紅外傳感器與單片機的IIC總線相連接，交換測量數據。
[0009]所述的電源適配器為電動閥門、控制繼電器及紅外光源供電。
[0010]所述的退色氣體進氣快插插座、致色氣體進氣快插插座、排氣快插插座通過氣動軟管與退色氣體氣源和致色氣體氣源相連接。
[0011]所述的退色氣體出氣快插插座,致色氣體出氣快插插座、排氣快插插座通過氣動軟管與樣品上的插口相連接。
[0012]所述的退色氣體管道、致色氣體管道和排氣管道固定在外殼內部。
[0013]所述的外殼預留有使管道可自外殼內部伸出的預留孔。在外殼上設有把手，退色氣體管道，致色氣體管道，排氣管道橫向安置于外殼中，并通過預留孔自外殼內部伸出，固定在外殼上。
[0014]所述的控制繼電器包括退色氣體閥控制繼電器，致色氣體閥控制繼電器和排氣閥控制繼電器，上述控制繼電器的輸入端與單片機的數字輸出相連接，輸出端分別與退色氣體雙向電動閥門，致色氣體雙向電動閥門和排氣雙向電動閥門各自的電路控制相連接，實現由單片機控制氣源為樣品沖入氫氦混合氣體或退色氣體的工作。
[0015]所述的退色氣體閥控制繼電器、致色氣體閥控制繼電器和排氣閥控制繼電器自帶邏輯電路與控制線，當控制線短接時，閥門由閉合狀態轉變為開啟狀態，當控制線斷開時，閥門由開啟狀態轉變為閉合狀態，維持狀態不需額外用電。
[0016]所述的紅外光源由白灼燈及硅片組成，通過硅片濾光僅允許紅外波段的電磁波穿透。選用的紅外傳感器對波長760nm至IlOOnm波段的光線敏感，此波段為紅外波段。
[0017]本發明中電源適配器提供將交流220V降壓至直流12V。
[0018]本發明將電路部分與電動閥門部分相結合，具有攜帶較便利的優勢，可滿足實驗
室測量的需要。
[0019]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0020]1.裝置通過單片機部分和電動閥門部分，軟硬結合，自動控制樣品的氣致變色，同時測量樣品透射率參數，同時可直接將數據結果輸出至電腦中，進行數據分析等，節省人力物力。
[0021]2.裝置中的光源使用白灼燈與硅片的組合，簡單可靠，節約成本。
[0022]3.裝置中使用的電動閥門維持開啟狀態不需額外供電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的主視結構示意圖；
[0024]圖2為本發明的右視結構示意圖；
[0025]圖3為探測組件的結構示意圖。
[0026]圖中，I為外殼，2為退色氣體雙向電動閥門，3為致色氣體雙向電動閥門，4為排氣雙向電動閥門，5為退色氣體管道，6為致色氣體管道，7為排氣管道，8為退色氣體進氣快插插座，9為致色氣體進氣快插插座，10為排氣快插插座，11為退色氣體出氣快插插座，12為致色氣體出氣快插插座，13為排氣快插插座，14為單片機，15為退色氣體閥控制繼電器，16為致色氣體閥控制繼電器，17為排氣閥控制繼電器，18為紅外傳感器，19為紅外光源，20為電源適配器，21為支架，22為把手。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0028]實施例1
[0029]一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，其結構如圖1-2所示，由閥門組件、控制組件、探測組件構成，包括外殼1，退色氣體雙向電動閥門2，致色氣體雙向電動閥門3，排氣雙向電動閥門4，退色氣體管道5，致色氣體管道6，排氣管道7，退色氣體進氣快插插座8，致色氣體進氣快插插座9，排氣快插插座10，退色氣體出氣快插插座11,致色氣體出氣快插插座12,排氣快插插座13,單片機14,退色氣體閥控制繼電器15,致色氣體閥控制繼電器16,排氣閥控制繼電器17，紅外傳感器18，紅外光源19，電源適配器20，支架21和把手22其中:
[0030]閥門組件中，退色氣體雙向電動閥門2，致色氣體雙向電動閥門3和排氣雙向電動閥門4分別連接與退色氣體管道5，致色氣體管道6和排氣管道7相連接，退色氣體管道5，致色氣體管道6和排氣管道7固定在外殼內部，外殼上預先為管道預留了孔，使管道可自外殼內部伸出。退色氣體進氣快插插座8，致色氣體進氣快插插座9和排氣快插插座10分別安裝在退色氣體管道5，致色氣體管道6和排氣管道7的左端，退色氣體快插插座8和致色氣體快插插座9通過氣動軟管與退色氣體氣源和致色氣體氣源相連接。退色氣體出氣快插插座11，致色氣體出氣快插插座12和排氣快插插座13分別安裝在退色氣體管道5，致色氣體管道6和排氣管道7的右端，退色氣體出氣快插插座11，致色氣體出氣快插插座12和排氣快插插座13通過氣動軟管與樣品上的插口相連接。電源適配器20安放在外殼I內部，為3個電動閥門和控制組件的控制電路和探測組件的探測部分供電。
[0031]控制組件中，單片機14，退色氣體出氣快插插座11,致色氣體出氣快插插座12和排氣快插插座13，固定在外殼I上，與單片機14的數字接口相連接。退色氣體閥控制繼電器15，致色氣體閥控制繼電器16和排氣閥控制繼電器17的輸入端與單片機14的數字輸出相連接，輸出端分別與閥門組件中1，退色氣體雙向電動閥門2，致色氣體雙向電動閥門3和排氣雙向電動閥門4各自的電路控制相連接，實現由單片機控制氣源為樣品沖入氫氦混合氣體或退色氣體的工作。單片機14，退色氣體閥控制繼電器15，致色氣體閥控制繼電器16和排氣閥控制繼電器17由閥門組件橫縱的電源適配器20供電。
[0032]探測組件中，支架21用于固定紅外傳感器18，紅外光源19和樣品，固定形式如圖3所示，實現紅外光源19發射的紅外線能透光樣品被紅外傳感器接受。紅外傳感器18與控制組件中的單片機14的IIC總線相連接，交換測量數據。紅外光源19由閥門組件中的電源適配器20供電。
[0033]外殼I上設有把手22，退色氣體管道5，致色氣體管道6，排氣管道7橫向安置于外殼I中。紅外光源19由一個白灼燈，和一塊硅片組成，硅片起到濾光作用，僅允許紅外波段的電磁波穿透，選用的紅外傳感器對波長760nm至IlOOnm波段的光線敏感，此波段為紅外波段。退色氣體閥控制繼電器15，致色氣體閥控制繼電器16和排氣閥控制繼電器17自帶邏輯電路與控制線，當控制線短接時，閥門由閉合狀態轉變為開啟狀態，當控制線斷開時，閥門由開啟狀態轉變為閉合狀態，維持狀態不需額外用電。電源適配器提供將交流220V降壓至直流12V。
[0034]使用氣動軟管分別將退色氣體氣源與退色氣體進氣快插插座8相連接，將致色氣體氣源與致色氣體進氣快插插座9相連接，同時檢查管道的密封性。使用氣動軟管分別將退色氣體出氣快插插座11與樣品退色氣體接頭相連接，將致色氣體出氣快插插座12與樣品致色氣體接頭相連接，將排氣快插插座13與樣品排氣接頭相連接。使用USB連接線將單片機與電腦相連接，單片機啟動，再打開人機交互界面的程序。
[0035]將樣品從支架21上取下，保證測量空間昏暗，點擊程序中測量絕對強度。
[0036]將樣品固定在支架21上，打開紅外光源19，在程序中啟動紅外傳感器18，檢查是否能檢測到紅外信號，再設置循環測量次數，開始循環測量樣品在致色與退色時的透射率，其過程為:
[0037]第一步:單片機14對致色氣體閥控制繼電器16和排氣閥控制繼電器17輸出高電平，致色氣體閥控制繼電器16和排氣閥控制繼電器17閉合，使致色氣體雙向電動閥門3和排氣電動閥門4的控制線短接，閥門開啟，致色氣體沖入樣品中使樣品致色。同時退色氣體閥控制繼電器15保持斷開狀態，使退色氣體雙向電動閥2閉合，紅外傳感器18不斷監測透射率的變化，直到透射率幾乎不變時，可認為樣品已完全致色，輸出此時樣品的致色透射率。
[0038]第二步:單片機14對退色氣體閥控制繼電器16和排氣閥控制繼電器17輸出高電平，退色氣體閥控制繼電器16和排氣閥控制繼電器17閉合，使退色氣體雙向電動閥門3和排氣電動閥門4的控制線短接，閥門開啟，致色氣體沖入樣品中使樣品退色。同時致色氣體閥控制繼電器15保持斷開狀態，使退色氣體雙向電動閥2閉合，紅外傳感器18不斷監測透射率的變化，直到透射率幾乎不變時，可認為樣品已完全致色，輸出此時樣品的退色透射率。
[0039]第三步:循環第一步與第二步，直至初始設定的循環次數。
[0040]待測量結束后，實驗員獲得樣品的循環致色退色的透射率。
【權利要求】
1.一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，其特征在于，該裝置由閥門組件、控制組件、探測組件構成， 所述的閥門組件包括退色氣體雙向電動閥門、致色氣體雙向電動閥門、排氣雙向電動閥門，分別連接在退色氣體管道、致色氣體管道和排氣管道上，以及連接在裝置外殼上的電源適配器； 所述的控制組件包括單片機、連接在退色氣體管道、致色氣體管道和排氣管道上的兩端的退色氣體進氣快插插座、致色氣體進氣快插插座、排氣快插插座以及退色氣體出氣快插插座，致色氣體出氣快插插座和排氣快插插座，單片機經不同的控制繼電器分別與退色氣體雙向電動閥門、致色氣體雙向電動閥門、排氣雙向電動閥門連接； 所述的探測組件包括紅外傳感器、固定紅外傳感器的支架及紅外光源，紅外光源發射的紅外線透射過樣品被紅外傳感器接受，該紅外傳感器與單片機的IIC總線相連接，交換測量數據。
2.根據權利要求1所述的一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，其特征在于，所述的電源適配器為電動閥門、控制繼電器及紅外光源供電。
3.根據權利要求1所述的一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，其特征在于，所述的退色氣體進氣快插插座、致色氣體進氣快插插座、排氣快插插座通過氣動軟管與退色氣體氣源和致色氣體氣源相連接。
4.根據權利要求1所述的一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，其特征在于，所述的退色氣體出氣快插插座，致色氣體出氣快插插座、排氣快插插座通過氣動軟管與樣品上的插口相連接。
5.根據權利要求1所述的一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，其特征在于，所述的退色氣體管道、致色氣體管道和排氣管道固定在外殼內部。
6.根據權利要求5所述的一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，其特征在于，所述的外殼預留有使管道可自外殼內部伸出的預留孔。
7.根據權利要求1所述的一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，其特征在于，所述的控制繼電器包括退色氣體閥控制繼電器，致色氣體閥控制繼電器和排氣閥控制繼電器，上述控制繼電器的輸入端與單片機的數字輸出相連接，輸出端分別與退色氣體雙向電動閥門，致色氣體雙向電動閥門和排氣雙向電動閥門各自的電路控制相連接，實現由單片機控制氣源為樣品沖入氫氦混合氣體或退色氣體的工作。
8.根據權利要求7所述的一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，其特征在于，所述的退色氣體閥控制繼電器、致色氣體閥控制繼電器和排氣閥控制繼電器自帶邏輯電路與控制線，當控制線短接時，閥門由閉合狀態轉變為開啟狀態，當控制線斷開時，閥門由開啟狀態轉變為閉合狀態，維持狀態不需額外用電。
9.根據權利要求1所述的一種自動檢測采集樣品透射率的裝置，其特征在于，所述的紅外光源由白灼燈及硅片組成，通過硅片濾光僅允許紅外波段的電磁波穿透。
【文檔編號】G01N21/59GK104034699SQ201410276299
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】高國華, 胡騰洲, 葉天明, 時科峰, 劉根生, 盛胡丹筠, 金曉波, 張增海, 吳廣明 申請人:同濟大學