專利名稱：色度比色測定儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液體色度測定裝置，特別是一種液體色度比色測定儀。
對液體的色度測定一般分為二大類，一類是用光譜光度計或分光光度計進行光譜掃描，建立波長和透光率二維關系，再經數據處理獲得色度刺激值和色度量值，這種方法測定精度高，但操作繁瑣，所用儀器昂貴，色度量值概念因數據處理的數學模型而異，不直觀。另一種類是比色法，直接比較被測試樣與標準式樣在測定光譜下的透射率，從而建立相對色度量值。這類測定方法，所用儀器一般較簡單，操作方便，色度量值概念直觀，容易得到推廣，根據朗伯－比耳定律，還可借助試樣濃度、透光光程與透光率的關系來確定色度量值。常用色度測試有以下幾種。鉑鉆標準系列比色法常用于水和廢水的色度測定，此方法只適用于天然水和淡黃色廢水的色度測定，且試劑價格較貴。稀釋倍數法也被用于色度測定，被測樣品被稀釋到直至與標樣的顏色一致，由此確定樣品的色度，此法的測量隨機誤差較高，尤其在高色度液體的測量時，誤差更大。申請號87208540U的中國專利中公開的液體現場測定儀，利用改變被測樣品透光光程的方法來獲得樣品對標樣的相對色度值，同樣存在測量隨機誤差較大等缺點，一般只能作為色度的輔助測定手段。
本實用新型的目的在于提供一種液體色度比色測量儀，測量操作簡便，速度快，具有較小的測量隨機誤差，而且適用范圍廣。
本實用新型的任務通過以下方法來實現，一種主要由光源、比色容器、單色光器和目測光學系統按序排列組成的比色儀，其主要特點是所述的比色容器是一對完全相同的平行設置的比色容器，所述單色光器由可更換的標準濾色片系列組成，每一組標準濾色片系列包括同一色調下的若干不同色度的濾色片，每片濾色片消光值均經標定。
為增加比色的目測對比效果，所述的目測光學系統包括一個集光棱鏡，該棱鏡由兩塊對稱的折射棱鏡對稱粘合成一體。二個平行比色光路經集光棱鏡后形成一個準橢圓形視野，以利于自視比色。
所述的標準濾光片可以由不同色度的透明濾色紙夾持在雙層無色平板玻璃間而制成，這種濾色片制作成本低，色調及色度選擇范圍廣，可滿足本色度比色儀的特殊需要。
單色光器濾色片的更換方法可采用下述兩種，一種是簡單插片方式，即將濾色片制成帶手柄的插片形式，在比色儀的集光棱鏡與比色容器之間開有插片槽。另一種是轉盤方式，轉盤的旋轉中心設在被測樣品比色容器的中心線上，轉盤上設有一個中央無色玻璃透光孔，一組圓形標準濾色片系列，均布在轉盤中央孔的同心圓周上，該圓的半徑等于兩比色容器的中心線距，一組與標準濾色片系列數目相同的讀數片，鑲在轉盤盤面的外圓周對應部位上。
本實用新型是利用被精確標定的濾色片作為比色的參照基準。標準濾色片系列的標定包括色調和色度量值兩個方面。一種較簡單的濾色片標定方法是 色調由對應的主波長規定，例如可將“紅色”的主波長范圍定于620－700毫微米，“藍”色的主波長范圍定于465－482毫微米。將同一色調的不同濃度標樣，在其主波長范圍內分別測定被標濾色片的消光值E，即可獲得經標定的標準濾色片系列。
用被精確標定的標準濾色片系列，經選擇后置于標樣比色光路上，可獲得與被測試樣接近的比色效果，從而確定色度。這種方法雖不具有色度連續測試性能，但它比變換濃度或變換光程法的常規比色測試隨機誤差要小。換言之只需要標準濾色片系列的色度分檔足夠細，標定足夠精確，那么這種比色法的色度分辨靈敏度和精度可得到滿足。同時將標準濾色片和標樣相結合直接對試樣比色，色度測試的量度概念十分直觀明確，這一特點將有利于色度量值統一標準的建立。最后本實用新型裝置結構較簡單，制造成本低，可廣泛用于環保事業中的水質色度測試及食品、化工行業液體色度測定。
以下結合附圖和實施例，對本實用新型作進一步說明。
圖1是橫式色度比色儀主剖視圖。
圖2是圖1的A－A視圖。
圖3是濾色插片結構簡圖。
圖4是縱式色度比色儀主剖視圖。
圖5是轉盤式濾色片架盤面布置圖。
圖1是橫式色度比色儀的主視圖，圖2是圖1的A－A剖視圖，在圖1和圖2中光源1、比色容器3、濾色片5、集光棱鏡15、接目透鏡16、水平橫向排列，光源1為日光燈管，經兩個透鏡2產生兩平行光路。兩個形狀相同的矩形比色容器3平行設置在上述光路上，其中一個容器盛標樣，另一個盛被測液體。濾色片5為插件，插入插片槽17內。集光棱鏡15由兩塊形狀對稱的折射棱鏡粘合而成。透過比色容器3的光路經通光孔4，濾色片5讓無色平板玻璃14直到達集光棱鏡15，集光棱鏡15將平行光路折射向接目透鏡16方向，測試時可在視野中出現準橢圓形色像，這種色像有利色度差別的目測比較。放置比色容器3的儀器框架底部和側部均用黑色檔光材料制成，比色容器3的中間也用檔光材料隔開，框架頂部是轉蓋7，同樣用檔光材料制作，這些措施可防止測試時內部光線的相互干擾和外界光線的干擾，由于這種比色儀需使用多組濾色片系列，在儀器的底部和兩側面可設置貯片盒11，貯片盒11內設有片隔12，以利于濾色片分類貯存和取存操作。
圖3是玻璃紙濾色插片結構圖，插片5的手柄6和框架8用黑色材料制成，彩色透明玻璃紙10夾持在兩平板無色玻璃9中間，然后固定在框架8上，手柄6的面上貼有該濾色片主波長及色度量值的標記。
這種比色儀使用時在盛被測試樣的比色容器光路上，插有無色插片，然后選擇一組合適色調的濾色片系列，由淺至深插入標樣比色容器光路上的插槽內進行色度比色目測。
另一種縱式色度比色儀如圖4所示。圖中光源1、透鏡2、比色容器3、通光孔4、集光棱鏡15和接目透鏡16垂直排列。在光源1的上部設有白色透光玻璃18。在白色透光玻璃18與透鏡2之間為自然光采光室，外部光線經側透光玻璃19射入采光室，這是為比色儀在現場利用自然光源進行比色分析而設計的。比色容器3采用比色試管，試管間加有黑色材料制成的隔板20。整個比色儀的上部包括目測光學系統和濾色片轉盤21等為一可開啟的轉蓋裝置，開啟后可取放比色試管3。轉盤21設在轉蓋裝置的上蓋板23和下蓋板24之間，并架持在下蓋板上的支撐轉環架22上，可繞轉環架22中心旋轉。轉盤21上還設有定位珠25，與上蓋板的凹腔配合，起旋轉定位作用。下蓋板24還可與上蓋板23經轉軸26分開，用以更換濾色轉盤21。上蓋板23上還設有色度量值數讀數窗口27。濾色片13，色度量值鑲片28和中央透光玻璃29在轉盤21的盤面上分布狀況如圖5所示。
圖5中轉盤21中央為一無色透光玻璃29，一組同色調不同色度的透明濾色片13均布在轉盤21的一個同心圓周上，該圓的半徑與兩個比色試管中心線間距相同。一組與濾色片數目相同的色度量值讀數片28鑲在轉盤21的外部同心圓周上，每個鑲片28和對應濾色片13的位置關系與上蓋板23的讀數窗口27和濾色片通光孔4的位置關系一致。
這種比色儀可配備若干個不同色調的濾色片轉盤，以擴大使用范圍。由于采用了上述轉盤機構，操作比較方便，特別適合現場使用。撥動轉盤21，使不同色度的濾色片13置于標樣試管光路，即可進行色度比色測定。目視色度一致后，從讀數窗口27可直接讀得被測試樣的色度量值。所述的濾色片13可采用光學濾色片或透明濾色紙，如同圖3所介紹的，后一種情況可明顯降低制成成本。
權利要求1.一種液體色度比色儀，主要包括光源，比色容器，單色光器和目視光學系統，其特征在于A、所述的比色容器是一對完全相同的盛液容器，平行設置在比色儀的二條平行光路上；B、所述的單色光器由可更換的標準濾色片系列組成，每一組標準濾色片系列包括若干片色調相同而色度不同的濾色片，每片濾色片消光值均經標定。C、所述的目視光學系統包括一個集光棱鏡，該棱鏡由二塊形狀對稱的折射棱鏡對稱粘合而成，棱鏡的折射集光光路，向著接目透鏡方向。
2.按權利要求1所述的色度比色儀，其特征是所述的標準濾色片夾持在兩平板無色玻璃之間的透明濾色紙。
3.按權利要求1或2所述的色度比色儀，其特征是所述的單色光器由濾色插片和設在集光棱鏡和比色容器之間的插片槽組成。
4.按權利要求1或2所述的色度比色儀，其特征是所述的單色光器是設在集光棱鏡和比色容器之間的濾色片轉盤，轉盤的旋轉中心與一個比色容器的中心線共線，轉盤上設有一個中央無色玻璃透光孔，一組圓形標準濾色片系列，該組濾色片均布在轉盤的一個同心圓周上，該圓周半徑與兩平行比色容器中心線距相同，一組與所述濾色片系列數目相同的色度量值讀數片，鑲在轉盤面外圓周的對應部位上。
專利摘要本實用新型涉及一種液體色度比色儀，其特點是使用若干組濾色片系列，每組濾色片包括同一色調下的若干不同色度量值的濾色片，所有濾色片均經色度標定，將這種濾色片置于標樣光路上，與平行設置的被測試樣光路進行目測比色，目測光學系統中還包括一個集光棱鏡，可獲得對比性較強的準橢圓形比色視野，這種比色儀結構簡單，色度測定精度較高，操作方便，可用于水質和廢水色度測定以及食品、化學行業的液體色度測定。
文檔編號G01J3/51GK2068676SQ90200178
公開日1991年1月2日 申請日期1990年1月11日 優先權日1990年1月11日
發明者張志剛, 劉俊良 申請人:河北建筑工程學院