一種二氧化氯快速檢測儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種二氧化氯快速檢測儀，包括樣品槽、與樣品槽相匹配的樣品池和作用于樣品池的光檢機構，所述光檢機構具有兩個工作在不同波段的檢測光路，所述二氧化氯快速檢測儀還包括作用于樣品池的超聲波發生器以及用于切換兩個檢測光路并啟動所述超聲波發生器的控制器。本實用新型進行樣品檢測時，通過檢測光路的檢測值作為控制器切換光路的指令，例如可以通過檢測光路的檢測值手動操作控制器，切換至所需檢測光路，也可以通過檢測值自動控制光路的切換。
【專利說明】
一種二氧化氯快速檢測儀
技術領域
[0001]本發明涉及檢測設備技術領域，尤其是指一種二氧化氯溶液的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]二氧化氯是國際上使用較為廣泛的一種高效消毒劑，廣泛應用于飲用水消毒、食品安全控制、醫療器械消毒等領域。國家標準GB26366-2010《二氧化氯消毒劑衛生標準》中規定，C102消毒劑應用不同領域需要有不同的作用濃度和作用時間，從生活飲用水的lmg/L至Ij2mg/L到醫療器械的消毒要求400mg/L到600mg/L，作用時間少的在15分鐘以上，多的需要60分鐘。而二氧化氯溶液并不十分穩定，因此在使用過程中需要監測其濃度變化以保證其足夠的殺菌濃度。因此，開發一種便攜式的，且能快速檢測二氧化氯溶液濃度的技術具有巨大的市場需求量。
[0003]例如，公開號為CN 103645146A的中國發明專利申請文獻公開了一種二氧化氯檢測裝置，包括有控制單元、比色模塊以及一體式探測模塊，所述比色模塊包括單色光源、比色槽以及比色瓶，所述一體式探測模塊包括有光信號探測器、信號記錄儀以及信號處理單元，光信號探測器用于探測比色模塊內單色光源的光透過比色槽中比色瓶的光信號強度并向比色模塊的信號記錄儀發送信號，信號記錄儀通過接口與信號處理單元連接，信號處理單元通過信號處理電路和模數轉換電路計算空氣中二氧化氯氣體的濃度。
[0004]目前市場上已經有一些二氧化氯檢測裝置，但二氧化氯檢測濃度分為高量程和低量程，并不能將國標中規定的檢測濃度囊括在內，低量程的一般為0_5mg/L或者0-10mg/L，高量程在5-10mg/L至999mg/L。在檢測二氧化氯濃度時，需要事先知道其濃度范圍才能購置特定量程范圍的二氧化氯檢測儀對其進行準確測定。
【實用新型內容】
[0005]針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種檢測速度快、靈敏度高的二氧化氫快速檢測儀。
[0006]—種二氧化氯快速檢測儀，包括樣品槽、與樣品槽相匹配的樣品池和作用于樣品池的光檢機構，所述光檢機構具有兩個工作在不同波段的檢測光路，所述二氧化氯快速檢測儀還包括作用于樣品池的超聲波發生器以及用于切換兩個檢測光路并啟動所述超聲波發生器的控制器。
[0007]進行樣品檢測時，通過檢測光路的檢測值作為控制器切換光路的指令，例如可以通過檢測光路的檢測值手動操作控制器，切換至所需檢測光路，也可以通過檢測值自動控制光路的切換。
[0008]作為一種自動化優選方式，所述光檢機構包括:
[0009]布置在第一檢測光路上且相互匹配的第一光源以及第一光電傳感器；
[0010]布置在第二檢測光路上且相互匹配的第二光源以及第二光電傳感器；
[0011]用以接收兩個光電傳感器信號并生成檢測結果的處理器。
[0012]進一步優選地，所述控制器與處理器相連，并以所述檢測結果與預設值的關系作為檢測光路的切換指令，所述第一光源以及第二光源接入并受控于所述控制器。
[0013]處理器本身采用常規信號處理器，例如數模轉換處理器，接受光電傳感器的檢測信號，然后進行數模轉換，生成吸光度值，生成的吸光度值與預設值進行比較，比較結果作為控制器的切換指令。
[0014]作為優選，處理器包括:
[0015]用于接收光電信號的信號過濾器；
[0016]用于接收來自信號過濾器發射的信號的信號放大器；
[0017]用于接收來自信號放大器發射的信號的信號轉換器，該信號轉換器處理后的信號(即吸光度值)發射至控制器。
[0018]所述信號過濾器、信號放大器和信號轉換器均可采用市售產品。
[0019]作為優選，所述第一光源為具有400?450nm波長范圍的LED燈;所述第二光源為具有500?560nm波長范圍的LED燈。LED燈的規格為5mm，輕巧方便，售價為烏燈的I /100，光源波長固定，電源只要9V電壓，適宜于便攜式儀器設計，便于普通人員操作。
[°02°] 進一步地，所述第一光電傳感器為可接收400_450nm的光電信號的娃光二極管;所述第二光電傳感器為可接收500-560nm的光電信號的娃光二極管。
[0021]作為優選第一光源和第一光電傳感器位于過樣品槽中心的同一直線上;第二光源和第二光電傳感器位于過樣品槽中心的同一直線上。
[0022]進一步優選，所述第一光源和第二光源位于樣品槽的同一側，所述第一光電傳感器和第二光電傳感器位于樣品槽的與兩個光源所在側相對的同一側，所述超聲波發生器設置為兩個，分別位于樣品槽的兩側且不同于兩個光源及兩個光電傳感器所在側。
[0023]所述超聲波發生器的頻率為20KHZ-130KHZ。
[0024]優選地，所述處理器與控制器可集成至同一芯片。
[0025]所述控制器為M⑶微控制器。MCT微控制器帶精確內部振蕩器，頻率范圍為8MHZ-32KHZ，電壓范圍2.2V-5.5V，可編程代碼保護，>10萬次讀寫功能，閃存/EEPROM數據保存時間>40年。
[0026]優選地，所述樣品槽、光檢機構、超聲波發生器和控制器均集成在同一電路板上，還設有用于為所述電路板供電的內置電源。
[0027]進一步優選地，所述電路板上還設有接入并受控于控制器的顯示模塊。
[0028]優選地，還包括一外殼，所述電路板及內置電源均位于該外殼內。
[0029]所述電路板上還集成有顯示模塊、蜂鳴器和功能開關，顯示模塊、蜂鳴器和功能開關均連接并受控于控制器，顯示模塊用于輸出檢測結果，蜂鳴器用于接收來自所述信號處理器的信號并提醒檢測完成，功能開關用于啟閉檢測過程。
[0030]所述電路板和內置電源均包覆在同一外殼內，所述外殼上設有與顯示模塊對應的可視窗口，所述顯示模塊為液晶顯示模塊;所述外殼上還設有與樣品槽對應的開口，該開口處設有用于封閉樣品槽的面板蓋;所述外殼上還設有按鍵，所述按鍵包括開關鍵、功能鍵和調零/讀數鍵。
[0031]本實用新型的工作原理如下:
[0032]將待測溶液放入樣品池，其中一個光源發出檢測光給待測溶液，與該光源對應的光電傳感器檢測待測溶液的光電信號，傳輸給信號處理器，經過信號處理器預處理即轉換成吸光度值后發送給微控制器，微控制器接受來自信號處理器處理后的數據，與預先設定的吸光度值進行比較，根據比較結果，或計算得到二氧化氯濃度(根據預先設定的二氧化氯濃度與吸光度曲線計算得到)并指令顯示模塊直接顯示二氧化氯濃度，或直接指令顯示模塊顯示“加入激活劑和顯色劑”，并同時啟動超聲波發生器和另一個光源，迅速混合樣品池內的反應液，同時，與另一光源對應的光電傳感器檢測待測溶液的光電信號并發送給信號處理器，經信號處理器預處理后的數據傳輸給微控制器，根據標定的二氧化氯濃度與吸光度曲線計算得到二氧化氯濃度，并通過顯示模塊進行顯示。
[0033]例如，將待測溶液放入樣品池，用第一種指定波長范圍為400-450nm的單色光束通過待測溶液樣品，當該光束通過此溶液時被吸收的吸光度值3 0.025時，根據預先標定的二氧化氯濃度與吸光度曲線，可直接在儀器屏幕顯示溶液的二氧化氯濃度值；當該光束通過此溶液時被吸收的吸光度值〈0.025時，則儀器屏幕顯示要求，加入激活劑和顯色劑，并啟動超聲波反應模式5-15S，并轉換成第二種指定波長范圍為500-560nm的單色光束通過待測樣品獲得吸光度值，再次根據預先標定的二氧化氯濃度與吸光度曲線，在儀器屏幕顯示溶液的二氧化氯濃度值。
[0034]本實用新型設置兩個光檢機構(兩個光源及與之對應的兩個光電傳感器)，提高檢測靈敏度，增加檢測濃度范圍，超聲波發生器的設置可以快速混合檢測液，提高檢測速率。
[0035]本實用新型的快速檢測儀，二氧化氯測定濃度范圍囊括了國標中的不同對象二氧化氯使用消毒濃度范圍，測定濃度從0.04mg/L到1000mg/L，可減少用戶購買高中低段不同二氧化氯測定量程儀器的麻煩。該實用新型樣品槽直接設置在電路板上，光源、光電傳感器、超聲波發生器、信號處理器、微控制器和顯示模塊集成在電路板上，內置電源集成在外殼內，結構簡單，輕便手持，重量僅200g，操作簡單，非專業人員即可使用，適用于現場快速檢測和極多樣品的快速檢測。
[0036]與現有的檢測設備相比，本實用新型具有的有益效果:
[0037]二氧化氯測定濃度范圍囊括了國標中的不同對象二氧化氯使用消毒濃度范圍，測定濃度從0.04mg/L到1000mg/L，可減少用戶購買高中低段不同二氧化氯測定量程儀器的麻煩。該儀器輕便手持(200g重)，快速檢測，只需要30秒-2分鐘，測定誤差5 ±5%。非專業人員即可使用。適用于現場快速檢測和極多樣品的快速檢測。
【附圖說明】
[0038]圖1是本實用新型檢測儀縱向剖視結構示意圖。
[0039]圖2是本實用新型檢測儀橫向剖視結構示意圖。
[0040]圖3是本實用新型外殼示意圖。
[0041]圖中所示附圖標記如下:
[0042]1-電路板2-光源3-樣品槽
[0043]4-光電傳感器5-信號處理器6-微控制器
[0044]7-顯示模塊8-按鍵9-內置電源
[0045]10-蜂鳴器11-外殼12-開口
[0046]13-可視窗口14-開關鍵15-調零/讀數鍵
[0047]16-蓋板17-樣品池18_功能按鈕
[0048]19-超聲波發生器。
【具體實施方式】
[0049]如圖1?3所示，一種二氧化氫快速檢測儀，包括電路板I，內置電源9和外殼11，電路板與內置電源均位于外殼內，內置電源與電路板通過導線連接，為電路板供電，還配有1-2個樣品池17 (S卩15-30mL比色皿)，二氧化氯測試范圍0.04mg/L_l000mg/L。
[0050]電路板上集成安裝光源2、樣品槽3、光電傳感器4、超聲波發生器19、信號處理器5、微控制器6、顯示模塊7和蜂鳴器10，內置電源位于電路板的一端，樣品槽位于電路板上，樣品池與樣品槽相匹配，樣品槽位于遠離內置電源的其中一端端頭處，樣品槽的一側設置兩個光源2(第一光源和第二光源)，與光源2相對的一側設置兩個光電傳感器4(第一光電傳感器和第二光電傳感器)，第一光源和第一光電傳感器位于過樣品槽中心的同一直線上，構成第一檢測光路，第二光源和第二光電傳感器位于過樣品槽中心的同一直線上，構成第二檢測光路，第一檢測光路、第二檢測光路和信號處理器構成光檢機構。本實施方式中，光源位于靠近內置電源的一側。
[0051 ] 第一光源為具有400?450nm波長范圍的LED燈；第二光源為具有500?560nm波長范圍的LED燈。第一光電傳感器為可接收400-450nm的光電信號的硅光二極管;第二光電傳感器為可接收500_560nm的光電信號的娃光二極管。
[0052]樣品槽的另外兩側(即不同于光源及光電傳感器的兩側)各設置一個超聲波反生器19，超聲波發生器的頻率為20KHZ-130KHZ。
[0053]信號處理器5、微控制器6、顯示模塊7、功能按鈕18和蜂鳴器均位于樣品槽附近且位于樣品槽與內置電源之間，信號處理器、顯示模塊、兩個光源、兩個光電傳感器、蜂鳴器、功能按鈕及超聲波發生器均接入微控制器，與微控制器之間通信連接，并受控于微控制器，顯示模塊7為液晶模塊，位于電路板I的中部。功能按鈕分別具有啟動功能，調零/讀數功能。
[0054]外殼11包覆在電路板I和內置電源9外，外殼11上設有與樣品槽3對應的開口12，該開口 12處設有用于封閉樣品槽3的面板蓋16，外殼11上還設有與液晶模塊對應的可視窗口13，外殼11上位于可視窗口 13下方設有按鍵8，按鍵8與功能按鈕18對應，包括開關鍵14、調零/讀數鍵15。
[0055]本實用新型使用方法如下:
[0056]打開開關鍵14，取蒸餾水10mL，放入反應瓶中，插入比色槽，將面板蓋16蓋到比色瓶上，在比色皿周圍形成一個黑暗空間。按調零/讀數鍵15，當液晶顯示“L000”表示調零完畢。聽到蜂鳴器10“滴”一聲后，取出比色皿，再取二氧化氯水樣1mL到反應瓶中，插入樣品池，再次將面板蓋16蓋到比色皿上，按調零/讀數鍵15，如果聽到蜂鳴器10“滴” I聲，則屏幕已經直接顯示二氧化氯水樣的濃度值，可直接讀數，如果只聽到蜂鳴器10“滴” “滴” “滴”
連續的響聲，此時屏幕顯示“加入激活劑和顯色劑”字樣，則打開面板蓋16，在反應瓶中加入激活劑和顯色劑，再次蓋上面板蓋16，按調零/讀數鍵15，啟動超聲波反應模式，再次聽到蜂鳴器10 “滴” 一聲后，可從屏幕上讀取二氧化氯濃度值。
[0057]實施例1
[0058]取較低濃度二氧化氯水樣5個，用利用國標方法GB5750.11中規定的N，N-二乙基對苯二胺硫酸亞鐵錢滴定法進行測定，測得濃度值分別為0.05mg/L,0.10mg/L，0.50mg/L,1.00mg/L, 3.0Omg/L, 5.0Omg/L。利用本儀器進行測定，打開開關鍵，調零后，加入水樣1mL，放入反應瓶插入樣品池進行比色，5S-10S后聽到連續蜂鳴“滴” “滴” “滴”，再打開面板蓋，加入激活劑和顯色劑，再次蓋上面板蓋讀數，15S左右聽到蜂鳴“滴”后，可從屏幕上讀取二氧化氯濃度值，得到濃度值分別為0.048mg/L,0.10lmg/L，0.505mg/L，1.020mg/L,3.01 Omg/L，4.980mg/L。所得濃度值與國標方法的誤差范圍蘭±5%。
[0059]以上所述僅為本實用新型專利的具體實施案例，但本實用新型專利的技術特征并不局限于此，任何相關領域的技術人員在本實用新型的領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實用新型的專利范圍之中。
【主權項】
1.一種二氧化氯快速檢測儀，包括樣品槽、與樣品槽相匹配的樣品池和作用于樣品池的光檢機構，其特征在于，所述光檢機構具有兩個工作在不同波段的檢測光路，所述二氧化氯快速檢測儀還包括作用于樣品池的超聲波發生器以及用于切換兩個檢測光路并啟動所述超聲波發生器的控制器。2.根據權利要求1所述二氧化氯快速檢測儀，其特征在于，所述光檢機構包括: 布置在第一檢測光路上且相互匹配的第一光源以及第一光電傳感器； 布置在第二檢測光路上且相互匹配的第二光源以及第二光電傳感器； 用以接收兩個光電傳感器信號并生成檢測結果的處理器。3.根據權利要求2所述二氧化氯快速檢測儀，其特征在于，所述控制器與處理器相連，并以所述檢測結果與預設值的關系作為檢測光路的切換指令，所述第一光源以及第二光源接入并受控于所述控制器。4.根據權利要求2所述二氧化氯快速檢測儀，其特征在于，所述第一光源為具有400?450nm波長范圍的LED燈;所述第二光源為具有500?560nm波長范圍的LED燈。5.根據權利要求4所述二氧化氯快速檢測儀，其特征在于，所述第一光電傳感器為可接收400_450nm的光電信號的娃光二極管;所述第二光電傳感器為可接收500_560nm的光電信號的娃光二極管。6.根據權利要求2所述二氧化氯快速檢測儀，其特征在于，第一光源和第一光電傳感器位于過樣品槽中心的同一直線上;第二光源和第二光電傳感器位于過樣品槽中心的同一直線上。7.根據權利要求6所述二氧化氯快速檢測儀，其特征在于，所述第一光源和第二光源位于樣品槽的同一側，所述第一光電傳感器和第二光電傳感器位于樣品槽的與兩個光源所在側相對的同一側，所述超聲波發生器設置為兩個，分別位于樣品槽的兩側且不同于兩個光源及兩個光電傳感器所在側。8.根據權利要求1所述二氧化氯快速檢測儀，其特征在于，所述樣品槽、光檢機構、超聲波發生器和控制器均集成在同一電路板上，還設有用于為所述電路板供電的內置電源。9.根據權利要求8所述二氧化氯快速檢測儀，其特征在于，所述電路板上還設有接入并受控于控制器的顯示模塊。10.根據權利要求9所述二氧化氯快速檢測儀，其特征在于，還包括一外殼，所述電路板及內置電源均位于該外殼內。
【文檔編號】G01N21/31GK205580978SQ201620332729
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】吳丹, 沈健, 周素銳
【申請人】杭州標度環保技術有限公司