專利名稱：水溶性酸溶液的顏色檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于運(yùn)行中變壓器油、汽輪機(jī)油的水溶性酸PH值檢測裝置領(lǐng)域，具體涉及一種水溶性酸溶液的顏色檢測裝置。
背景技術(shù)：
運(yùn)行中變壓器油、汽輪機(jī)油的水溶性酸PH值是電力供電系統(tǒng)衡量設(shè)備運(yùn)行狀況的一項(xiàng)重要指標(biāo)。公知的運(yùn)行中變壓器油、汽輪機(jī)油水溶性酸PH測定法是人工比色法，測試方法為:先記錄標(biāo)準(zhǔn)試樣中滴定指示劑后的顏色參數(shù)，再將指示劑溶液滴定入測量溶液并檢測其顏色，然后與記錄的標(biāo)準(zhǔn)顏色參數(shù)對比，利用查表等等方式計(jì)算出PH值。在此種實(shí)驗(yàn)方法中進(jìn)行顏色對比時(shí)存在試驗(yàn)人員眼睛色覺的差異等因素，導(dǎo)致試驗(yàn)偏差較大，重復(fù)性較差。同時(shí)由于PH標(biāo)準(zhǔn)溶液和滴定指示劑溶液都需定期更換，而配制時(shí)總存在人工誤差，這就更加加劇了顏色檢測結(jié)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(xiàn)了以光學(xué)元件代替人眼的自動型測試儀器，此種方法時(shí)，只需配制一次標(biāo)準(zhǔn)溶液，將其標(biāo)準(zhǔn)值存儲，之后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(zhǔn)確度和重復(fù)性，但同時(shí)，由于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采用光學(xué)元件，光衰、傳感器老化、器件穩(wěn)定性、環(huán)境等因數(shù)均可能照成采樣誤差和錯(cuò)誤，有時(shí)候誤差甚至比手動結(jié)果還大，因而，目前急需一種能克服配樣偏差和提高光學(xué)穩(wěn)定性的檢測裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決目前水溶性酸指示劑溶液顏色自動檢測時(shí)的偏差和穩(wěn)定性問題，克服顏色檢 測裝置無法保證精度、穩(wěn)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恒強(qiáng)技術(shù)測量水溶性酸指示劑溶液顏色，通過實(shí)時(shí)控制和調(diào)整單色光，使檢測裝置避免光衰、環(huán)境因數(shù)等對測試的影響。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:即一種水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特征在于包括白色光恒強(qiáng)控制單元、單色光分離單元、單色光恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元、數(shù)據(jù)檢測單元和數(shù)據(jù)處理和控制單元，所述白色光恒強(qiáng)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恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元的輸入端，所述單色光恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元的輸出端與數(shù)據(jù)檢測單元連接的輸入端連接，數(shù)據(jù)檢測單元的輸出端與數(shù)據(jù)處理和控制單元的輸入端連接。本實(shí)用新型的白色光恒強(qiáng)控制單元由恒流源、光電控制電路和白光二極管組成。恒流源由2.5V恒壓芯片和2K標(biāo)準(zhǔn)電阻組成，由恒壓芯片產(chǎn)生恒定2.5V電壓，施加在標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端，從而生成恒定電流。恒流源型號可選用REF192、LM336-2.5等。光電控制電路由三極管和一連接在三極管基極的IK金屬膜電阻組成，用于控制白光二極管的開關(guān)。其兩端分別連接恒流源和白光二極管，三極管型號可選用C9012、C9013、C1815 等。本實(shí)用新型的單色光分離單元由比色容器和3個(gè)濾光片組成，所述3個(gè)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(lán)。本實(shí)用新型由單色光分離單元分離的其中一色光輸入單色光恒強(qiáng)控制單元恒定為固定值，將另外兩色光輸入單色光光強(qiáng)調(diào)整單元進(jìn)行調(diào)整，使其與恒定單色光的光強(qiáng)差值，在調(diào)整前后保持不變。單色光恒強(qiáng)控制單元由帶有反饋的放大電路組成，光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，反饋電路自動調(diào)整，使輸出光強(qiáng)恒定，放大電路型號可選用:0P07、AD623等。單色光光強(qiáng)調(diào)整單元由放大器和數(shù)字電位器組成，由數(shù)字電位器控制放大器的放大倍數(shù)，從而得到目標(biāo)值。放大器可選用0P07、LM358等，數(shù)字電位器可選用:X9312，X9C103
等ο數(shù)據(jù)檢測單元為成熟的檢測芯片，芯片輸入端為檢測信號，輸出端可直接讀取檢測數(shù)據(jù)。可選用型號:TLC2543、AD7705等。數(shù)據(jù)處 理和控制單元為可編程的ARM處理器，可對數(shù)據(jù)檢測單元讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并根據(jù)其結(jié)果進(jìn)行相關(guān)控制。其型號可選用LPC2114，LM3S1601。本實(shí)用新型的工作原理如下:白光照射經(jīng)過被測樣品后，由濾光片分離其有效單色光，然后對其中一種單色光進(jìn)行恒定強(qiáng)度處理，處理的同時(shí)要調(diào)整其它單色光光強(qiáng)，使其它單色光的光強(qiáng)和它之間的差值在調(diào)整前后保持不變，處理后，由數(shù)據(jù)檢測單元對各色光進(jìn)行分析、計(jì)算和處理。本實(shí)用新型的特點(diǎn)如下:I)采用恒流方式控制光源，避免光衰和環(huán)境等因素的影響2)經(jīng)過比色容器后的光線由濾光片進(jìn)行分離，對各單色光分別進(jìn)行處理3)取三種單色光中其一，對其進(jìn)行恒定強(qiáng)度處理，同時(shí)保證其它兩種單色光的光強(qiáng)在處理前后與其差值保持不變。4)單色光光強(qiáng)調(diào)整后，因其中一條單色光已經(jīng)恒定，可以不進(jìn)行計(jì)算，只需對其它兩種色光進(jìn)行檢測和運(yùn)算，這大大減少了測量誤差和系統(tǒng)的測試強(qiáng)度本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):I)因?qū)崟r(shí)進(jìn)行光強(qiáng)的處理，可有效避免光衰、環(huán)境影響等因素照成的測試誤差；2)調(diào)整后的光線進(jìn)行檢測時(shí)，因其中一條單色光已經(jīng)恒定，只需對其它兩種色光進(jìn)行檢測和運(yùn)算，這大大減少了測量誤差和系統(tǒng)的測試強(qiáng)度，并提高了穩(wěn)定性。實(shí)際測試中發(fā)現(xiàn)，因水溶性酸測試中，使用的顏色區(qū)間有限，利用本實(shí)用新型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為本實(shí)用新型的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型白色光恒強(qiáng)控制單元的原理框圖；圖3為本實(shí)用新型白色光恒強(qiáng)控制單元中恒流源與光電控制部分的電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型單色光分離單元的原理框圖；[0032]圖5為本實(shí)用新型使用前兩條單色光光強(qiáng)的示意圖；圖6為本實(shí)用新型使用后兩條單色光光強(qiáng)的示意圖；圖7為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)檢測單元和數(shù)據(jù)處理和控制單元的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。如圖1所示:白色光恒強(qiáng)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恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元的輸入端，所述單色光恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元的輸出端與數(shù)據(jù)檢測單元連接的輸入端連接，數(shù)據(jù)檢測單元的輸出端與數(shù)據(jù)處理和控制單元的輸入端連接。如圖2所示:白色光恒強(qiáng)控制單元由恒流源、光電控制電路和白光二極管組成。圖3為本實(shí)用新型白色光恒強(qiáng)控制單元中恒流源與光電控制部分的電路原理圖；如圖4所示:本實(shí)用新型的單色光分離單元由比色容器和3個(gè)濾光片組成，所述3個(gè)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(lán)。本實(shí)用新型由單色光分離單元分離的其中一色光輸入單色光恒強(qiáng)控制單元恒定為固定值，將另外兩色光輸入單色光光強(qiáng)調(diào)整單元進(jìn)行調(diào)整，使其與恒定單色光的光強(qiáng)差值，在調(diào)整前后保持不變。圖5為本實(shí)用新型使用前兩條單色光的示意圖。圖6為本實(shí)用新型使用后兩條單色光的示意圖。
`[0043]圖7為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)檢測單元和數(shù)據(jù)處理和控制單元的電路原理圖。本實(shí)用新型的工作時(shí)白色光恒強(qiáng)控制單元發(fā)出的白光照射經(jīng)過被測樣品后，由單色光分離單元的濾光片分離其有效單色光，然后對其中一種單色光輸入單色光恒強(qiáng)控制單元進(jìn)行恒定強(qiáng)度處理，另外兩種單色光輸入單色光光強(qiáng)調(diào)整單元進(jìn)行調(diào)整，使其它單色光的光強(qiáng)和它之間的差值在調(diào)整前后保持不變，處理后，由數(shù)據(jù)檢測單元、數(shù)據(jù)處理和控制單元對各色光進(jìn)行分析、計(jì)算和處理，并根據(jù)運(yùn)算的結(jié)果對其它單元進(jìn)行修整和控制。
權(quán)利要求1.一種水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特征在于包括白色光恒強(qiáng)控制單元、單色光分離單元、單色光恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元、數(shù)據(jù)檢測單元和數(shù)據(jù)處理和控制單元，所述白色光恒強(qiáng)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恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元的輸入端，所述單色光恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元的輸出端與數(shù)據(jù)檢測單元連接的輸入端連接，數(shù)據(jù)檢測單元的輸出端與數(shù)據(jù)處理和控制單元的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特征在于白色光恒強(qiáng)控制單元由恒流源、光電控制電路和白光二極管組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特征在于單色光分離單元由比色容器和3個(gè)濾光片組成，所述3個(gè)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(lán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特征在于由單色光分離單元分離的其中一色光輸入單色光恒強(qiáng)控制單元恒定為固定值，將另外兩色光輸入單色光光強(qiáng)調(diào)整單元進(jìn)行調(diào)整，使其與 恒定單色光的光強(qiáng)差值，在調(diào)整前后保持不變。
專利摘要本實(shí)用新型屬于運(yùn)行中變壓器油、汽輪機(jī)油的水溶性酸PH值檢測裝置領(lǐng)域，具體涉及一種水溶性酸溶液的顏色檢測裝置，其特征在于包括白色光恒強(qiáng)控制單元、單色光分離單元、單色光恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元、數(shù)據(jù)檢測單元和數(shù)據(jù)處理和控制單元，所述白色光恒強(qiáng)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恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元的輸入端，所述單色光恒強(qiáng)控制單元、單色光光強(qiáng)調(diào)整單元的輸出端與數(shù)據(jù)檢測單元連接的輸入端連接，數(shù)據(jù)檢測單元的輸出端與數(shù)據(jù)處理和控制單元的輸入端連接。本實(shí)用新型具有測量誤差小、效率高、測試強(qiáng)度大和穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N21/25GK203148834SQ201320092878
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者袁景和, 李國棟, 周磊 申請人:江蘇匯杰電氣有限公司