一种在线实时检测糖度计的制作方法

本实用新型涉及检测装置领域，具体地说是一种在线实时检测糖度计。

背景技术：

光线自一种透明介质进入另一种透明介质时，产生折光现象，这种现象是由于光线在各种不同的介质中进行的速度不同造成的。因蔗糖分子具有旋光性，浓度越高时反色角度越小，以此来测量糖度的含量。通常都是采用手持式折光仪来检测糖度的含量的，以常见的lb20t手持式折光仪为例，一般步骤是：1、打开手持式折光仪的盖板，用干净的纱布或卷纸擦干净棱镜玻璃面，在棱镜玻璃面上滴两滴蒸馏水，盖上盖板；2、于水瓶状态，从目镜中心的小孔处观察，检查视野中明暗交界线是否出在刻度的零线上，若与零线不重合，则旋动刻度调节旋钮，使分界线刚好落在零线上；3、打开盖板，用纱布或卷纸将水擦干，然后如上法在棱镜玻璃面上滴上几滴待测液体，进行观察，读取视野中明暗交界线上的刻度，即为溶液中的含糖量。

上述的测量方式也被运用在啤酒酿造的过程中，测量啤酒发酵阶段各个时间点的糖度含量，使啤酒酿造工艺精良可控，确保啤酒有良好的口感。但是现有的检测啤酒的糖度都是采用以上这种手持式糖度计进行检测，存在以下几个问题：1、每次检测都需要人工取样，取样工作不能实现自动化，就是比较麻烦，人工成本高；2、啤酒溶液中含有大量易容性和难溶性物质，当环境改变或长时间的静置，在啤酒取样腔体内容易形成沉积，影响检测精度；3、手持式折光仪在检测的过程中，对周边环境的光是有要求的，不但要求是散光，而且亮度也有要求，如果亮度过高，就会出线曝光，如果亮度过低，就会看不清楚；4、手持式折光仪在读数时，需要将其举到与眼睛水水平的位置，从目镜的小孔中进行读数，比较麻烦。以上问题不单单是出现在啤酒酿造的过程中，而且在其他糖度检测的过程中同样存在，所以手持式折光仪虽然携带方便，原理简单，但是依旧存在需要改进的地方。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种在线实时检测糖度计。

本实用新型要解决现有的手持式折光仪存在的取样麻烦，检测精度容易受到周边光源环境以及检测溶液沉淀的影响，读数需要从目镜中观察，比较麻烦的问题。

本实用新型的技术方案是:一种在线实时检测糖度计，包括棱镜、折射镜头组和目镜，该装置包括：

取样腔，该取样腔设于棱镜前端，容纳需要检测的样本溶液；

背光板，该背光板设于取样腔的上方，为在线实时检测糖度计提供折射的光源；

摄像头，该摄像头设于目镜的后端，正对目镜的观察孔，读取实时检测到的样本溶液的糖度值。

优选的，所述的取样腔设有样本溶液进口和样本溶液出口，需要检测的样本溶液从样本溶液进口流入到取样腔内，从样本溶液出口处流出，实现自动取样。

作为进一步优选的，所述的样本溶液进口设于所述取样腔的前端，所述的样本溶液出口设于所述取样腔的上端。

优选的，所述取样腔的上端面为透明，所述的背光板设于所述的取样腔上方，背光板朝向取样腔，为取样腔提供光源。

优选的，在线实时检测糖度计的外部设有固定座，所述的折射镜头组的外部设有镜筒，棱镜设于镜筒的前端，目镜设于镜筒的后端，棱镜的中心、折射镜头组的中心、目镜的中心和摄像头的中心位于同一中心线上，且所述的镜筒和摄像头通过固定装置固定于所述的固定座上。

作为进一步优选的，所述的固定座上方设有盖板，盖板和固定座将在线实时检测糖度计包围起来，所述的固定座和盖板上设有与样本溶液进口、样本溶液出口对应的管道接口，还设有摄像头接线口。

优选的，所述的棱镜设于镜筒的前端，棱镜从取样腔的后端伸入到取样腔内，且通过固定装置与取样腔固定。

优选的，所述的棱镜的入射面与取样腔的下端面之间的夹角呈锐角。

作为进一步优选的，所述的样本溶液进口的水平位置不高于所述棱镜的中心水平高度，所述的样本溶液出口位于取样腔的上端，且靠近棱镜的一端。

优选的，所述的背光板为led背光板。

本实用新型的有益效果为：1、本实用新型在样本溶液进口和样本溶液出口处接上连接管，并配以泵之后，即可实现样本溶液的自动取样工作，不需要反复在棱镜上滴上样本溶液，实现了取样的自动化，且样本溶液是可流动的，避免了原有的样本溶液中，容易发生沉淀后导致检测精度不准确的问题；2、检测结束后，可以在连接管处接上清水，进行冲洗，非常方便，不需要反复用纱布擦拭，避免对棱镜发生损伤；3、本装置还设有背光板，替代了原有的采用自然光作为光源，解决了现有的自然光的光线容易影响到检测精度的问题，可以在任何光亮环境下实现检测工作；4、本实用新型配以摄像头读数，可以设置好拍摄时间，实现定时进行实时检测的功能，替代人工定时取样读数，自动化程度高。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构俯视图。

图2是本实用新型的b-b剖视图。

图3是本实用新型的外部结构俯视图。

图4是本实用新型的a-a剖视图。

图5是手持式折光仪的原理图。

标号说明：

1：固定座；2：样本溶液进口；3：背光板；4：样本溶液出口；5：调节旋钮；6：连接抱环；7：镜筒；8：支撑叉；9：摄像头；10：目镜；11：定位叉片；12：取样腔；13：盖板；14：摄像头接线口；15：棱镜；16：管道接口；17：样本腔的上端面；18：折射镜头组；19：屏幕刻度；20：低浓度刻度值；21：高浓度刻度值。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1-5所示，本实用新型包括棱镜15、折射镜头组18和目镜10，该装置包括：

取样腔12，该取样腔12设于棱镜15前端，容纳需要检测的样本溶液；

背光板3，该背光板3设于取样腔12的上方，为在线实时检测糖度计提供折射的光源；

摄像头9，该摄像头9设于目镜10的后端，正对目镜10的观察孔，读取实时检测到的样本溶液的糖度值。

本实施例中，所述的取样腔12设有样本溶液进口2和样本溶液出口4，需要检测的样本溶液从样本溶液进口2流入到取样腔12内，从样本溶液出口4处流出，实现自动取样。实际工作时，在样本溶液进口2和样本溶液出口4处连接上管路，在样本溶液进口2端接泵，由泵实现将待测样本溶液输送到取样腔12内，并从上端的样本溶液出口4处流出。

本实施例中，所述的样本溶液进口2设于所述取样腔12的前端，所述的样本溶液出口4设于所述取样腔12的上端。

本实施例中，所述取样腔12的上端面17为透明，所述的背光板3设于所述的取样腔12上方，背光板3朝向取样腔12，为取样腔12提供光源。这样的设置是为了直接给本装置提供光源，避免了由于环境光线影响检测精度。

本实施例中，在线实时检测糖度计的外部设有固定座1，所述的折射镜头组18的外部设有镜筒7，棱镜15设于镜筒7的前端，目镜10设于镜筒7的后端，棱镜15的中心、折射镜头组18的中心、目镜10的中心和摄像头9的中心位于同一中心线上，且所述的镜筒7和摄像头9通过固定装置固定于所述的固定座1上。固定方式包含但不仅限于：在固定座1的内部设有支撑镜筒7的支撑叉8，并在镜筒7的上方，设置包裹镜筒7并与支撑叉8固定的连接抱环6；所述的摄像头9通过支撑连接架固定；在镜筒7的调节旋钮5处设置定位叉片11，调节旋钮5固定于叉片内，定位叉片11的两端抵靠在固定座1内部，避免镜筒7发生转动。

本实施例中，所述的固定座1上方设有盖板13，盖板13和固定座1将在线实时检测糖度计包围起来，所述的固定座1和盖板13上设有与样本溶液进口2、样本溶液出口4对应的管道接口16，还设有摄像头接线口14。管道接口16用于将管路与样本溶液进口2和样本溶液出口4连接，摄像头接线口14是为了方便摄像头9接线。

本实施例中，所述的棱镜15设于镜筒7的前端，棱镜15从取样腔12的后端伸入到取样腔12内，且通过固定装置与取样腔12固定。并在取样腔12周边做好密封工作，避免样本溶液泄露。

本实施例中，所述的棱镜15的入射面与取样腔12的下端面之间的夹角呈锐角。

本实施例中，所述的样本溶液进口2的水平位置不高于所述棱镜15的中心水平高度，所述的样本溶液出口4位于取样腔12的上端，且靠近棱镜15的一端。这一结构的设置，是为了在样本溶液流动的过程中，从取样腔12的前端流入，并沿着棱镜15上升，从取样腔12的上端流出，且样本溶液的流入端不高于所述棱镜15的中心水平高度，所以不会出现样本溶液中的物质沉淀影响检测精度的问题。

本实施例中，所述的背光板3为led背光板，可以采用3v，10-20ma电流的背光板3，避免光源过暗看不清检测结果，光源过亮，在读数的过程中发生曝光。

工作方式：

在工作时，将带有泵的管路与样本溶液进口2和样本溶液出口4连接，摄像头9为coms摄像头，将采集到的图片数据通过串口rs232跟主控板相连接连接，并在主控板上连接显示屏用于显示读数。电路关系上，摄像头和显示屏均与主控板电性连接。

工作时，先用清水注入到取样腔12内，并将取样腔12填满，通过摄像头9拍摄目镜10中心的影像，检查视野中明暗交界线是否出在刻度的零线上，若与零线不重合，则旋动刻度调节旋钮5，使分界线刚好落在零线上；

然后，泵将管路中的待检测样本溶液输入到取样腔12，当取样腔12被注满时，多余的样本溶液就会从样本溶液出口4处流出，实现取样腔12内的待检测样本是实时流动的状态。此时整个取样腔12内是被样本溶液填满的，背光板3为检测提供光源，光源经过折射在目镜10中显示读数。该检测工作原理的光路传输结构详见图5，与现有的手持式折光仪相同。并由摄像头9从目镜10处拍摄下读数图片，并将信号传送给主控板，并由主控板将信号发送给显示屏，予以显示图片的内容，实现在显示屏上读数。可以通过主控板设置摄像头9拍摄的时间间隔，实现每隔一段时间进行自动拍摄读数的工作，实现读数自动化。

检测完毕，将管路中的待测样本更换为清水，并多次对取样腔12进行冲洗，直至把取样腔12内的待测样本溶液完全冲洗干净。

本实用新型不单运用于啤酒酿造工作中，它还可以被用于各种果汁、水果、饮料等糖度检测的工作中。

在本实用新型说明书的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。