一种二氧化氯快速检测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种二氧化氯快速检测仪，包括样品槽、与样品槽相匹配的样品池和作用于样品池的光检机构，所述光检机构具有两个工作在不同波段的检测光路，所述二氧化氯快速检测仪还包括作用于样品池的超声波发生器以及用于切换两个检测光路并启动所述超声波发生器的控制器。本实用新型进行样品检测时，通过检测光路的检测值作为控制器切换光路的指令，例如可以通过检测光路的检测值手动操作控制器，切换至所需检测光路，也可以通过检测值自动控制光路的切换。
【专利说明】
一种二氧化氯快速检测仪
技术领域
[0001]本发明涉及检测设备技术领域，尤其是指一种二氧化氯溶液的检测装置。
【背景技术】
[0002]二氧化氯是国际上使用较为广泛的一种高效消毒剂，广泛应用于饮用水消毒、食品安全控制、医疗器械消毒等领域。国家标准GB26366-2010《二氧化氯消毒剂卫生标准》中规定，C102消毒剂应用不同领域需要有不同的作用浓度和作用时间，从生活饮用水的lmg/L至Ij2mg/L到医疗器械的消毒要求400mg/L到600mg/L，作用时间少的在15分钟以上，多的需要60分钟。而二氧化氯溶液并不十分稳定，因此在使用过程中需要监测其浓度变化以保证其足够的杀菌浓度。因此，开发一种便携式的，且能快速检测二氧化氯溶液浓度的技术具有巨大的市场需求量。
[0003]例如，公开号为CN 103645146A的中国发明专利申请文献公开了一种二氧化氯检测装置，包括有控制单元、比色模块以及一体式探测模块，所述比色模块包括单色光源、比色槽以及比色瓶，所述一体式探测模块包括有光信号探测器、信号记录仪以及信号处理单元，光信号探测器用于探测比色模块内单色光源的光透过比色槽中比色瓶的光信号强度并向比色模块的信号记录仪发送信号，信号记录仪通过接口与信号处理单元连接，信号处理单元通过信号处理电路和模数转换电路计算空气中二氧化氯气体的浓度。
[0004]目前市场上已经有一些二氧化氯检测装置，但二氧化氯检测浓度分为高量程和低量程，并不能将国标中规定的检测浓度囊括在内，低量程的一般为0_5mg/L或者0-10mg/L，高量程在5-10mg/L至999mg/L。在检测二氧化氯浓度时，需要事先知道其浓度范围才能购置特定量程范围的二氧化氯检测仪对其进行准确测定。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种检测速度快、灵敏度高的二氧化氢快速检测仪。
[0006]—种二氧化氯快速检测仪，包括样品槽、与样品槽相匹配的样品池和作用于样品池的光检机构，所述光检机构具有两个工作在不同波段的检测光路，所述二氧化氯快速检测仪还包括作用于样品池的超声波发生器以及用于切换两个检测光路并启动所述超声波发生器的控制器。
[0007]进行样品检测时，通过检测光路的检测值作为控制器切换光路的指令，例如可以通过检测光路的检测值手动操作控制器，切换至所需检测光路，也可以通过检测值自动控制光路的切换。
[0008]作为一种自动化优选方式，所述光检机构包括:
[0009]布置在第一检测光路上且相互匹配的第一光源以及第一光电传感器；
[0010]布置在第二检测光路上且相互匹配的第二光源以及第二光电传感器；
[0011]用以接收两个光电传感器信号并生成检测结果的处理器。
[0012]进一步优选地，所述控制器与处理器相连，并以所述检测结果与预设值的关系作为检测光路的切换指令，所述第一光源以及第二光源接入并受控于所述控制器。
[0013]处理器本身采用常规信号处理器，例如数模转换处理器，接受光电传感器的检测信号，然后进行数模转换，生成吸光度值，生成的吸光度值与预设值进行比较，比较结果作为控制器的切换指令。
[0014]作为优选，处理器包括:
[0015]用于接收光电信号的信号过滤器；
[0016]用于接收来自信号过滤器发射的信号的信号放大器；
[0017]用于接收来自信号放大器发射的信号的信号转换器，该信号转换器处理后的信号(即吸光度值)发射至控制器。
[0018]所述信号过滤器、信号放大器和信号转换器均可采用市售产品。
[0019]作为优选，所述第一光源为具有400?450nm波长范围的LED灯;所述第二光源为具有500?560nm波长范围的LED灯。LED灯的规格为5mm，轻巧方便，售价为乌灯的I /100，光源波长固定，电源只要9V电压，适宜于便携式仪器设计，便于普通人员操作。
[°02°] 进一步地，所述第一光电传感器为可接收400_450nm的光电信号的娃光二极管;所述第二光电传感器为可接收500-560nm的光电信号的娃光二极管。
[0021]作为优选第一光源和第一光电传感器位于过样品槽中心的同一直线上;第二光源和第二光电传感器位于过样品槽中心的同一直线上。
[0022]进一步优选，所述第一光源和第二光源位于样品槽的同一侧，所述第一光电传感器和第二光电传感器位于样品槽的与两个光源所在侧相对的同一侧，所述超声波发生器设置为两个，分别位于样品槽的两侧且不同于两个光源及两个光电传感器所在侧。
[0023]所述超声波发生器的频率为20KHZ-130KHZ。
[0024]优选地，所述处理器与控制器可集成至同一芯片。
[0025]所述控制器为M⑶微控制器。MCT微控制器带精确内部振荡器，频率范围为8MHZ-32KHZ，电压范围2.2V-5.5V，可编程代码保护，>10万次读写功能，闪存/EEPROM数据保存时间>40年。
[0026]优选地，所述样品槽、光检机构、超声波发生器和控制器均集成在同一电路板上，还设有用于为所述电路板供电的内置电源。
[0027]进一步优选地，所述电路板上还设有接入并受控于控制器的显示模块。
[0028]优选地，还包括一外壳，所述电路板及内置电源均位于该外壳内。
[0029]所述电路板上还集成有显示模块、蜂鸣器和功能开关，显示模块、蜂鸣器和功能开关均连接并受控于控制器，显示模块用于输出检测结果，蜂鸣器用于接收来自所述信号处理器的信号并提醒检测完成，功能开关用于启闭检测过程。
[0030]所述电路板和内置电源均包覆在同一外壳内，所述外壳上设有与显示模块对应的可视窗口，所述显示模块为液晶显示模块;所述外壳上还设有与样品槽对应的开口，该开口处设有用于封闭样品槽的面板盖;所述外壳上还设有按键，所述按键包括开关键、功能键和调零/读数键。
[0031]本实用新型的工作原理如下:
[0032]将待测溶液放入样品池，其中一个光源发出检测光给待测溶液，与该光源对应的光电传感器检测待测溶液的光电信号，传输给信号处理器，经过信号处理器预处理即转换成吸光度值后发送给微控制器，微控制器接受来自信号处理器处理后的数据，与预先设定的吸光度值进行比较，根据比较结果，或计算得到二氧化氯浓度(根据预先设定的二氧化氯浓度与吸光度曲线计算得到)并指令显示模块直接显示二氧化氯浓度，或直接指令显示模块显示“加入激活剂和显色剂”，并同时启动超声波发生器和另一个光源，迅速混合样品池内的反应液，同时，与另一光源对应的光电传感器检测待测溶液的光电信号并发送给信号处理器，经信号处理器预处理后的数据传输给微控制器，根据标定的二氧化氯浓度与吸光度曲线计算得到二氧化氯浓度，并通过显示模块进行显示。
[0033]例如，将待测溶液放入样品池，用第一种指定波长范围为400-450nm的单色光束通过待测溶液样品，当该光束通过此溶液时被吸收的吸光度值3 0.025时，根据预先标定的二氧化氯浓度与吸光度曲线，可直接在仪器屏幕显示溶液的二氧化氯浓度值；当该光束通过此溶液时被吸收的吸光度值〈0.025时，则仪器屏幕显示要求，加入激活剂和显色剂，并启动超声波反应模式5-15S，并转换成第二种指定波长范围为500-560nm的单色光束通过待测样品获得吸光度值，再次根据预先标定的二氧化氯浓度与吸光度曲线，在仪器屏幕显示溶液的二氧化氯浓度值。
[0034]本实用新型设置两个光检机构(两个光源及与之对应的两个光电传感器)，提高检测灵敏度，增加检测浓度范围，超声波发生器的设置可以快速混合检测液，提高检测速率。
[0035]本实用新型的快速检测仪，二氧化氯测定浓度范围囊括了国标中的不同对象二氧化氯使用消毒浓度范围，测定浓度从0.04mg/L到1000mg/L，可减少用户购买高中低段不同二氧化氯测定量程仪器的麻烦。该实用新型样品槽直接设置在电路板上，光源、光电传感器、超声波发生器、信号处理器、微控制器和显示模块集成在电路板上，内置电源集成在外壳内，结构简单，轻便手持，重量仅200g，操作简单，非专业人员即可使用，适用于现场快速检测和极多样品的快速检测。
[0036]与现有的检测设备相比，本实用新型具有的有益效果:
[0037]二氧化氯测定浓度范围囊括了国标中的不同对象二氧化氯使用消毒浓度范围，测定浓度从0.04mg/L到1000mg/L，可减少用户购买高中低段不同二氧化氯测定量程仪器的麻烦。该仪器轻便手持(200g重)，快速检测，只需要30秒-2分钟，测定误差5 ±5%。非专业人员即可使用。适用于现场快速检测和极多样品的快速检测。
【附图说明】
[0038]图1是本实用新型检测仪纵向剖视结构示意图。
[0039]图2是本实用新型检测仪横向剖视结构示意图。
[0040]图3是本实用新型外壳示意图。
[0041]图中所示附图标记如下:
[0042]1-电路板2-光源3-样品槽
[0043]4-光电传感器5-信号处理器6-微控制器
[0044]7-显示模块8-按键9-内置电源
[0045]10-蜂鸣器11-外壳12-开口
[0046]13-可视窗口14-开关键15-调零/读数键
[0047]16-盖板17-样品池18_功能按钮
[0048]19-超声波发生器。
【具体实施方式】
[0049]如图1?3所示，一种二氧化氢快速检测仪，包括电路板I，内置电源9和外壳11，电路板与内置电源均位于外壳内，内置电源与电路板通过导线连接，为电路板供电，还配有1-2个样品池17 (S卩15-30mL比色皿)，二氧化氯测试范围0.04mg/L_l000mg/L。
[0050]电路板上集成安装光源2、样品槽3、光电传感器4、超声波发生器19、信号处理器5、微控制器6、显示模块7和蜂鸣器10，内置电源位于电路板的一端，样品槽位于电路板上，样品池与样品槽相匹配，样品槽位于远离内置电源的其中一端端头处，样品槽的一侧设置两个光源2(第一光源和第二光源)，与光源2相对的一侧设置两个光电传感器4(第一光电传感器和第二光电传感器)，第一光源和第一光电传感器位于过样品槽中心的同一直线上，构成第一检测光路，第二光源和第二光电传感器位于过样品槽中心的同一直线上，构成第二检测光路，第一检测光路、第二检测光路和信号处理器构成光检机构。本实施方式中，光源位于靠近内置电源的一侧。
[0051 ] 第一光源为具有400?450nm波长范围的LED灯；第二光源为具有500?560nm波长范围的LED灯。第一光电传感器为可接收400-450nm的光电信号的硅光二极管;第二光电传感器为可接收500_560nm的光电信号的娃光二极管。
[0052]样品槽的另外两侧(即不同于光源及光电传感器的两侧)各设置一个超声波反生器19，超声波发生器的频率为20KHZ-130KHZ。
[0053]信号处理器5、微控制器6、显示模块7、功能按钮18和蜂鸣器均位于样品槽附近且位于样品槽与内置电源之间，信号处理器、显示模块、两个光源、两个光电传感器、蜂鸣器、功能按钮及超声波发生器均接入微控制器，与微控制器之间通信连接，并受控于微控制器，显示模块7为液晶模块，位于电路板I的中部。功能按钮分别具有启动功能，调零/读数功能。
[0054]外壳11包覆在电路板I和内置电源9外，外壳11上设有与样品槽3对应的开口12，该开口 12处设有用于封闭样品槽3的面板盖16，外壳11上还设有与液晶模块对应的可视窗口13，外壳11上位于可视窗口 13下方设有按键8，按键8与功能按钮18对应，包括开关键14、调零/读数键15。
[0055]本实用新型使用方法如下:
[0056]打开开关键14，取蒸馏水10mL，放入反应瓶中，插入比色槽，将面板盖16盖到比色瓶上，在比色皿周围形成一个黑暗空间。按调零/读数键15，当液晶显示“L000”表示调零完毕。听到蜂鸣器10“滴”一声后，取出比色皿，再取二氧化氯水样1mL到反应瓶中，插入样品池，再次将面板盖16盖到比色皿上，按调零/读数键15，如果听到蜂鸣器10“滴” I声，则屏幕已经直接显示二氧化氯水样的浓度值，可直接读数，如果只听到蜂鸣器10“滴” “滴” “滴”
连续的响声，此时屏幕显示“加入激活剂和显色剂”字样，则打开面板盖16，在反应瓶中加入激活剂和显色剂，再次盖上面板盖16，按调零/读数键15，启动超声波反应模式，再次听到蜂鸣器10 “滴” 一声后，可从屏幕上读取二氧化氯浓度值。
[0057]实施例1
[0058]取较低浓度二氧化氯水样5个，用利用国标方法GB5750.11中规定的N，N-二乙基对苯二胺硫酸亚铁钱滴定法进行测定，测得浓度值分别为0.05mg/L,0.10mg/L，0.50mg/L,1.00mg/L, 3.0Omg/L, 5.0Omg/L。利用本仪器进行测定，打开开关键，调零后，加入水样1mL，放入反应瓶插入样品池进行比色，5S-10S后听到连续蜂鸣“滴” “滴” “滴”，再打开面板盖，加入激活剂和显色剂，再次盖上面板盖读数，15S左右听到蜂鸣“滴”后，可从屏幕上读取二氧化氯浓度值，得到浓度值分别为0.048mg/L,0.10lmg/L，0.505mg/L，1.020mg/L,3.01 Omg/L，4.980mg/L。所得浓度值与国标方法的误差范围兰±5%。
[0059]以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。
【主权项】
1.一种二氧化氯快速检测仪，包括样品槽、与样品槽相匹配的样品池和作用于样品池的光检机构，其特征在于，所述光检机构具有两个工作在不同波段的检测光路，所述二氧化氯快速检测仪还包括作用于样品池的超声波发生器以及用于切换两个检测光路并启动所述超声波发生器的控制器。2.根据权利要求1所述二氧化氯快速检测仪，其特征在于，所述光检机构包括: 布置在第一检测光路上且相互匹配的第一光源以及第一光电传感器； 布置在第二检测光路上且相互匹配的第二光源以及第二光电传感器； 用以接收两个光电传感器信号并生成检测结果的处理器。3.根据权利要求2所述二氧化氯快速检测仪，其特征在于，所述控制器与处理器相连，并以所述检测结果与预设值的关系作为检测光路的切换指令，所述第一光源以及第二光源接入并受控于所述控制器。4.根据权利要求2所述二氧化氯快速检测仪，其特征在于，所述第一光源为具有400?450nm波长范围的LED灯;所述第二光源为具有500?560nm波长范围的LED灯。5.根据权利要求4所述二氧化氯快速检测仪，其特征在于，所述第一光电传感器为可接收400_450nm的光电信号的娃光二极管;所述第二光电传感器为可接收500_560nm的光电信号的娃光二极管。6.根据权利要求2所述二氧化氯快速检测仪，其特征在于，第一光源和第一光电传感器位于过样品槽中心的同一直线上;第二光源和第二光电传感器位于过样品槽中心的同一直线上。7.根据权利要求6所述二氧化氯快速检测仪，其特征在于，所述第一光源和第二光源位于样品槽的同一侧，所述第一光电传感器和第二光电传感器位于样品槽的与两个光源所在侧相对的同一侧，所述超声波发生器设置为两个，分别位于样品槽的两侧且不同于两个光源及两个光电传感器所在侧。8.根据权利要求1所述二氧化氯快速检测仪，其特征在于，所述样品槽、光检机构、超声波发生器和控制器均集成在同一电路板上，还设有用于为所述电路板供电的内置电源。9.根据权利要求8所述二氧化氯快速检测仪，其特征在于，所述电路板上还设有接入并受控于控制器的显示模块。10.根据权利要求9所述二氧化氯快速检测仪，其特征在于，还包括一外壳，所述电路板及内置电源均位于该外壳内。
【文档编号】G01N21/31GK205580978SQ201620332729
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】吴丹, 沈健, 周素锐
【申请人】杭州标度环保技术有限公司