一种液体检测仪的制作方法

1.本实用新型涉及安检技术领域，尤其是一种液体检测仪。


背景技术：

2.安检技术对于机场、地铁等大型公共场所愈发重要，利用安检设备检测出液体能够及早发现可能存在的犯罪活动，及时制止危害的发生；并且，随着犯罪活动的实施趋于隐蔽，出现在饮料瓶里添加高浓度乙醇、汽油、浓硫酸等危险液体实施危害活动的现象，因此为了有效保证人流密集场所公共安全，专门针对危险液体的检测设备必不可少。
3.目前现有的检测危险液体的安检设备通常仅针对液体的单一属性进行检测，对于属性相近的液体难以区分开来，从而容易判断错误，导致检测结果的准确性较低，难以保证公共场所人们的人身安全。


技术实现要素：

4.鉴于上述的分析，本实用新型旨在一种液体检测仪，以解决现有的危险液体的安检设备仅检测单一属性、容易判断错误、检测结果准确性较低的问题。
5.本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
6.一种液体检测仪，包括：箱体、主控板、上位机、平衡柱和称重台；主控板、上位机、平衡柱和称重台均设于箱体内部；上位机连接主控板，执行主控板的控制命令进行人机互动；平衡柱上搭载拉曼单元和介电常数单元，称重台上设有称重传感器。
7.进一步的，主控板控制拉曼单元、介电常数单元分别进行拉曼检测、介电常数检测。
8.进一步的，平衡柱包括柱体、平衡块、滑轮和检测箱；滑轮设于柱体的顶端；滑轮上设有丝线，丝线的两端分别连接平衡块和检测箱；平衡块与检测箱的重量相等。
9.进一步的，介电常数单元和拉曼单元设于检测箱上；介电常数单元的探测板设于检测箱的外侧壁上并且朝向被测液体。
10.进一步的，探测板上背向被测液体的面上设有多个电极，电极包括接收极和发射极。
11.进一步的，探测板的下端设有通孔，通孔内设有拉曼单元的拉曼探头。
12.进一步的，称重台还包括底座、载物盘和金属传感器；底座固设于箱体底部，金属传感器和称重传感器均固设于底座上，载物盘设于称重传感器的上端。
13.进一步的，上位机连接显示器，显示器执行上位机的控制命令进行文字显示。
14.进一步的，拉曼单元还包括拉曼控制板和激光器。
15.进一步的，拉曼探头连接拉曼控制板和激光器。
16.与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一
17.(1)本实用新型的液体检测仪，通过设置拉曼单元、介电常数单元和称重传感器实现对液体的检测，其中拉曼单元能够通过被测液体的拉曼光谱信息被检物品的固态和液态
物质，即可通过拉曼检测实现对被检液体及其容器的确认，通过介电常数单元和称重传感器能够获得被测容器内液体的介电常数信息和重量信息，三种检测方式融合可提高准确性。
18.(2)本实用新型的液体检测仪，平衡柱柱体的上端设置滑轮，两端分别连接平衡块和检测箱的丝线穿过滑轮，使得平衡块和检测箱在柱体两侧达到平衡，通过移动检测箱上的把手对检测箱实现竖直移动，便于将检测箱上的拉曼探头或者探测板对准被测液体进行检测。
19.(3)本实用新型的液体检测仪，介电常数单元中探测板上设为多发射极多接收极模式，多个电极之间按照一定顺序排列，并且相邻电极的间距相同，使通过介电常数获得的数据具有对称性，并且通过观察数据的对称性可判断被测液体是否正位摆放。
20.本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
21.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
22.图1为本实用新型的液体检测仪的原理框架图；
23.图2为本实用新型的液体检测仪的平衡柱的结构示意图；
24.图3为本实用新型的液体检测仪的称重台的结构示意图；
25.图4为本实用新型实施例2的液体检测仪的平衡柱的结构示意图；
26.图5为本实用新型的液体检测仪的探测板的电极分布图。
27.附图标记：
28.1-平衡柱；11-柱体；111-行程开关；12-平衡块；13-滑轮；14-检测箱；141-把手；142-探测板；143-拉曼探头；15a-第一支座；15b-第二支座；15c-第三支座；16-电机；17-滑块；18-梯形丝杆；2-称重台；21-底座；22-称重传感器；23-载物盘；24-金属传感器。
具体实施方式
29.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。
30.本实施例公开了一种液体检测仪，参见图1-图3，包括：箱体、平衡柱1、称重台2和主控板；称重台2、平衡柱1和主控板均固设于箱体内的底部；称重台2用于放置被测液体并对被测液体进行称重检测，平衡柱1用于检测被测液体的介电常数和拉曼光谱信息，主控板用于控制检测仪中的各电子部件。
31.进一步的，参见图3，称重台2内设有称重传感器22，平衡柱1上搭载拉曼单元和介电常数单元。
32.主控板优选为mcu控制系统，能够与拉曼单元、介电常数单元和称重传感器22三个检测模块之间进行交互，通过采集、分析、计算从而判断被测液体是否为违禁品。
33.上位机连接显示器，显示器优选触屏显示器，通过触屏显示器与上位机实现人机交互，显示器能够对上位机的信号进行显示输出。
34.参见图2，平衡柱1竖直固定于箱体底部，包括柱体11、平衡块12、滑轮13、检测箱14和第一支座15a，滑轮13固定设于柱体11的顶端，滑轮13上设有丝线，丝线的两端分别连接平衡块12和检测箱14，平衡块12和检测箱14的重量相等，二者能够在柱体11的两侧达到平衡，当不受外力作用时，平衡块12和检测箱14能够在滑轮13上保持相对静止；第一支座15a设于柱体11的底部，用于固定平衡柱1。
35.进一步的，检测箱14的侧壁上设有把手141，通过竖直移动把手141实现对检测箱14进行竖直移动。
36.进一步的，柱体11为方形柱，方形柱上与平衡块12接触的面设有防滑层，防滑层用于增大平衡块12相对于柱体11运动时的摩擦力，便于通过把手141对检测箱14停止移动时，平衡块12受到较大摩擦阻力而迅速停止，从而使平衡块12和检测箱14迅速达到平衡状态，提高检测箱14竖直移动时的稳定性；介电常数单元和拉曼单元设于检测箱14上，通过把手141竖直移动检测箱14可实现对该两个模块的竖直移动。
37.进一步的，检测箱14上搭载了介电常数单元和拉曼单元，其中检测箱14的外侧壁上设有介电常数单元的探测板142，介电常数单元的介电常数控制板设于检测箱14内，探测板142的外侧朝向被测液体，为探测板142的正面，内侧设有电极，为探测板142的背面，电极在介电常数单元控制电路的作用下通过探测板142在检测仪箱体内建立电场，从而实现对被测液体进行介电常数检测。
38.进一步的，探测板142的下端设有通孔，通孔内设有拉曼单元的拉曼探头143；拉曼探头143用于收集拉曼光谱。
39.探测板142上设有两列通孔，通孔内设有两列指示灯，每列指示灯的数量相同并且位置相对；指示灯具有两个功能：一、能够对检测仪的箱体内照明，便于操作人员通过观察放置于箱体内的被检液体的液面，移动手柄使拉曼单元的检测探头或探测板142位于被检液面以下，从而实现对被检液体进行全面扫描；二、便于操作人员知悉当前检测模式，示例性的，将每列指示灯的数量设为7个，从上往下数前五个用于指示介电常数单元的开关状态，后2个用于指示拉曼单元的开关状态。当指示灯亮起时，亮起的指示灯对应的检测模块处于开启状态，相反的，当指示灯熄灭时，熄灭的指示灯对应的检测模块处于关闭状态。
40.进一步的，指示灯连接主控板，箱体内的顶部和底部均设有光电传感器，光电传感器连接主控板，通过光电传感器在箱体内设置特定位置用于放置被测液体，便于检测模块对被测液体进行精确检测，当被测液体位于该特定位置时，光电传感器会将正确的位置信号传输给主控板，主控板控制指示灯熄灭，从而实现对被测液体在箱体内的定位。
41.进一步的，若处于拉曼单元的检测状态，主控板控制指示拉曼单元的指示灯长亮，当主控板收到光电传感器的位置信号后，主控板控制指示拉曼单元的指示灯熄灭；同样的，若处于介电常数单元的检测状态，主控板控制指示介电常数单元的指示灯长亮，当主控板收到光电传感器的位置信号后，主控板控制指示介电常数单元的指示灯熄灭。
42.参见图3，称重台2还包括底座21、载物盘23和金属传感器24，底座21与箱体底部固定连接，金属传感器24和称重传感器22均固设于底座21上，载物盘23设于称重传感器22的上端。
43.金属传感器24连接主控板，金属传感器24用于判断容纳被测液体的容器是否为金属材质；若被测容器为金属材质，金属传感器24会将金属的信号传送给主控板，主控板控制拉曼单元和介电常数单元关闭，仅允许用过触屏显示器选择使用称重传感器22进行检测，原因是，拉曼单元的激光无法穿透金属材质，且金属材质的包装影响介电常数单元检测液体时产生的静电场，所以无法使用拉曼检测和介电常数检测对金属容器内的液体进行检测。
44.进一步的，触屏显示器上设置了辅助检测选项，辅助检测包括介电常数检测和密度检测；在选择辅助检测选项后，触屏显示器经上位机将辅助检测的选项信息输送给主控板后，主控板控制介电常数单元和称重传感器22同时开启，实现对被测液体同时进行介电常数检测和密度检测；在选择辅助检测后，关闭介电常数单元，触屏显示器经上位机将关闭介电常数单元的选项信息输送给主控板后，主控板仅控制称重传感器22开启，对被测液体仅进行称重检测。
45.拉曼单元采用的拉曼光谱检测技术是利用不同物质具有的不同分子能级进行判断，拉曼单元内包括拉曼控制板、拉曼探头143、光谱仪和激光器，拉曼控制板连接主控板，拉曼控制板内设有拉曼光谱数据库，拉曼光谱数据库内保存不同物质的拉曼特征信息；拉曼控制板控制拉曼探头143的开启，激光器连接拉曼探头143，当拉曼探头143启动时向激光器输送开启的命令，使激光器连接能够在拉曼控制板的控制下向被测液体发射激光，拉曼探头143收集散射光，将散射光的能量信息传输给光谱仪，经光谱仪分析后匹配拉曼控制板中的拉曼光谱数据库进行物质确认，拉曼控制板将检测结果反馈给主控板，主控板经过上位机输送给触屏显示器显示检测结果。
46.进一步的，拉曼单元内的拉曼光谱数据库将不同的物质归类为安全和危险，利用拉曼光谱数据库确认被检物质的同时能够确认被检物质的安全类别，拉曼单元将确认的被检物质以及被检物质的安全类别同时输送给主控板，主控板将信息经上位机输送给触屏显示器，使触屏显示器能够同时显示被检物质的名称和安全类别。
47.进一步的，若被检物质被拉曼单元归类为安全，主控板在接收到拉曼单元输送的安全信息后会控制门锁打开，同时向上位机发送信号，使上位机控制触屏显示器显示检测结果；若被检物质被归类为危险，主控板接收到拉曼单元输送的危险信息后控制门锁维持关闭状态，同时向上位机发送信号，使上位机控制触屏显示器显示检测结果和分类信息外，上位机控制触屏显示器出现“确认”选项，操作人员点击“确认”后，触屏显示器将确认信号经上位机反馈给主控板，主控板控制门锁打开。
48.进一步的，为了避免液体包装对拉曼检测结果产生干扰，拉曼光谱检测技术应用于对无色透明或浅色透明包装的物质进行成分分析，能够识别液态、固态物质。
49.介电常数单元连接主控板，采用介电常数检测技术，介电常数检测技术是通过纯电场测量被测液体相对于水的相对介电常数，通过主控板内的介电常数表确认被测液体后获得检测结果，并将检测结果通过上位机输送给显示器进行结果显示。
50.进一步的，介电常数单元中的探测板142背面上并排设置为多发射极多接收极模式，当对被测液体进行介电常数检测时，通过检测发射极、接收极之间的电容变化来判断被测液体的属性，为了稳定电场，可在探测板142上设置多个电极，示例性的，参见图5，其中a0-a4为接收极，e0-e1是发射极，电极的排列顺序依次为：a0、e0、a1、a4、a2、e1、a3，每一个
电极大小长度范围设为10～60mm，优选为30mm，宽度范围设为5mm～30，优选为5mm，相邻电极的间距相等并且间距范围设为1～4mm，便于发射极与接收级之间实现耦合，且通过电极在探测板142上均匀排列，有利于通过观察获得的数据的对称性判断被测液体是否正位摆放，有利于判断对不同形状的容器是否正位摆放从而保证检测准确度。
51.进一步的，介电常数控制板中设置了水的介电常数并且可将被测液体的介电常数与水的介电常数进行比对，若被测液体的介电常数与水的介电常数相等，介电常数控制板会将被测液体归类为安全，若被测液体的介电常数与水的介电常数不同，介电常数检测模块会将被测液体归类为可疑，介电常数控制板将被检物质的安全类别输送给主控板，主控板将具体的安全类别信息输送给上位机，上位机控制触屏显示器显示被测液体的对应的安全类别信息。
52.可选地，介电常数控制板中还可设置常见危险液体的介电常数，并将设置的危险液体的介电常数归类为危险，若被测液体的介电常数与设置的危险液体的介电常数相等，介电常数控制板会将被测液体归类为危险并向主控板发送安全类别为危险的信息，主控板将被测液体对应的安全类别的信息输送给上位机，上位机控制触屏显示器显示被测液体的安全类别，有利于提高介电常数检测结果的准确性。
53.进一步的，若被检物质被介电常数单元归类为安全，主控板在向上位机输送信息的同时控制门锁打开；若被检物质被归类为可疑或危险，主控板在向上位机输送信息的同时控制门锁维持关闭状态，并且上位机除了控制触屏显示器显示安全类别外，还会出现“确认”选项，操作人员点击“确认”后，触屏显示器将确认信号经上位机反馈给主控板，主控板控制门锁打开。
54.称重传感器22用于获得被测液体的重量并且将信号传输给主控板，上位机内设有不同容器重量-容器满瓶状态下的液体容积的样本库，操作人员在触屏显示器上选择容纳被测液体的容器后，触屏显示器将选择的容器信息反馈给上位机，上位机从样本库中调出被选择的容器的重量和该容器对应的满瓶状态下的液体容积并将其传输给主控板，主控板利用公式：密度＝(总重量-容纳被测液体的容器重量)/液体容积，从而计算出被选择的容器在满瓶状态下被测液体的密度，控制板将测得的被测液体密度与水的密度进行对比，从而判断液体是否为水。
55.可选的，主控板内设置多种常见危险液体的密度，可将测得的与常见危险液体的密度进行比对，有利于提高称重传感器22的准确性。
56.进一步的，触屏显示器上设置了液体容积的可输入窗口和容器类型可选窗口，在触屏显示器输入液体容积并选择容器类型，触屏显示器将输入的液体容积的信息和容器类型信息经上位机反馈给主控板，由主控板根据密度计算公式得出被测液体的密度。
57.进一步的，上位机连接条码扫描器，用于获得被测液体容器的条码信息；利用条码扫描器对被测液体容器上的条码进行扫描后，条码扫描器将条码信息传输到上位机并且在上位机内的条码-容器样本库进行比对，从而得出容纳被测液体的容器重量和该容器在满瓶状态下的液体容积。
58.可选地，上位机上连接打印机，优选为热敏打印机，当触屏显示器显示检测结果时，可选择打印选项，触屏显示器将打印检测结果的信号输送给上位机后，上位机向打印机发送指令，使打印机运作打印出纸质检测结果。
59.主控板同时控制指示灯和蜂鸣器，不同的情况下使指示灯在显示不同的颜色同时使蜂鸣器发出不同的声音；被测液体检测过程中，主控板控制指示灯显示蓝色，当获得检测结果后，主控板根据不同的检测结果控制指示灯显示不同的颜色以及控制蜂鸣器发出不同的声音；具体地，当检测结果为安全，指示灯为绿色，蜂鸣器发提示音；当检测结果为危险，指示灯为红色，蜂鸣器发报警音；当检测结果为可疑，指示灯为黄色，蜂鸣器发报警音。
60.可选地，将被测液体放置于称重台2上后关门，门锁锁门后将关门信息传输给主控板，主控板控制拉曼单元开启，使拉曼检测为默认检测模式。
61.实施例2
62.本实施例是以实施例1为基础进行的设计。
63.参见图4，平衡柱1包括电机16、滑块17、联轴器和梯形丝杆18，电机16通过支撑片固设于柱体11的上端，电机16的下端通过联轴器连接梯形丝杆18，梯形丝杆18的上端设有第二支座15b，第二支座15b固定于柱体11上并且设有通孔，使得梯形丝杆18的上端能够穿过通孔与联轴器连接，梯形丝杆18的下端转动设于第三支座15c上，滑块17套在梯形丝杆18上后固定于检测箱14的侧壁上，通过电机16上的开关控制电机16启停以及翻转，电机16驱动梯形丝杆18转动时，可带动滑块17沿梯形丝杆18竖直移动，从而带动检测箱14同步移动，平衡柱1的两端均设有行程开关111，当滑块17移动至行程开关111并且与行程开关111接触时可触发行程开关111使电机16停止，避免滑块17超行程移动时与支座发生碰撞损伤。
64.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。