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原文传递溶液颜色检测系统及检测方法

专利名称：	溶液颜色检测系统及检测方法
摘要：	本发明公开了一种溶液颜色检测系统及检测方法。本发明的溶液颜色检测系统包括白光光源、第一光纤、第二光纤、探头、颜色传感器和单片机，颜色传感器由单片机控制；所述第一光纤的一端靠近白光光源设置，使所述白光光源产生的白光进入第一光纤中；第一光纤的另一端与第二光纤的一端采用探头连接，第二光纤的另一端与颜色传感器连接，从而将光导给颜色传感器；位于第一光纤和第二光纤同一侧的端部置于探头中；所述颜色传感器采集被测溶液颜色的RGB各通道数据，输出方波给单片机。本发明实现了自动检测溶液颜色，从而可参与自动化控制；并通过单片机的内置软件进行运算补偿，使得到的颜色更加准确可靠。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	衢州华友钴新材料有限公司
发明人：	方俊宇;魏红军;曹锡其;姜智勇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910218417.8
公开号：	CN109916829A
代理机构：	浙江翔隆专利事务所(普通合伙)
代理人：	张建青
分类号：	G01N21/25(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	324012 浙江省衢州市高新技术产业园区(二期)廿新路18号
主权项：	1.溶液颜色检测系统，其特征在于，包括白光光源(1)、第一光纤(2)、第二光纤(3)、探头(4)、颜色传感器(5)和单片机，颜色传感器(5)由单片机控制；所述第一光纤(2)的一端靠近白光光源(1)设置，使所述白光光源(1)产生的白光进入第一光纤(2)中；第一光纤(2)的另一端与第二光纤(3)的一端采用探头(4)连接，第二光纤(3)的另一端与颜色传感器(5)连接，从而将光导给颜色传感器(5)；位于第一光纤(2)和第二光纤(3)同一侧的端部置于探头(4)中，使探头中的第一光纤(2)与第二光纤(3)成一夹角β；探头(4)的中部开有一径向通孔(6)，该径向通孔(6)的内壁上开有第一光纤和第二光纤的透光孔(7)，从第一光纤(2)射出的光线经进入径向通孔(6)中的被测溶液反射后进入第二光纤(3)中；所述颜色传感器(5)采集被测溶液颜色的RGB各通道数据，输出方波给单片机，所述的单片机与一上位机连接；所述方波的信号频率与RGB各通道数据的光照强度成正比。 2.根据权利要求1所述的溶液颜色检测系统，其特征在于，所述的径向通孔(6)中设置一透光管(8)，该透光管(8)的两端面与探头(4)外壳的两侧面齐平，径向通孔(6)的内壁上设有环形定位槽(9)，径向通孔(6)内壁与透光管(8)的外壁之间通过置于环形定位槽(9)中的密封圈(10)实现两者的密封，第一光纤(2)和第二光纤(3)抵在透光管(8)的外壁上，从第一光纤(2)射出的光线经进入透光管(8)中的被测溶液反射后进入第二光纤(3)中。 3.根据权利要求2所述的溶液颜色检测系统，其特征在于，所述的密封圈(10)有两个，所述第一光纤(2)和第二光纤(3)的透光孔位于两个密封圈之间。 4.根据权利要求1-3任一项所述的溶液颜色检测系统，其特征在于，所述的白光光源(1)置于一遮光罩(11)中，所述的第一光纤(2)与遮光罩(11)固定连接；所述的白光光源(1)和遮光罩(11)安装在一基座(12)内腔的一侧内壁上，所述的颜色传感器(5)安装在基座(12)内腔的另一侧内壁上。 5.根据权利要求4所述的溶液颜色检测系统，其特征在于，所述的白光光源(1)采用恒流驱动电路驱动，所述的单片机、恒流驱动电路、单片机供电电路及用于单片机与上位机通讯的通讯芯片置于一集成电路板(14)上，单片机供电电路用于给单片机供电，所述的集成电路板(14)安装在基座(12)的内腔中。 6.根据权利要求4所述的溶液颜色检测系统，其特征在于，所述基座(12)的顶部敞口，底部连接一与其内腔相通的导向管(13)，第一光纤(2)和第二光纤(3)经导向管(13)引导至探头(4)。 7.根据权利要求6所述的溶液颜色检测系统，其特征在于，靠近探头(4)处的导向管(13)外对称设有两根弧形管(15)，第一光纤(2)和第二光纤(3)从导向管(13)进入弧形管(15)中，穿出弧形管(15)后与探头(4)连接；弧形管(15)的一端定位在导向管(13)上，另一端定位在探头(4)上。 8.根据权利要求1-3任一项所述的溶液颜色检测系统，其特征在于，所述夹角β的角度为85-95度；所述的白光光源(1)为白光LED光源；所述的第一光纤(2)和第二光纤(3)均为单芯光纤。 9.采用权利要求1-8任一项所述溶液颜色检测系统的检测方法，其特征在于，包括步骤： 1)所述的白光光源产生白光通过第一光纤后射入被测溶液；经被测溶液反射后进入第二光纤，再由第二光纤将光导给颜色传感器； 2)在颜色传感器上，用第二光纤导回的光分别通过红、绿、蓝三种滤镜，再照射到颜色传感器的光强度传感器上，再由各自滤镜后的光强度传感器分别将透过红、绿、蓝三种光的光照强度转换成0-10KHz的方波信号； 3)单片机读取颜色传感器RGB各通道数据后，通过比例因子将方波的信号频率转化成0-255的RGB值； 4)单片机内部的软件首先通过数学转换公式将RGB值转化为ABC值表示方法；再通过软件补偿其中ABC值，从而最好的还原溶液颜色；再经过软件将补偿后的ABC值通过数学转换公式转化为RGB值；上位机在得到最终RGB值后将其存储在Modbus RTU的寄存器中； 5)通过Modbus RTU通讯协议的查询指令读取RGB值到上位机。 10.根据权利要求9所述溶液颜色检测系统的检测方法，其特征在于，所述的溶液颜色检测系统在使用前，进行白平衡校准。
所属类别：	发明专利