一种液体中颗粒物的检测系统和方法

摘要

本发明实施例公开了一种液体中颗粒物的检测系统，包括：激光光源、检测池、接收传感器、信号放大器和脉冲计数器，其中：所述激光光源发出激光入射所述检测池中的被测液体，得到光信号；所述接收传感器用于接收所述光信号，并将所述光信号转换为电信号；所述信号放大器用于将所述电信号放大，得到放大信号；所述脉冲计数器用于将所述放大信号进行比较处理，具体过程包括：确定与该放大信号相一致的标准电信号，并根据预先设定标准颗粒物的粒径区间与标准电信号的对应关系，确定被测液体中颗粒物的粒径区间；根据所述放大信号的数量确定对应颗粒物数量。本发明实施例公开的检测系统实现对液体中的颗粒物的粒径和数量精确、实时和具体的测量。

权利要求

1.一种液体中颗粒物的检测系统，其特征在于，包括：激光光源、检测池、过滤器、流速补偿装置、接收传感器、信号放大器和脉冲计数器，其中：所述激光光源发出激光入射所述检测池中的被测液体，得到光信号，所述检测池为狭缝；所述激光波长为780nm；

所述过滤器对流入所述检测池之前的被测液体进行过滤，使得所述被测液体中颗粒物逐个通过检测池；所述过滤器的过滤孔径为0.175mm；

和设置于所述检测池中的被测液体流速补偿装置，用于当所述系统长时间工作流速发生变化时，通过对颗粒物数量补充控制流速，使得检测池中的被测液体流速达到预设流速；

所述接收传感器用于接收所述光信号，并将所述光信号转换为电信号；

所述信号放大器用于将所述电信号放大，得到放大信号；

所述脉冲计数器用于将所述放大信号进行比较处理，具体过程包括：确定与该放大信号相一致的标准电信号，并根据预先设定标准颗粒物的粒径区间与标准电信号的对应关系，确定被测液体中颗粒物的粒径区间；

根据所述放大信号的数量确定对应颗粒物数量。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收传感器为光电二极管，通过所述光电二极管转换得到的电信号为电压脉冲信号，所述标准电信号为电压信号。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的系统，其特征在于，所述狭缝横截面积为

0.4mm*1mm。

4.根据权利要求1-2任意一项所述的系统，其特征在于，所述检测池的被测液体的流速为60ml/min，所述被测液体的颗粒物最大容纳量为18000个/ml。

5.根据权利要求1-2任意一项所述的系统，其特征在于，所述激光光源为发出的光的波长为780nm的激光二极管。

6.一种液体中颗粒物的检测方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-5任一项所述的系统中，该方法包括：对流入所述检测池之前的被测液体进行过滤，使得所述被测液体中颗粒物逐个通过检测池；其中，过滤的孔径为0.175mm；

将激光射入到所述检测池中的被测液体中，得到光信号，所述检测池为狭缝，检测池中的被测液体流速需达到预设流速；将所述光信号转换为电信号；所述激光的波长为780nm；

将所述电信号放大，得到放大信号；

确定与该放大信号相一致的标准电信号，并根据预先设定标准颗粒物的粒径区间与标准电信号的对应关系，确定被测液体中颗粒物的粒径区间；

根据所述放大信号的数量确定对应颗粒物数量；

其中，所述检测池中的被测液体流速需达到预设流速包括：当所述系统长时间工作流速发生变化时，通过对颗粒物数量补充控制流速，使得检测池中的被测液体流速达到预设流速。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将光信号转换为电信号具体为：将光信号转换为电压脉冲信号，所述标准电信号为标准电压信号。

说明书

一种液体中颗粒物的检测系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及液体检测技术领域，更具体地说，涉及一种液体中颗粒物的检测系统和方法。

背景技术

[0002] 液体中的颗粒物的检测方法中，一般是通过780nm半导体激光器产生的一束狭小的激光，以与被检测液体流向垂直的方向，在颗粒物经过光束界面时产生脉冲。经过对所述脉冲的分析，计算出液体中颗粒物的粒径和数目情况。

[0003] 现有技术利用从整体上反应颗粒物数量和分布的指标--浊度，来反应被检测液体的情况。然而，当水中颗粒物明显变化时，由于所述浊度本身反应较慢，所述现有技术不能灵敏地反应被测液体中颗粒的尺寸和对应尺寸的数量；由于水中颗粒物的颜色对所述浊度有一定影响，因而所述现有技术不能清晰精确地反应被测液体的状况。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提供一种液体中颗粒物的检测系统和方法，以实现对液体中的颗粒物的粒径和数量精确、实时和具体的测量。

[0005] 一种液体中颗粒物的检测系统，包括：激光光源、检测池、接收传感器、信号放大器和脉冲计数器，其中：

[0006] 所述激光光源发出激光入射所述检测池中的被测液体，得到光信号，所述检测池为狭缝；

[0007] 所述接收传感器用于接收所述光信号，并将所述光信号转换为电信号；

[0008] 所述信号放大器用于将所述电信号放大，得到放大信号；

[0009] 所述脉冲计数器用于将所述放大信号进行比较处理，具体过程包括：

[0010] 确定与该放大信号相一致的标准电信号，并根据预先设定标准颗粒物的粒径区间与标准电信号的对应关系，确定被测液体中颗粒物的粒径区间；

[0011] 根据所述放大信号的数量确定对应颗粒物数量。

[0012] 优选地，所述接收传感器为光电二极管，通过所述光电二极管转换得到的电信号为电压脉冲信号，所述标准电信号为电压信号。

[0013] 优选地，所述系统还包括对流入所述检测池之前的被测液体进行过滤的过滤器。

[0014] 优选地，所述过滤器的过滤孔径为0.175mm。

[0015] 优选地，所述系统还包括设置于所述检测池中的被测液体流速补偿装置，用于当所述系统长时间工作流速发生变化时，通过对颗粒物数量补充控制流速，使得检测池中的被测液体流速达到预设流速。

[0016] 优选地，所述狭缝横截面积为0.4mm*1mm。

[0017] 优选地，所述检测池的被测液体的流速为60ml/min，所述被测液体的颗粒物最大容纳量为18000个/ml。

[0018] 优选地，所述激光光源为发出的光的波长为360-780nm的激光二极管。

[0019] 一种液体中颗粒物的检测方法，包括：

[0020] 将激光射入到所述检测池中的被测液体中，得到光信号，所述检测池为狭缝；

[0021] 将所述光信号转换为电信号；

[0022] 将所述电信号放大，得到放大信号；

[0023] 确定与该放大信号相一致的标准电信号，并根据预先设定标准颗粒物的粒径区间与标准电信号的对应关系，确定被测液体中颗粒物的粒径区间；

[0024] 根据所述放大信号的数量确定对应颗粒物数量。

[0025] 优选地，所述将光信号转换为电信号具体为：将光信号转换为电压脉冲信号，所述标准电信号为标准电压信号。

[0026] 从上述的技术方案可以看出，本发明实施例中的检测池采用狭缝式设计，配合过滤器及被测液体的的流速控制装置，使所述被测液体中过的颗粒物几乎能够逐个通过，有效避免的了颗粒物重叠而造成的误差；本发明采用稳定的780nm的激光二极管作为光源，克服了现有技术中光线不集中和亮度欠佳造成的测量的不精确，从而进一步提高了测量准确度；本发明将各种颗粒物标准粒径与电压脉冲信号的标准电压信号对应，并将所述标准电压编入单片机程序，根据所述标准电压信号对应一定颗粒物的粒径区间，根据所述电压脉冲信号的数量确定各粒径区间的颗粒物数量，实现了对被测液体颗粒物的实时、具体的检测；同时，所述系统不受颗粒物的颜色干扰，对液体性质没有特定要求，方法易行。

附图说明

[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0028] 图1为本发明实施例一公开的一种液体中颗粒物的检测系统示意图；

[0029] 图2为本发明实施例二公开的一种液体中颗粒物的检测系统示意图；

[0030] 图3为本发明实施例公开的一种液体中颗粒物的检测系统中的检测池的示意图；

[0031] 图4为本发明实施例公开的一种液体颗粒物的检测方法示意图。

具体实施方式

[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0033] 本发明实施例公开了一种液体颗粒物检测系统和方法，以实现对液体中的颗粒物的粒径和数量精确、实时和具体的测量。

[0034] 图1示出了液体中颗粒物的检测系统结构，包括：激光光源101、检测池102、接收传感器103、信号放大器104和脉冲计数器105，其中：

[0035] 所述激光光源101：发出激光入射所述检测池102中的被测液体，得到光信号，在本实施例中，选用的激光光源为激光二极管，发出的波长为780nm单色光，所述单色光稳定，亮度高；

[0036] 所述检测池102：所述检测池为横截面积为0.4mm*1mm的狭缝，所述检测池的被测液体的流速为60ml/min(2.5m/s)，所述被测液体的颗粒物最大容纳量为18000个/ml；

[0037] 所述接收传感器103：用于接收所述光信号，并将所述光信号转换为电信号，在本实施例中，选用的接收传感器为光电二极管，包括可将光信号转换为电压脉冲信号的硅光电池，所述光电二极管受温度湿度的变化影响小，光灵敏度高；

[0038] 所述信号放大器104：用于将所述电信号放大，得到放大信号；

[0039] 所述脉冲计数器105：用于将所述放大信号进行比较处理，具体过程包括：

[0040] 确定与该放大信号相一致的标准电信号，并根据预先设定标准颗粒物的粒径区间与标准电信号的对应关系，确定被测液体中颗粒物的粒径区间；

[0041] 根据所述放大信号的数量确定对应颗粒物数量。

[0042] 所述标准电信号通过编入单片机程序中，对应标准颗粒物的粒径，根据该粒径对应一定粒径区间的颗粒物，所述粒径区间内的颗粒物都以该标准电信号为基准进行确定。

[0043] 图中还示出了系统外围设施电路处理部分106、显示模块107和控制室108，其中：

[0044] 电路处理部分106：用于将所确定的所述颗粒物粒径区间和所述颗粒物数量信息与外设进行通讯；

[0045] 所述显示模块107：用于实时显示不同粒径区间对应的颗粒物数量，所述不同粒径区间对应不同显示通道，所述显示部分可同时显示8个通道的颗粒物数量，在本实施例中，所述显示模块选用LCD显示器实现本模块功能；

[0046] 所述控制室108：操作者可在所述控制室108内看到所述显示模块的8个通道的颗粒物数量情况。

[0047] 上述实施例中，检测池采用狭缝式设计，实施例中优选的0.4mm*1mm的尺寸可保证2mm以上的颗粒物超过99％都是逐个通过，有效避免的了颗粒物重叠而造成的误差；本发明采用稳定的780nm的激光二极管作为光源，克服了现有技术中光线不集中和亮度欠佳造成的测量的不精确，从而进一步提高了测量准确度；本发明将各种颗粒物标准粒径与电压脉冲信号的标准电压信号对应，并将所述标准电压编入单片机程序，根据所述标准电压信号对应一定颗粒物的粒径区间，根据所述电压脉冲信号的数量确定各粒径区间的颗粒物数量，实现了对被测液体颗粒物的实时、具体的检测。

[0048] 图2示出了实施例二液体中颗粒物的检测系统结构，包括：激光光源201、过滤器202、检测池203、接收传感器204、信号放大器205和脉冲计数器206，其中：过滤器安装在在液体通过检测池前，所述过滤器实现了颗粒物逐个通过检测池，有效避免了颗粒物重叠而造成的误差，同时也保证检测池不会被大颗粒物堵住。

[0049] 图中还示出了系统外围设施电路处理部分207、显示模块208和控制室209。

[0050] 图3示出了实施例公开的液体中颗粒物的检测系统中的检测池的示意图，图中示出检测池303，以及激光光源(激光二极管)301和光电二极管302，所述检测池的横截面尺寸为0.4mm*1mm，所述检测池的被测液体的流速为60ml/min(2.5m/s)，所述被测液体的颗粒物最大容纳量为18000个/ml，所述检测池配合流速补偿装置，用于当所述系统长时间工作，流速发生变化时，通过对颗粒物数量补充控制流速，使得检测池中的被测液体流速达到预设流速。

[0051] 需要说明的是，所述流速60ml/min(2.5m/s)有5％的调整量，如果超出该范围，则必须进行补充。

[0052] 另外，所述系统不受颗粒物的颜色干扰，对液体性质没有特定要求，只要透明即可，所述方法简单易行。

[0053] 图4示出了实施例一公开的液体中颗粒物的检测方法，包括以下步骤：

[0054] 步骤401：将激光射入到所述检测池中的被测液体中，得到光信号；

[0055] 步骤402：将所述光信号转换为电信号；

[0056] 步骤403：将所述电信号放大，得到放大信号；

[0057] 步骤404：确定与该放大信号相一致的标准电信号，并根据预先设定标准颗粒物的粒径区间与标准电信号的对应关系，确定被测液体中颗粒物的粒径区间；

[0058] 步骤405：根据所述放大信号的数量确定对应颗粒物数量。

[0059] 图5示出了实施例二公开的液体中颗粒物的检测方法中，包括以下步骤：

[0060] 步骤501：将所述被测液体通过过滤器过滤；

[0061] 步骤502：将激光射入到所述检测池中的被测液体中，得到光信号；

[0062] 步骤503：将所述光信号转换为电信号；

[0063] 步骤504：将所述电信号放大，得到放大信号；

[0064] 步骤505：确定与该放大信号相一致的标准电信号，并根据预先设定标准颗粒物的粒径区间与标准电信号的对应关系，确定被测液体中颗粒物的粒径区间；

[0065] 步骤506：根据所述放大信号的数量确定对应颗粒物数量。

[0066] 需要说明的是：所述方法可以采用基于超声散射衰减谱分析实现，即：将实测的声衰减谱与按照声散射公式计算理论声衰减谱一起，构建矩阵和线性方程并求解，用双频率衰减比值法实现对平均粒度的计算，以优化方法计算粒度分布，并根据颗粒粒度反算出颗粒浓度。

[0067] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

[0068] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。