基于反射式光纤系统的透明液体浓度测量方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了基于反射式光纤系统的透明液体浓度测量方法和系统，涉及液体浓度测量领域。本发明专利技术的测量方法包括：光信号的获得；反射式光纤系统的透明液体透过光信号的采集；光信号的检测；光电流信号放大和转换；数据处理和显示，用于将通过若干已知浓度且互不相同的透明液体的测量所得的数据拟合成一个公式，并且还用于从显示模块上读出其透射光的电压信号，再代入拟合得到的公式，从而计算出未知透明液体中溶质含量百分比。本发明专利技术适用于透明液体的浓度测量，具有操作简单，测量快速，灵敏度高，系统体积小易于携带的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于反射式光纤系统的透明液体浓度测量方法和系统
本专利技术涉及液体浓度测量领域，尤其涉及基于反射式光纤系统的透明液体浓度测量方法和系统。
技术介绍
液体浓度是反映液体特性的重要物理量，对溶液浓度的测量与监控在造纸、化工、制糖、食品、制药、环境监测等领域中有着广泛的应用，是保证产品品质和提高产品质量的重要技术手段。因此液体浓度的测量也一直是科研工作者研究的热点问题。随着工业化社会的快速发展，环境污染问题的出现使得人们密切关注社会的可持续发展，并且越来越重视环境监测和保护问题。不论是人们日常的工作环境,还是工业过程监控、医药以至国家安全等都需要进行大量的化学气体、液体检测，因此对液体浓度测量系统和方法的研究有着特殊的意义与价值。科研领域中液体的研究一般都会从液体的折射率、浓度、密度、透射吸收光谱（发光特性）、粘滞系数、表面张力、旋光性等角度入手，建立一个液体的性质和其他衡量液体性质参数的关系，来分析液体的本质属性。目前，国内外测量液体浓度多采用化学分析法、色谱法、红外吸收光谱法、光折射率法、光强吸收法等。这些分析方法需要用到的仪器体积庞大，结构复杂，不能应用于需要实时测量的工况中。专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于反射式光纤系统的透明液体浓度测量方法，其特征在于，包括：S1、光源发出光束射入耦合透镜系统,所述光束射出后经自聚焦光纤聚焦准直后进入反射式光纤系统的输入光纤;S2、所述光源通过由所述输入光纤组成的光纤探头外层光纤射出，将所述光束射入自聚焦光纤，经所述自聚焦光纤聚焦准直后射入透明液体,所述光束射出所述透明液体后，光程调节器的高反射面反射所述光束,将所述光束再次通入所述透明液体,经过所述自聚焦光纤聚焦准直后，由输出光纤组成的光纤探头内层光纤输出;S3、所述光纤探头内层光纤将所述光束射入光电二极管,所述光电二极管采集并检测所述光束,得到光电流信号;S4、前置放大电路采集所述光电流信号,并放大转换...

【技术特征摘要】
1.基于反射式光纤系统的透明液体浓度测量方法，其特征在于，包括：S1、光源发出光束射入耦合透镜系统,所述光束射出后经自聚焦光纤聚焦准直后进入反射式光纤系统的输入光纤;S2、所述光源通过由所述输入光纤组成的光纤探头外层光纤射出，将所述光束射入自聚焦光纤，经所述自聚焦光纤聚焦准直后射入透明液体,所述光束射出所述透明液体后，光程调节器的高反射面反射所述光束,将所述光束再次通入所述透明液体,经过所述自聚焦光纤聚焦准直后，由输出光纤组成的光纤探头内层光纤输出;S3、所述光纤探头内层光纤将所述光束射入光电二极管,所述光电二极管采集并检测所述光束,得到光电流信号;S4、前置放大电路采集所述光电流信号,并放大转换为电压信号，参考支路和测量支路采集所述电压信号，得到参考信号和测量信号，二级差分放大电路输入所述参考信号和测量信号，输出放大电压，信号转换模块采集所述放大电压,并转换成数字信号;S5、重复S1-S4，在相同的光程下，测量指定数量同种溶质但不同浓度的透明溶液,得到相对应的数字信号,根据所述浓度和所述相对应的数字信号,建立回归方程;S6、检测待测透明液体,得到所述待测透明液体的数字信号,根据所述待测透明液体的数字信号求解所述回归方程,得到的方程解记录为所述待测透明液体的浓度。2.根据权利要求1所述的基于反射式光纤系统的透明液体浓度测量方法，其特征在于，所述光源采用LED光源，所述LED光源的波长与所述透明液体的溶质光吸收波长一致。3.根据权利要求1所述的基于反射式光纤系统的透明液体浓度测量方法，其特征在于，所述耦合透镜系统包括单透镜和望远镜组，所述光束通过单透镜折射后平行入射到所述望远镜组的目镜单元，再通过所述望远镜组的物镜单元射出。4.根据权利要求1所述的基于反射式光纤系统的透明液体浓度测量方法，其特征在于，所述参考支路包括：密封平面镜窗口的硅光电二极管和光电二极管前置放大电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文杰，赵志敏，俞晓磊，庄笑，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32