便携式多通道检测仪制造技术

本发明专利技术涉及对液体中有毒、有害物质的光学检测仪器，具体为便携式多通道检测仪。设置有多个不同波段的二极管光源，每个二极管光源配合有与之波段匹配的滤波片，在滤波片之后设置检测池，用于盛装被检测液体，在检测池后设置光学探测头将透过检测池的光信号转换为对应的稳定的电压信号，光学探测头连接数据采集卡(DAQ)或A/D转换电路实现电压信号的处理，根据已知的待测物的浓度与电压信号间的关系曲线来确定未知样品中待测物的浓度信息。检测仪可在实时实地条件下同时采集多种(三种)目标待测物的浓度信息，突破了传统检测方法只能在实验室条件下进行的限制。具有良好的便携性、信号处理步骤简单、检测结果准确可靠。

Portable Multichannel Detector

【技术实现步骤摘要】
便携式多通道检测仪
本专利技术设计了对液体样品中多种有毒、有害物质进行实时、高精检测的便携式多通道检测仪。
技术介绍
现有的检测水环境中溶解性有毒、有害物质的方式包括原子吸收光谱法、原子荧光光度法、近红外光谱法、离子迁移谱法、核磁力共振法、高效液相色谱法、质谱法、电化学法、比色反应法、密度检测法、紫外吸收法及荧光检测法等[1-15]。现有的大型仪器分析检测方法具有高精度、高稳定性及自动化程度高等优点。但大型仪用检测仪器或设备面临着价格昂贵、体积庞大、操作过程较为繁琐、耗时长等问题。且不能满足现场实时实地检测需求。基于上述问题，研发一种便携的、高精度的、实时实地可用的小型检测仪器具有极其重要的意义。
技术实现思路
本专利技术以检测液态条件下存在的有毒、有害物质为设计前提，研发了一种可用于实时实地分析检测液态环境中的可溶性有毒、有害物质的便携式多通道小型检测仪器，力求突破了传统检测方法只能在实验室条件下进行的限制。本专利技术设计方案：便携式多通道检测仪，所述检测仪设置有多个不同波段的二极管光源，每个二极管光源配合有与之波段匹配的滤波片，使光信号更加稳定。在滤波片之后设置检测池，用于盛装被检测液体。在检测池后设置光学探测头将透过检测池的光信号转换为对应的稳定的电压信号，光学探测头电连接数据采集卡(DAQ)或A/D转换电路实现电压信号的处理，根据已知的待测物的浓度与电压信号间的关系(由实验数据分析得出)来确定检测物的浓度；所述数据采集卡(DAQ)通过与电脑进行通信连接，由电脑处理并显示检测结果；所述A/D转换电路与微处理器电连接，通过微处理器处理数据，并通过微处理器连接的显示器显示检测结果，并可通过微处理器的通信模块对外传输检测结果。所述的检测仪电器结构分为三层，底层为仪器供电装置，中间层为数据处理电路，包括数据采集卡和A/D转换电路，顶层为检测通路，检测通道有3路，光源，滤波片，检测液，光学探测头放置于检测通路中。所述的二极管光源波段范围大致与透过检测液的光学信号波段一致，水平放置于光路通道中。所述的检测池采用石英材料制作而成，为长方体状，通过仪器顶层上的滑盖上的开口放置于检测通路中，并高出开口2-3cm。所述的光学探测头采用光电传感器，进行光电转换，有高灵敏度，稳定的反应速度，水平放置于光路通道中，传感器的高度与位于检测通道的检测池高度一致，能最大限采集透过检测液的光学信号。对光学探测头输出的电压信号有以下两种方式处理。其一，使用16位数据采集卡采集模拟电压信号并转换为数字信号，通过USB线连接到电脑上，采用labview软件使用标准modbus协议读取数据采集卡输出的信息。通过已确定的转换关系得出检测物的浓度，并以折线图形方式实时显示在电脑的labview界面上。数据采集卡的A/D转换位数保证了高的测量精度且能在1.5秒内完成一次检测任务。其二，采用基于stm32芯片的A/D采集电路来处理探测头输出的电压信号，经过ADC电路得到数字信号，再由stm32芯片进行运算处理，由已确定的待测物浓度与电压值的对应关系计算出待测物的浓度，并在液晶显示屏上以数值形式实时显示。仪器使用方法简单，只需将检测池中装入检测液，然后放在仪器预留的检测位置即可。检测液的光学信号随有毒有害物质后的加入而发生改变，体现为光学信号的增强或减弱，便携式多通道检测仪正是通过检测光信号变化的程度达到检测有毒有害物质浓度的目的。光源透过检测溶液后，光学信号会改变，光学探测头采集改变后的光信号并转换为对应的电压信号。经过数据采集卡或A/D转换电路处理后得出溶液中检测物的浓度，通过labview程序界面或液晶显示屏实时显示，并可以将检测数据保存在电脑的指定路径下。检测仪设置多个光学通路，可实现多种物质浓度的实时检测。便携式多通道检测仪可同时采集多个通道中多种目标检测物的浓度信息，突破了传统检测方法只能在实验室条件下进行的限制。可通过虚拟仪器程序界面实时显示，同时，可采用基于单片机系统的数据采集、处理及液晶屏显示系统，检测过程不需要电脑等办公设备，便携性更好。检测仪使用光学探测器，接收透过检测池的光信号，并转换为相应的电信号，使得信号处理步骤更加简单、准确，简化了处理过程加快了处理速度。结合响应波段的光学滤光片，更可有效地减少杂光信号的干扰，从而使电信号更加稳定。附图说明图1为便携式多通道检测仪电路结构示意图；图2为便携式多通道检测仪系统原理示意图；图3为便携式多通道检测仪外观结构示意图；附图标记：1电源开关，2USB接口，3液晶显示屏，4检测池，5恒压电源，6降压模块，7光源，8滤波片，9光电传感器，10稳压电源模块，数据采集卡11，12微处理器，13电脑。具体实施方式下面结合具体实施例和说明书附图对本专利技术作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例：如图1、图2所示，便携式多通道检测仪分四部分，一部分为恒压电源，包括恒压电源5和降压模块6，用于给检测仪提供电源；第二部分为分压电路，由稳压电源模块10为数据采集卡11及A/D转换电路供电；第三部分为光路部分，共有三条光通道，每个通道由光源7、滤光片8、检测池4和光电传感器9、数据采集卡11和集成A/D转换电路的微处理器12依次排布组成；第四部分为信号显示部分，检测仪可通过液晶屏3实时显示多个通道检测到的多种待测物浓度。同时，检测仪也可通过USB线和电脑13连接，通过labview程序界面显示采集到的多通待测物浓度信息。检测仪由下至上分为三层，底层为恒压电源；中间一层为数据采集卡和A/D转换电路；顶层为光路部分。液晶显示屏位于仪器的右侧，其下有三个按键，控制各个通路在液晶显示屏上的显示。检测仪的外观如图3所示，侧面面板上设置电源开关1，USB接口2和液晶显示屏3，在检测仪的顶部外壳为滑盖结构，设置安装3个检测池4，池口露出仪器外壳，便于放置被检测液体。检测光路的光源采用二极管光源，波段范围大致与透过检测液的光学信号波段一致，水平放置于光路通道中。检测池4采用石英材料制作而成，为长方体状，通过仪器顶层上的滑盖上的开口放置于检测通路中，并高出开口2-3cm。光学探测头采用光电传感器，进行光电转换，有高灵敏度，稳定的反应速度，水平放置于光路通道中，传感器的高度与位于检测通道的检测池高度一致，能最大限采集透过检测液的光学信号。光电信号的处理采用16位数据采集卡或ADC采集电路模块将光学探测器输出的电压信号转换为数字信号，再通过电脑或stm32芯片进行处理，保证了采集精度及信号处理速度，1.5秒左右就可完成一次采样过程。结合Labview框图程序或32单片机系统可实时显示检测物质的浓度信息，满足实时实地条件下的检测需求。检测仪可采用外接电源0-24V恒压源供电，也可采用小型锂电池供电。适用于各种基于光学信号变化的检测需求，包括紫外、可见、红外等光波段。检测仪具有广泛的应用领域，可用于医疗诊断、药品监控、水环境中有害物质的检测及机场，车站等大型公共场合对液态中存在的有毒有害物质进行检测。便携式多通道检测仪将物质的光学性质的分析转换为电信号进行分析，简化了传统的分析过程。仪器具有高精度、便携性等特点，并有较强的可移植性和检测的实时性。采用微处理器架构，体积小，框架采用ABS板制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.便携式多通道检测仪，其特征在于，所述检测仪设置有多个不同波段的二极管光源，每个二极管光源配合有与之波段匹配的滤波片，在滤波片之后设置检测池，用于盛装被检测液体，在检测池后设置光学探测头将透过检测池的光信号转换为对应的稳定的电压信号，光学探测头电连接数据采集卡(DAQ)或A/D转换电路实现电压信号的处理，根据已知的待测物的浓度与电压信号间的关系来确定检测物的浓度；所述数据采集卡(DAQ)通过与电脑进行通信连接，由电脑处理并显示检测结果；所述A/D转换电路与微处理器电连接，通过微处理器处理数据，并通过微处理器连接的显示器显示检测结果，并可通过微处理器的通信模块对外传输检测结果。

【技术特征摘要】
1.便携式多通道检测仪，其特征在于，所述检测仪设置有多个不同波段的二极管光源，每个二极管光源配合有与之波段匹配的滤波片，在滤波片之后设置检测池，用于盛装被检测液体，在检测池后设置光学探测头将透过检测池的光信号转换为对应的稳定的电压信号，光学探测头电连接数据采集卡(DAQ)或A/D转换电路实现电压信号的处理，根据已知的待测物的浓度与电压信号间的关系来确定检测物的浓度；所述数据采集卡(DAQ)通过与电脑进行通信连接，由电脑处理并显示检测结果；所述A/D转换电路与微处理器电连接，通过微处理器处理数据，并通过微处理器连接的显示器显示检测结果，并可通过微处理器的通信模块对外传输检测结果。2.根据权利要求1所述的便携式多通道检测仪，其特征在于，所述的检测仪电器结构分为三层，底层为仪器供...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌，陈林，葛灵普，黄颖，黄承志，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50