用于监测蒸发器的样品收集瓶中的液位的系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种用于监测蒸发器的样品收集瓶中的液位的系统（100），该系统包括：发光单元，用于照亮位于该样品收集瓶中的液体；感光单元，用于接收经过该样品收集瓶的光并对其进行成像。该系统还包括：转动体，多个样品收集瓶布置在转动体上以能随其公转，以在监测位置和非监测位置之间运动，而发光单元和感光单元能分别分配给所述多个样品收集瓶中处于所述监测位置的至少一个样品收集瓶，用于监测所述至少一个样品收集瓶中的液位。借助上述系统，可以对多个样品收集瓶同时监测液位，以大幅提高实验效率。

A system for monitoring the liquid level in sample collection bottles of evaporators

【技术实现步骤摘要】
用于监测蒸发器的样品收集瓶中的液位的系统
本技术涉及一种用于监测蒸发器的样品收集瓶中的液位的系统，尤其是一种基于CCD或CMOS的液位监测系统。
技术介绍
目前，水污染问题作为一个突出的环境保护问题日益引起关注。为了保护人类赖以生存的水环境，确保人们饮水卫生，一方面需要对生产和生活中的水质进行检测，另一方面，也须加强对各种生产和生活污水排放的监测。在对水环境进行监测的过程中，通常采用水质检测装置，诸如水质分析仪。在对水质进行监测期间，需要对水质样品进行制备，这种水质样品通常会储存在样品收集瓶中以方便运输和传送。特别是，需要对储存在这种样品收集瓶内的样品的液位进行极为精确且实时的测量。然而，在样品制备过程中，由于可能出现以下几个方面的原因，样品收集瓶中的液位信息的精确获取变得很困难：—假如样品收集瓶被安置在密闭结构（例如机箱）的内部，尤其当收集瓶的瓶身与密闭结构内的加热部件紧密连接时，从结构上讲，难以在机箱外部查看和监控收集瓶中的液体；—样品收集瓶中的液体通常可能涵盖很多种类，而不同种类液体一般具有不同颜色和/或不同密度的物理属性。当样品的成分和参数未知时，这显著增加了对液位准确识别的难度，尤其是单独的光学反射或透射方案也将存在误差；—样品收集瓶的瓶身上可能存在印刷或粘贴的标识（便于实验人员识别样品），但这很可能会阻挡收集瓶内的内部液面的位置，进而可能影响光学液位检测传感器，从而造成误判；—由于不同用户的应用需求，样品收集瓶本身也可能存在不同尺寸和颜色，常见的尺寸有：例如2ml，10ml，20ml，而常见的颜色例如是透明的，琥珀色等；—在尤其是小型的样品收集瓶（例如仅2ml的收集瓶）的情况下，对于其内液位的检测所要用到的检测手段应有很高的灵敏度和准确度，但这一要求限制了如电容感应技术的应用。因此，在生物医药领域中，尤其是在线水质分析仪或样品制备过程中，始终存在这样的需求，即提供一种实时的且低成本的样品采集瓶的液位检测，特别是可以在在线过程中随时读取样品采集瓶的液位。
技术实现思路
本技术提供一种用于监测蒸发器的样品收集瓶中的液位的系统，该系统包括：发光单元，该发光单元用于照亮位于该样品收集瓶中的液体；感光单元，该感光单元用于接收经过该样品收集瓶的光并对其进行成像。该系统还包括转动体，多个样品收集瓶布置在该转动体上以能随其公转，以在监测位置和非监测位置之间运动，而该发光单元和该感光单元能分别分配给该多个样品收集瓶中处于该监测位置的至少一个样品收集瓶，用于监测该至少一个样品收集瓶中的液位。借助该转动体，可以对多个样品收集瓶同时监测液位，以提高实验效率。例如，当该至少一个样品收集瓶保持在该监测位置时，该至少一个样品收集瓶能设置成相对于位置固定的该感光单元进行自转。或者，当该至少一个样品收集瓶保持在该监测位置时，该感光单元能设置成围绕位置固定的该至少一个样品收集瓶进行转动。这在对样品收集瓶内的液位进行监测时，可以形成灵活的布置方式，降低系统性成本。该系统还包括用于驱动样品收集瓶自转的旋转机构，该旋转机构由旋转电机驱动，并能同时带动该多个样品收集瓶中处于该监测位置的所有样品收集瓶一起旋转。由此，能以紧凑的结构来实现对多个样品收集瓶中的液位的同时监测。优选地，发光单元布置在该样品收集瓶的下方并且与瓶底间隔开，该发光单元从该瓶底向该样品收集瓶照射光，而该感光单元则布置在该样品收集瓶的一侧上。由此，该发光单元可以从样品收集瓶的瓶底向样品收集瓶（例如，向上）照射光，以获得更好的成像效果，并且可以排除一部分的误差。特别有利的是，该系统还包括：预判单元，该预判单元构造成在对该样品收集瓶进行液位监测之前收集该样品收集瓶的标志信息，并能根据所收集到的该标志信息来设定该发光单元发出的光照强度，其中，该标志信息包括该样品收集瓶的颜色信息，瓶底位置信息，尺寸信息等。借助这种用于监测蒸发器的样品收集瓶中的液位的系统，可以实现基于样品收集瓶的这些标志信息来设定发光单元的光照强度，从而对各种不同的样品收集瓶（颜色，瓶底位置，尺寸等）均能进行高效且高精度的成像。此外，该系统还可以包括图像识别单元，该图像识别单元包括扫描读码模块，以获取设置在该样品收集瓶上的标记的位置信息，基于该位置信息，该样品收集瓶能相对于该感光单元旋转一角度，使得该标记不阻碍该感光单元对经过该样品收集瓶的光的接收。有利地，可以借助一个扫描读码模块同时完成液位监测和追踪样品收集瓶两个功能，由此可以大幅节约成本，提高试验效率。特别是，该系统还可以包括信噪比确定单元，该信噪比确定单元能从该感光单元的输出信息中提取底噪，并且由此计算信噪比，从而基于计算出的信噪比对由该发光单元发出的光照强度进行反馈调节。可选地，在实时的液位监测过程中，由此充分考虑样品收集瓶内的液体颜色/密度的不同，根据对光强进行反馈调节，感光单元的输出信号的信噪比达到阈值，且无过曝光。有利地，本技术还提供用于限制环境光从而提高成像效果的多种装置。例如，在样品收集瓶与发光单元之间可以布置有匀光板，在匀光板上设置有透光孔，透光孔与样品收集瓶的瓶底对准，且透光孔的直径小于或等于瓶底的直径。还例如，在透镜与感光元件之间可以布置有透光狭缝，透光狭缝由彼此间隔开的两块挡光板构成，以沿样品收集瓶的宽度方向限制环境光的干扰。优选地，该感光单元包括透镜和感光元件，该透镜面向该样品收集瓶布置，经过该透镜的光在该感光元件上成像。由此，能以简单的结构来实现成像功能。此外，还可以在该样品收集瓶的与该感光单元相对的另一侧上布置有背光源，以从该另一侧照亮该样品收集瓶。由此，可以将样品收集瓶的瓶侧均匀照亮，从而更好地提示出深色液位所在的位置，有利于感光单元的成像捕获。附图说明通过以下结合附图的详细描述，本技术的其他特征和优点将变得显而易见，其中：图1示意性地示出根据本技术的一个实施例的用于监测样品收集瓶中的液位的系统的各个部件之间的连接关系图；图2示意性地示出根据本技术的一个实施例的在监测样品收集瓶中的液位之前的准备步骤的流程图，在此，该准备步骤包含预判单元设定光照强度的步骤；图3示意性地示出根据本技术的一个实施例的用于监测样品收集瓶中的液位的系统的转动体的立体图；图4示意性地示出根据本技术的一个实施例的用于监测样品收集瓶中的液位的系统的多个部件的细节图（例如样品收集瓶）的局部剖视图；图5示意性地示出根据本技术的一个实施例的用于监测样品收集瓶中的液位的系统的多个部件的细节图，例如设置在样品收集瓶的与感光单元相对的另一侧上的背光源。应注意参考的附图并非都一定是按比例绘制的，附图不应被解释为限制性的。具体实施方式在本技术的含义下，术语“样品收集瓶”是指用于容纳各类型的样品，主要是液体样品（例如，待在线监测的水样）的容器。但可以理解到，“收集瓶”的作用并不仅限于对样品进行“收集”，而是只要接纳/容纳/储备样品的容器（无论是否开口或密封）都属于本技术的“样品收集瓶”的范围内。在本技术中，样品收集瓶主要涉及蒸发器的样品收集容器。另外，样品收集瓶内的样品一般并不是完全充满该收集瓶的，即通常样品收集瓶内实际上还包括除了液体样品之外的其它流体，主要是气体，例如是空气。在本技术中，术语“液位”或者“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测蒸发器的样品收集瓶中的液位的系统（100），所述系统（100）包括：发光单元（20），所述发光单元（20）用于照亮位于所述样品收集瓶（10）中的液体；感光单元，所述感光单元用于接收经过所述样品收集瓶（10）的光并对其进行成像，其特征在于，所述系统（100）还包括转动体（120），多个样品收集瓶（10）布置在所述转动体（120）上以能随其公转，以在监测位置和非监测位置之间运动，而所述发光单元（20）和所述感光单元能分别分配给所述多个样品收集瓶（10）中处于所述监测位置的至少一个样品收集瓶（10），用于监测所述至少一个样品收集瓶（10）中的液位。

【技术特征摘要】
1.一种用于监测蒸发器的样品收集瓶中的液位的系统（100），所述系统（100）包括：发光单元（20），所述发光单元（20）用于照亮位于所述样品收集瓶（10）中的液体；感光单元，所述感光单元用于接收经过所述样品收集瓶（10）的光并对其进行成像，其特征在于，所述系统（100）还包括转动体（120），多个样品收集瓶（10）布置在所述转动体（120）上以能随其公转，以在监测位置和非监测位置之间运动，而所述发光单元（20）和所述感光单元能分别分配给所述多个样品收集瓶（10）中处于所述监测位置的至少一个样品收集瓶（10），用于监测所述至少一个样品收集瓶（10）中的液位。2.如权利要求1所述的系统（100），其特征在于，当所述至少一个样品收集瓶（10）保持在所述监测位置时，所述至少一个样品收集瓶（10）能设置成相对于位置固定的所述感光单元进行自转。3.如权利要求2所述的系统（100），其特征在于，当所述至少一个样品收集瓶（10）保持在所述监测位置时，所述感光单元能设置成围绕位置固定的所述至少一个样品收集瓶（10）进行转动。4.如权利要求3所述的系统（100），其特征在于，所述系统（100）还包括用于驱动样品收集瓶（10）自转的旋转机构（80），所述旋转机构（80）由旋转电机驱动，并能同时带动所述多个样品收集瓶（10）中处于所述监测位置的所有样品收集瓶（10）一起旋转。5.如权利要求1至4中任一项所述的系统（100），其特征在于，所述发光单元（20）布置在所述样品收集瓶（10）的下方并且与瓶底间隔开，所述发光单元（20）从所述瓶底向所述样品收集瓶（10）照射光，而所述感光单元则布置在所述样品收集瓶（10）的一侧上。6.如权利要求1至4中任一项所述的系统（100），其特征在于，所述系统（100）还包括：预判单元（40），所述预判单元（40）构造成在对所述样品收集瓶（10）进行液位监测之前收集所述样品...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡巍，秦来贵，
申请(专利权)人：赛默飞世尔上海仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31