System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于红外光的酒精测量方法及装置制造方法及图纸_技高网

一种基于红外光的酒精测量方法及装置制造方法及图纸

技术编号:40508203 阅读:5 留言:0更新日期:2024-03-01 13:23
本发明专利技术涉及一种基于红外光的酒精测量方法及装置,属于红外测试技术领域,所述方法包括获取被测酒精溶液吸收红外光后的光信号,将光信号转换为电流信号;将电流信号转换为电压信号,经过转换器将电压信号转换成数字信号,从而得到电压值;对历史数据进行拟合,得出酒精浓度和电压值的关系式;根据对历史数据进行拟合得到的酒精浓度和电压值的关系式,对采集到的所述电压值进行数据分析,计算出被测酒精溶液的酒精浓度。通过对历史数据中的酒精浓度和电压值的拟合,得到酒精浓度和电压值的关系式,通过采集经过被测酒精溶液吸收红外光后的光信号,进而自动计算出待测酒精溶液的酒精浓度,自动化程度高,解决了现有技术中折光仪操作不方便的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于红外测试,具体地,涉及一种基于红外光的酒精测量方法及装置


技术介绍

1、酒精度折光仪是专门检测乙醇在水溶液离浓度最直观的仪器,可快速测定含乙醇溶液百分比浓度,使用酒精度折光仪测量时,当光线通过不同浓度的液体便会产生不同的折光角度,通过比较折光角度得出液体浓度值。

2、然而折光仪的成本高,使用也较为复杂,现有技术中的折光仪需要对待测溶液进行多次测量,并且每次测量前都需要对检测棱镜进行擦拭,操作非常不方便,而且多次测量时不能保证各样品独立性,彼此之间容易造成干扰,在擦拭样品时也容易对测量棱镜造成磨损,测量环境非密闭也容易造成酒精挥发,影响测量精度。且每次测量后,需要在擦拭之后才能进行下一次测量,步骤繁琐,此外折光仪的测量范围较小,可能不适合大多数情况下的测量。


技术实现思路

1、为解决上述
技术介绍
中存在折光仪的成本高、使用较为复杂,且折光仪需要对待测溶液进行多次测量,并且每次测量前都需要对检测棱镜进行擦拭,操作非常不方便的技术问题,本专利技术提供了一种基于红外光的酒精测量方法及装置。

2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现:

3、一种基于红外光的酒精测量方法,包括以下步骤:

4、利用红外光源向比色皿中的被测酒精溶液发射红外光;

5、获取被测酒精溶液吸收红外光后的光信号,将光信号转换为电流信号;

6、将所述电流信号转换为电压信号,经过转换器将所述电压信号转换成数字信号,从而得到电压值;

<p>7、对历史数据进行拟合,得出酒精浓度和电压值的关系式;

8、根据对历史数据进行拟合得到的酒精浓度和电压值的关系式,对采集到的所述电压值进行数据分析,计算出被测酒精溶液的酒精浓度;

9、显示被测酒精溶液的酒精浓度。

10、进一步的,将所述电流信号转换为电压信号,将所述电压信号转换成数字信号,具体还包括以下步骤:

11、利用iv转换模块对所述电流信号进行放大并转换为电压信号;

12、对所述电压信号进行降压处理,进而转化为数字信号。

13、进一步的,对历史数据进行拟合,包括:

14、利用最小二乘法寻找数据的最佳函数匹配;

15、通过计算相关指数检验拟合效果;

16、代入酒精浓度和电压值的关系式至单片机中,进而自动计算出待测酒精的浓度。

17、进一步的,所述利用最小二乘法寻找数据的最佳函数匹配的计算过程如下:

18、令进而求偏导,求偏导的公式如下:

19、

20、

21、

22、

23、

24、后求解矩阵方程,从而计算a、b、c、d的值;

25、将a、b、c、d代入y=ax3+bx2+cx+d中,根据y=ax3+bx2+cx+d画出相关曲线图;

26、其中,l为算数平方和,表示ax3+bx2+cx+d到y的距离,x为实验中的电压值,y为酒精浓度。

27、进一步的,所述相关指数的计算公式如下:

28、

29、其中,r2表示相关指数值,x表示电压值,y表示酒精浓度,表示根据回归方程代入x得出的值,表示根据回归方程代入y得出的值,表示电压值的平均值,表示酒精浓度的平均值。

30、进一步的,所述数字信号和电压值的关系式为其中,x表示电压值,n表示数字信号。

31、进一步的,所述数字信号由0和1组成,为一个12位的数字值。

32、进一步的,所述酒精溶液为0-99.7%的酒精溶液。

33、另一方面,本专利技术还提供一种基于红外光的酒精测量装置,执行前述的一种基于红外光的酒精测量方法,包括发射端、检测模块、接收端、转换模块和数据处理模块,其中:

34、所述发射端向所述检测模块发射红外光,所述检测模块包括若干相同规格的比色皿,所述比色皿吸收部分红外光,经过所述比色皿吸收的红外光发射至所述接收端,所述转换模块与所述接收端连接,所述转换模块将接收端发送的电流信号转换为电压信号,并将所述电压信号发送至数据处理模块,所述数据处理模块将电压信号转换为电压值,并根据电压值计算出待测酒精溶液的酒精浓度。

35、进一步的,所述比色皿为加盖玻璃比色皿。

36、本专利技术的有益效果:

37、1、本专利技术提供的一种基于红外光的酒精测量方法,通过对历史数据中的酒精浓度和电压值的拟合,得到酒精浓度和电压值的关系式,并将关系式输入至单片机当中,使测量酒精浓度过程中,只需要利用红外光源向装有待测酒精的比色皿发射红外光,通过采集经过被测酒精溶液吸收红外光后的光信号,进而自动计算出待测酒精溶液的酒精浓度,自动化程度高,解决了现有技术中折光仪操作不方便的问题;

38、2、本专利技术提供的一种基于红外光的酒精测量方法,通过光电二极管获取经比色皿吸收的红外光的光信号,并将光信号转换为电流信号,再经转换模块将电流信号转换为电压信号,最终经过计算将电压信号转换为电压值对应的数字信号,从而得到电压值,此过程利用红外光准确地将装有酒精溶液的比色皿的光信号进行转换,利用电压值计算待测酒精溶液的浓度,降低了人工繁杂步骤;

39、3、本专利技术提供的一种基于红外光的酒精测量装置,通过设置若干相同规格的比色皿,可以同时测量多个样本,并且所述比色皿为加盖玻璃比色皿,降低了酒精挥发导致测量精度受到的影响,提高装置检测的稳定性。

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【技术保护点】

1.一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,将所述电流信号转换为电压信号,将所述电压信号转换成数字信号,具体还包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,对历史数据进行拟合,包括:

4.根据权利要求3所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,所述利用最小二乘法寻找数据的最佳函数匹配的计算过程如下:

5.根据权利要求3所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,所述相关指数的计算公式如下:

6.根据权利要求1所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,所述数字信号和电压值的关系式为其中,x表示电压值,n表示数字信号。

7.根据权利要求6所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,所述数字信号由0和1组成,为一个12位的数字值。

8.根据权利要求1所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,所述酒精溶液为0-99.7%的酒精溶液。

9.一种基于红外光的酒精测量装置,其特征在于,执行权利要求1至8任一项所述的一种基于红外光的酒精测量方法,包括发射端、检测模块、接收端、转换模块和数据处理模块,其中:

10.根据权利要求9所述的一种基于红外光的酒精测量装置,其特征在于,所述比色皿为加盖玻璃比色皿。

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【技术特征摘要】

1.一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,将所述电流信号转换为电压信号,将所述电压信号转换成数字信号,具体还包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,对历史数据进行拟合,包括:

4.根据权利要求3所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,所述利用最小二乘法寻找数据的最佳函数匹配的计算过程如下:

5.根据权利要求3所述的一种基于红外光的酒精测量方法,其特征在于,所述相关指数的计算公式如下:

6.根据权利要求1所述的一种基于红外光的酒精...

【专利技术属性】
技术研发人员:张晓楠张旭辉梁卓基洪沛雯陈尚耀姜辉刘美
申请(专利权)人:广东华电惠州能源有限公司
类型:发明
国别省市:

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