一种酒精浓度测量仪制造技术

本发明专利技术公开了一种酒精浓度测量仪，包括光源模块、分光模块、吸收池、ARM嵌入式控制器和接收模块，所述光源模块用于发出N个不同波长的光，其中N为大于等于2的自然数，光源模块发出的光进入分光模块分为N束差分参考光和N束测量光，其中N束测量光经过吸收池，进入接收模块，N束差分参考光直接进入接收模块，所述接收模块采集到的测量光信号和差分参考光信号传输给ARM嵌入式控制器，所述ARM嵌入式控制器用于计算得到酒精浓度；本发明专利技术在保证测量精度的前提下，克服了现有技术中采用光谱仪分析待测物成分导致的成本昂贵的难题，并且采用差分结构的光路，不仅使得测量稳定，同时保证其测量精度可以达到0.1％。

【技术实现步骤摘要】
一种酒精浓度测量仪
本专利技术涉及酒精浓度测量领域，具体为一种酒精浓度测量仪。
技术介绍
现有有技术中，存在多种检测酒精浓度的方法，应用于不同的场合，可以用于酒驾，该检测方式操作简单，但仅能在一定范围内定性测量，测量精度不高；再例如密度法，可以用于检测白酒、啤酒等溶液中的酒精的浓度，该方法测量精度高，但操作不便。随着近代光学的发展，利用近红外光谱分析法计算物质成分成为一种新的可行的方式，该方法采用光谱仪分析待测样品的光谱，从而解析出待测样品中不同的成分，但是光谱仪价格昂贵，对于市场应用需要大量成本投入。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种酒精浓度测量仪，为了克服上述的技术问题，该测量仪克服现有技术中采用光谱仪价格昂贵的缺陷，降低成本，操作简单，同时其测量精度可以达到0.1％。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种酒精浓度测量仪，包括光源模块、分光模块、吸收池、ARM嵌入式控制器和接收模块；所述光源模块用于发出N个不同波长的光，其中N为大于等于2的自然数，光源模块发出的光进入分光模块分为N束差分参考光和N束测量光，其中N束测量光经过吸收池，进入接收模块，N束差分参考光直接进入接收模块；所述接收模块采集到的测量光信号和差分参考光信号传输给ARM嵌入式控制器，所述ARM嵌入式控制器用于计算得到酒精浓度。作为本专利技术进一步的方案：N个不同波长的光的波长范围为890nm-1500nm，且带宽均不大于20nm。作为本专利技术进一步的方案：N等于3，其中N个波长所取范围分别为890-910nm，950-1100nm和1225-1350nm。作为本专利技术进一步的方案：所述接收模块包括差分参考光采集模块和测量光采集模块，其中差分参考光采集模块包括N个差分参考光采集元件，用于采集N束差分参考光；测量光采集模块包括N个测量光采集元件，用于采集N束测量光；N个差分参考光采集元件和N个测量光采集元件分别对准N束差分参考光和N束测量光；N个差分参考光采集元件和N个测量光采集元件前方均设有相应波长的滤光片和透镜。作为本专利技术进一步的方案：所述光源模块和分光模块之间还设有准直器。作为本专利技术进一步的方案：所述分光模块包括N个分光镜，所述分光模块分光比为2:8-5:5。作为本专利技术进一步的方案：所述吸收池宽度为30-70mm。作为本专利技术进一步的方案：所述吸收池宽度为35-55mm。作为本专利技术进一步的方案：所述吸收池内部安装有温度补偿模块，所述温度补偿模块包括温度传感器，且温度传感器与ARM嵌入式控制器电性连接，温度传感器测量吸收池内待测样品的实时温度，并将实时温度值发送给ARM嵌入式控制器。作为本专利技术进一步的方案：所述光源模块外侧设置有光源散热模块。本专利技术的有益效果：本专利技术通过合理的结构设计，该测量仪在保证测量精度的前提下，克服了现有技术中采用光谱仪分析待测物成分导致的成本昂贵的难题，并且采用差分结构的光路，不仅使得测量稳定，同时保证其测量精度可以达到0.1％。附图说明为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术酒精浓度测量仪结构示意图图中：1、光源模块；2、分光模块；3、吸收池；4、ARM嵌入式控制器；5、接收模块；6、差分参考光采集模块；7、测量光采集模块；8、滤光片；9、透镜；10、准直器；11、光源散热模块；。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1所示，一种酒精浓度测量仪，包括光源模块1、分光模块2、吸收池3、ARM嵌入式控制器4和接收模块5，其中光源模块1、ARM嵌入式控制器4、接收模块5和光源散热模块11均与总电源电性连接；光源模块1用于发出N个不同波长的光，其中N为大于等于2的自然数，光源模块1发出的光进入分光模块2分为N束差分参考光和N束测量光，其中N束测量光经过吸收池3，进入接收模块5，N束差分参考光直接进入接收模块5；接收模块5采集到的测量光信号和差分参考光信号传输给ARM嵌入式控制器4，ARM嵌入式控制器4用于计算得到酒精浓度。N个不同波长的光的波长范围为890nm-1500nm，且带宽均不大于20nm。N等于3，其中N个波长所取范围分别为890-910nm，950-1100nm和1225-1350nm。接收模块5包括差分参考光采集模块6和测量光采集模块7，其中差分参考光采集模块6包括N个差分参考光采集元件，用于采集N束差分参考光；测量光采集模块7包括N个测量光采集元件，用于采集N束测量光；N个差分参考光采集元件和N个测量光采集元件分别对准N束差分参考光和N束测量光；N个差分参考光采集元件和N个测量光采集元件前方均设有相应波长的滤光片8和透镜9。光源模块1和分光模块2之间还设有准直器10。分光模块2包括N个分光镜，分光模块2分光比为2:8-5:5。吸收池3宽度为30-70mm。吸收池3宽度为35-55mm，吸收池3宽度越长，光路经过的溶液时间越长，则被吸收的光越多，因此，对于吸收池3的宽度要有严格的设定，使每个波长的测量光透过吸收池3都可达到一定的透过率，因此，吸收池3宽度的设计既要满足采集部件对光强的要求，同时又要兼顾不同波长在的不同浓度下的吸收效率，同时还得考虑实际结构的大小，两个不同波长下,以960nm和905nm为例，对于要求达到的透过率所需对应的光程见表1；由表1可知，选择吸收池宽度在35-55mm之间，精度最高。表1两个不同波长下，对于要求达到的透过率所需对应的光程。吸收池3内部安装有温度补偿模块，温度补偿模块包括温度传感器，且温度传感器与ARM嵌入式控制器4电性连接，温度传感器测量吸收池3内待测样品的实时温度，并将实时温度值发送给ARM嵌入式控制器4。光源模块1外侧设置有光源散热模块11。其中以三个波长为例，经光源模块1发射的三路光经准直后到达半反射分光镜表面，经上方的半反射分光镜将每路光均匀一分为二成差分参考光和差分测量光两部分，其中一路经全反射镜90°折返后通过相应波长的滤光片8和透镜9汇聚后直接进入参考采集通道作为差分参考光，另一路通过吸收池3内酒液透射后到达测量采集通道作为差分测量光，因差分参考光强通过固定系数K可直接对应进入吸收池3前的总光强，因此利用两路差分光强之比便可直接计算出溶液对测量光强的透射比，再根据比尔-朗伯定律，进行吸收截面的温度修正后即可反演出待测酒液的酒精浓度，采用差分结构增加参考光路的好处，一是免去了样机测量之前需要标校原始光强的麻烦，二是可以避免样机长期工作后光源能效下降导致的测量精度逐渐漂移、需要定期校准的问题。目前在原理样机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酒精浓度测量仪，其特征在于，包括光源模块(1)、分光模块(2)、吸收池(3)、ARM嵌入式控制器(4)和接收模块(5)；/n所述光源模块(1)用于发出N个不同波长的光，其中N为大于等于2的自然数，光源模块(1)发出的光进入分光模块(2)分为N束差分参考光和N束测量光，其中N束测量光经过吸收池(3)，进入接收模块(5)，N束差分参考光直接进入接收模块(5)；/n所述接收模块(5)采集到的测量光信号和差分参考光信号传输给ARM嵌入式控制器(4)，所述ARM嵌入式控制器(4)用于计算得到酒精浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种酒精浓度测量仪，其特征在于，包括光源模块(1)、分光模块(2)、吸收池(3)、ARM嵌入式控制器(4)和接收模块(5)；
所述光源模块(1)用于发出N个不同波长的光，其中N为大于等于2的自然数，光源模块(1)发出的光进入分光模块(2)分为N束差分参考光和N束测量光，其中N束测量光经过吸收池(3)，进入接收模块(5)，N束差分参考光直接进入接收模块(5)；
所述接收模块(5)采集到的测量光信号和差分参考光信号传输给ARM嵌入式控制器(4)，所述ARM嵌入式控制器(4)用于计算得到酒精浓度。


2.根据权利要求1所述的一种酒精浓度测量仪，其特征在于，N个不同波长的光的波长范围为890nm-1500nm，且带宽均不大于20nm。


3.根据权利要求2所述的一种酒精浓度测量仪，其特征在于，N等于3，其中N个波长所取范围分别为890-910nm，950-1100nm和1225-1350nm。


4.根据权利要求1所述的一种酒精浓度测量仪，其特征在于，所述接收模块(5)包括差分参考光采集模块(6)和测量光采集模块(7)，其中差分参考光采集模块(6)包括N个差分参考光采集元件，用于采集N束差分参考光；测量光采集模块(7)包括N个测量光采集元件，用于采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜银洋，常道春，
申请(专利权)人：合肥新标智能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34