一种基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于NIR的液体酒精浓度测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种酒精浓度测量方法及装置，具体涉及一种基于
NIR
的液体酒精浓度测量方法及装置，属于酒精浓度检测

。

技术介绍

[0002]酒精广泛用于化工
、
冶金
、
造纸
、
印刷
、
酿酒
、
食品
、
制糖工业及环保行业
。
酒精度是鉴定各类酒类饮品的品质以及含酒精材料的性能的一项重要的指标
。
现有技术中，存在多种检测酒精浓度的方法，例如密度瓶法
、
酒精计法和气相色谱法等，这些检测方法需要对待测样品进行预处理，步骤繁琐，检测过程耗时较长，操作不便，对操作人员的能力要求也比较高，而且需要使用化学试剂，对待测样品的结构加以破坏，不能快速准确地测得液体酒精浓度
。

技术实现思路

[0003]本专利技术可解决生活生产中快速准确地测得液体酒精浓度的问题，为液态酒精浓度提供较高测量精度，进而提出一种基于
NIR
的液体酒精浓度测量方法及装置
。
[0004]本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：
[0005]一种基于
NIR
的液体酒精浓度测量方法，所述方法通过以下步骤实现：
[0006]S1
：获取已标定浓度的酒精液体的浓度模型；
[0007]S2
：对不同类型已标定浓度的酒精液体浓度的差异进行记录，建立液体酒精浓度的标准样本数据库；
[0008]S3
：对未知浓度的液体酒精进行
NIR
信号检测；
[0009]S4
：将
S3
获得的
NIR
信号与
S2
建立的标准样本数据库进行比对，获得液体酒精的浓度信息
。
[0010]进一步的，所述
S1
包括如下步骤：
[0011]S11
：近红外激光透射过酒精样品；
[0012]S12
：光电传感器接收
S11
产生的透射光并将接收到的光信号转换成响应的电信号；
[0013]S13
：
S12
输出的信号经过运算放大器处理，使信号可被单片机采集；
[0014]S14
：
S13
输出的信号经过滤波器降噪处理，使单片机接收到电压信号；
[0015]S15
：温度传感器采集到酒精样液的温度并输入到单片机；
[0016]S16
：单片机处理得到的已标定酒精浓度电压值
u
以及已标定酒精浓度温度值
t。
[0017]进一步的，所述
S2
中建立液体酒精浓度的标准样本数据库具体包括：
[0018]针对不同温度及浓度对模型进行多次训练，综合建立酒精浓度与电信号以及温度之间的函数关系
c
＝
F(u
，
t)(1)
[0019]式
(1)
中
c
为浓度，
F
表示一个函数，
u
为电压值，
t
为温度值；通过用激光透射已标定浓度的酒精，得到对应的电压值以及温度值，得到大量实验数据后拟合出
F
函数
。
[0020]进一步的，所述
S3
包括如下步骤：
[0021]S31
：近红外激光透射过酒精样品；
[0022]S32
：光电传感器接收
S31
产生的透射光并将接收到的光信号转换成响应的电信号；
[0023]S33
：
S32
输出的信号经过运算放大器处理，使信号可被单片机采集；
[0024]S34
：
S33
输出的信号经过滤波器降噪处理，使单片机接收到电压信号；
[0025]S35
：温度传感器采集到酒精样液的温度并输入到单片机；
[0026]S36
：单片机处理得到的未知酒精浓度电压值以及未知酒精浓度温度值；
[0027]一种基于
NIR
的液体酒精浓度测量装置，所述装置包括：
[0028]光学模块，用于近红外激光的产生
、
透射以及吸收，并将接收到的光信号转换成电信号；
[0029]运放模块，用于将光学模块最后产生的电信号进行放大以及过滤降噪；
[0030]温度采集模块，用于采集酒精样液的温度；
[0031]电源模块，为运放模块供电；
[0032]单片机模块，用于采集及接收经运放模块处理后的电压信号
、
接收温度采集模块的温度信息
、
处理得到的酒精浓度电压值以及酒精浓度温度值和为电源模块供电
。
[0033]进一步的，所述光学模块包括近红外激光二极管
、
比色皿和光电传感器，近红外激光二极管
、
比色皿和光电传感器自激光发射方向沿同一轴线依次设置且位置固定
。
[0034]进一步的，温度采集模块为温度传感器，该温度传感器安装在比色皿的下方且温度传感器的探头朝向比色皿伸入比色皿中的酒精样液中
。
[0035]进一步的，近红外激光二极管发射的波长为
980nm。
[0036]进一步的，单片机模块包括单片机和
A/D
转化器，
A/D
转化器安装在单片机上，单片机为
STM32
单片机
。
[0037]进一步的，还包括显示屏幕，用于接收显示单片机计算出的浓度信息
。
[0038]本专利技术的有益效果是：
[0039]本专利技术采用温度传感器测量液体温度，可消除温度对液体提及的影响造成的浓度的差异，采用特定波长的激光以及相同的容器承装测量样品，保证光程不变，从而实现较高精度的测量
。
操作简单，测量速度快，且需要的酒精样品少，避免浪费更加环保
。
同时基于
NIR
的液体酒精浓度测量装置集成度高，装置结构设计紧凑，电路采用嵌入式开发，体积小巧，便于携带，可实现快速准确的测得液体酒精的浓度
。
附图说明
[0040]图1是本专利技术基于
NIR
的液体酒精浓度测量方法的整体流程图
。
[0041]图2是本专利技术基于
NIR
的液体酒精浓度测量装置的结构示意图
。
[0042]图中：
1、
显示屏幕；
2、
运放模块；
21、
运算放大器；
22、
滤波器；
3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
NIR
的液体酒精浓度测量方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：
S1
：获取已标定浓度的酒精液体的浓度模型；
S2
：对不同类型已标定浓度的酒精液体浓度的差异进行记录，建立液体酒精浓度的标准样本数据库；
S3
：对未知浓度的液体酒精进行
NIR
信号检测；
S4
：将
S3
获得的
NIR
信号与
S2
建立的标准样本数据库进行比对，获得液体酒精的浓度信息
。2.
根据权利要求1所述的一种基于
NIR
的液体酒精浓度测量方法，其特征在于：所述
S1
包括如下步骤：
S11
：近红外激光透射过酒精样品；
S12
：光电传感器接收
S11
产生的透射光并将接收到的光信号转换成响应的电信号；
S13
：
S12
输出的信号经过运算放大器处理，使信号可被单片机采集；
S14
：
S13
输出的信号经过滤波器降噪处理，使单片机接收到电压信号；
S15
：温度传感器采集到酒精样液的温度并输入到单片机；
S16
：单片机处理得到的已标定酒精浓度电压值
u
以及已标定酒精浓度温度值
t。3.
根据权利要求1所述的一种基于
NIR
的液体酒精浓度测量方法，其特征在于：所述
S2
中建立液体酒精浓度的标准样本数据库具体包括：针对不同温度及浓度对模型进行多次训练，综合建立酒精浓度与电信号以及温度之间的函数关系
c
＝
F(u
，
t)(1)
式
(1)
中
c
为浓度，
F
表示一个函数，
u
为电压值，
t
为温度值；通过用激光透射已标定浓度的酒精，得到对应的电压值以及温度值，得到大量实验数据后拟合出
F
函数
。4.
根据权利要求1所述的一种基于
NIR
的液体酒精浓度测量方法，其特征在于：所述
S3
包括如下步骤：
S31
：近红外...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕萌，崔皓，贾子晴，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：