本發(fā)明涉及液體濃度檢測,具體涉及一種在線液體濃度檢測方法。
背景技術:
1、隨著現(xiàn)代化的推進,無人車間的推廣,對在線檢測傳感的需求越來越大。傳統(tǒng)的化學分析濃度已不適應現(xiàn)代化工廠需求。
2、在酒精飲料、化工原料(如乙醇作為溶劑或反應物)、生物燃料等生產過程中,精確控制乙醇濃度是確保產品質量和一致性的關鍵。在線檢測可以實時反饋生產過程中的乙醇濃度,及時調整工藝參數,減少次品率和浪費。通過實時監(jiān)測乙醇濃度,企業(yè)可以優(yōu)化生產流程,提高生產效率,降低能耗和成本。例如,在發(fā)酵過程中,乙醇濃度的變化可以指示發(fā)酵的進度和效率,從而調整發(fā)酵條件以最大化產量。
3、因此,設計一種精確性高的在線液體濃度檢測方法是目前亟需解決的問題。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術存在的缺點和不足,而提供一種在線液體濃度檢測裝置及方法。
2、本發(fā)明所采取的技術方案如下:
3、本發(fā)明的第一個方面提供了一種在線液體濃度檢測裝置,包括激光發(fā)射模塊、測量模塊、信息處理模塊,待測液體位于透光容器內,
4、所述激光發(fā)射模塊用于發(fā)射激光束,并包括第一激光器和第二激光器,第一激光器的中心波長λ1處于待測液體溶質的吸收峰內,第二激光束的中心波長λ2處于待測液體溶質和溶劑的吸收峰外,
5、第一激光器、第二激光器發(fā)射的激光束在光開關的切換下分別獨自進入測量模塊;
6、所述測量模塊包括:
7、分光件,用于將第一激光束分為第一標準激光束和第一測試激光束,將第二激光束分為第二標準激光束和第二測試激光束,
8、第一探測光電管,接受第一標準激光束/第二標準激光束并轉換成電信號后傳送至信息處理模塊,
9、第二探測光電管,接受依次通過透光容器前壁、待測液體、透光容器后壁的第一測試激光束/第二測試激光束并轉換成電信號后傳送至信息處理模塊;
10、所述信息處理模塊對第一探測光電管、第二探測光電管發(fā)送的各激光束電信號進行數據處理獲得所述待測液體濃度。
11、優(yōu)選的,所述測量模塊還包括起偏器,設置在激光發(fā)射模塊發(fā)射激光束的出射光路上,用于限制激光束中非設定偏振角度的光通過;
12、優(yōu)選的,所述測量模塊還包括聚焦鏡,設置在起偏器的透射光路上,用于對透射過起偏器的激光束準直。
13、優(yōu)選的,所述測量模塊還包括為第一探測光電管提供恒定溫度的第一恒溫組件。
14、優(yōu)選的,所述測量模塊還包括為第二探測光電管提供恒定溫度的第二恒溫組件。
15、優(yōu)選的,所述測量模塊還包括阻斷恒溫組件與透光容器溫度傳導的隔熱組件。
16、優(yōu)選的,所述測量模塊還包括檢測待測液體溫度的溫度傳感器。
17、優(yōu)選的,光開關與測量模塊之間通過傳輸光纖進行傳輸。
18、本發(fā)明的第二個方面提供了一種在線液體濃度檢測方法,其基于如上所述的一種在線液體濃度檢測裝置,并包括如下步驟:
19、s1.確定待測液體濃度與待測液體吸收激光能量值的擬合曲線:
20、s1.1.第一激光器發(fā)射波長為λ1的激光束l至測量模塊,激光束l經分光件分為第一標準激光束la和第一測試激光束lb,第一標準激光束la進入第一探測光電管,檢測得到的功率值記為wa,第一測試激光束lb依次通過透光容器前壁、已知濃度的待測液體、透光容器后壁進入第二探測光電管,檢測得到的功率值記為wb,wb與wa的比值為該濃度下待測液體吸收激光能量值i,
21、s1.2.采用步驟s1.1測定多組定標濃度下的i,確定i與待測液體濃度之間的擬合曲線;
22、s2.利用擬合曲線得到當前待測液體濃度:
23、s2.1.第一激光器發(fā)射波長為λ1的激光束l1至測量模塊,激光束l1經分光件分為第一標準激光束l1a和第一測試激光束l1b,第一標準激光束l1a進入第一探測光電管,檢測得到的功率值記為w1a,第一測試激光束l1b依次通過透光容器前壁、待測液體、透光容器后壁進入第二探測光電管,檢測得到的功率值記為w1b,w1b與w1a的比值記為i1;
24、s2.2.第二激光器發(fā)射波長為λ2的激光束l2至測量模塊,激光束l2經分光件203分為第一標準激光束l2a和第一測試激光束l2b,第一標準激光束l2a進入第一探測光電管,檢測得到的功率值記為w2a,第一測試激光束l2b依次通過透光容器前壁、待測液體、透光容器后壁進入第二探測光電管,檢測得到的功率值記為w2b,w2b與w2a的比值記為i2;
25、s2.3.i1與i2的比值為校準后的待測液體吸收激光能量值,通過校準后的待測液體吸收激光能量值與擬合曲線得到當前待測液體濃度值。
26、本發(fā)明的有益效果如下:通過設置有中心波長處于待測液體溶質的吸收峰內及中心波長處于待測液體溶質和溶劑的吸收峰外的兩個激光束,兩個激光束分別進入測量模塊,激光束經分光件分束及光電管測值,得到穿過待測樣品的激光束和不穿過待測樣品的激光功率值,可以有效屏蔽透光容器污垢對功率測值的影響,得到更加精準可靠的實時濃度結果。
1.一種在線液體濃度檢測裝置,其特征在于:包括激光發(fā)射模塊、測量模塊、信息處理模塊,待測液體位于透光容器內,
2.根據權利要求1所述的一種在線液體濃度檢測裝置,其特征在于:所述測量模塊還包括起偏器(201),設置在激光發(fā)射模塊發(fā)射激光束的出射光路上,用于限制激光束中非設定偏振角度的光通過。
3.根據權利要求2所述的一種在線液體濃度檢測裝置,其特征在于:所述測量模塊還包括聚焦鏡(202),設置在起偏器(201)的透射光路上,用于對透射過起偏器(201)的激光束準直。
4.根據權利要求1所述的一種在線液體濃度檢測裝置,其特征在于:所述測量模塊還包括為第一探測光電管(301)提供恒定溫度的第一恒溫組件(401)。
5.根據權利要求4所述的一種在線液體濃度檢測裝置,其特征在于:所述測量模塊還包括為第二探測光電管(302)提供恒定溫度的第二恒溫組件(402)。
6.根據權利要求5所述的一種在線液體濃度檢測裝置,其特征在于:所述測量模塊還包括阻斷恒溫組件與透光容器溫度傳導的隔熱組件。
7.根據權利要求1所述的一種在線液體濃度檢測裝置,其特征在于:所述測量模塊還包括檢測待測液體溫度的溫度傳感器(404)。
8.根據權利要求1所述的一種在線液體濃度檢測裝置,其特征在于:光開關(111)與測量模塊之間通過傳輸光纖(501)進行傳輸。
9.一種在線液體濃度檢測方法,其特征在于,其基于權利要求1-8任一項所述的一種在線液體濃度檢測裝置,并包括如下步驟: