气泡检测设备及水质分析仪的制作方法

1.本发明涉及自动检测技术领域，特别是涉及一种气泡检测设备及水质分析仪。


背景技术：

2.在目前的水质分析仪产品上，每台水质分析仪上设有多瓶试剂瓶，试剂瓶中装有待检测的试剂，通过插入试剂瓶中的试剂管路对试剂进行抽取检测，在试剂瓶中的试剂使用完之后需要及时更换试剂瓶，而当前的主要方法是通过人工检查试剂瓶的方式进行更换。
3.但是，每台分析仪具有多个试剂瓶，人为检测时需要晃动试剂瓶，这可能会碰到插进试剂瓶的试剂管路，且在试剂瓶中的试剂含量很低之前可能要检测几次才会更换，检测效率低。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种水质分析仪上试剂瓶中试剂含量的自动检测技术方案，用于解决上述技术问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用的技术方案如下。
6.一种气泡检测设备，用于检测水质分析仪上试剂瓶中的试剂含量，其特征在于，所述气泡检测设备包括多路检测单元，每路所述检测单元包括红外传感器以及与所述红外传感器电连接的比较器，所述水质分析仪的试剂管路穿过每路所述检测单元中红外传感器的红外光路。
7.可选地，每路所述检测单元还包括第一电阻及第二电阻；在每路所述检测单元中，所述红外传感器的发射端地引脚接地，所述红外传感器的发射端电源引脚经串接的所述第一电阻后接第一电压，所述红外传感器的接收端地引脚接地，所述红外传感器的接收端电源引脚经串接的所述第二电阻后接所述第一电压。
8.可选地，每路所述检测单元还包括第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻；在每路所述检测单元中，所述比较器的地端接地，所述比较器的电源端接所述第一电压，所述比较器的反相输入端经串接的所述第三电阻后接第二电压，所述比较器的同相输入端经串接的所述第四电阻后接所述红外传感器的接收端电源引脚，所述比较器的输出端经串接的所述第五电阻后接所述比较器的同相输入端，所述比较器的输出端经串接的所述第六电阻后接所述第一电压，所述比较器的输出端输出检测信号。
9.可选地，所述气泡检测设备还包括pcb板，多路所述检测单元相互独立地设置在所述pcb板上，各个所述红外传感器并排设置在所述pcb板上，且所述试剂管路的一段卡设在各个所述红外传感器的红外光路中。
10.可选地，所述红外传感器包括对射式红外传感器。
11.一种水质分析仪，包括上述任意一项所述的气泡检测设备。
12.可选地，所述水质分析仪还包括处理器，所述气泡检测设备与所述处理器电连接，
所述处理器接收所述检测信号。
13.可选地，所述处理器根据每路所述检测单元的检测信号对所述试剂管路中对应检测点的试剂状态进行判定，所述处理器根据所述试剂管路中多个所述检测点的试剂状态对所述试剂瓶中的试剂含量进行判定。
14.可选地，所述水质分析仪还包括上位机，所述上位机与所述处理器电连接，所述上位机接收所述处理器的输出信号。
15.可选地，当所述处理器判定所述试剂瓶中的试剂含量不足时，所述上位机对外发出警示提示，以提醒技术员更换试剂瓶。
16.如上所述，本发明的气泡检测设备，具有以下有益效果：
17.水质分析仪的试剂管路穿过每路检测单元中红外传感器的红外光路，在大部分液体对红外光具有较强吸收能力的基础上，通过每路检测单元中的红外传感器的输出电平能对试剂管路中的试剂进行检测，再结合每路检测单元中与红外传感器电连接的比较器能及时判断出试剂管路中的对应检测点是否存在试剂，检测效率高且完全实现了自动检测；同时，该气泡检测设备包括多路检测单元，每路检测单元对应试剂管路的一个检测点，能对试剂管路的某一段进行集中检测或者分散检测，便于根据多个检测点的检测结果判断试剂管路中的试剂状态，以避免偶然因素造成的误判，进一步提高了检测效率。
附图说明
18.图1显示为本发明实施例中水质分析仪的气泡检测数据的流向示意图。
19.图2显示为本发明实施例中气泡检测设备每路检测单元的电路原理图。
20.附图标记说明
21.d1-红外传感器，n1-比较器，gnd-地，r1-第一电阻，r2-第二电阻，r3-第三电阻，r4-第四电阻，r5-第五电阻，r6-第六电阻，vcc1-第一电压，vcc2-第二电压，11-红外传感器d1的发射端地引脚，12-红外传感器d1的发射端电源引脚，13-红外传感器d1的接收端地引脚，14-红外传感器d1的接收端电源引脚，21-比较器n1的地端，22-比较器n1的电源端，23-比较器n1的反相输入端，24-比较器n1的同相输入端，25-比较器n1的输出端，vout-检测信号。
具体实施方式
22.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
23.请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调
整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
24.如图1所示，本发明提供一种气泡检测设备(图1所示的虚线框)，用于检测水质分析仪上试剂瓶中的试剂含量，所述气泡检测设备包括多路检测单元，每路检测单元包括红外传感器以及与红外传感器电连接的比较器，水质分析仪的试剂管路穿过每路检测单元中红外传感器的红外光路，通过每路检测单元中的红外传感器对试剂管路中的试剂状态进行直接检测。
25.图1中的气泡检测设备仅包括8路并排设置的检测单元，可以理解的是，气泡检测设备中检测单元的数目可以视检测需求灵活调整，在此不作限定。
26.详细地，如图2所示，每路检测单元还包括第一电阻r1及第二电阻r2；在每路检测单元中，红外传感器d1的发射端地引脚11接地gnd，红外传感器d1的发射端电源引脚12经串接的第一电阻r1后接第一电压vcc1，红外传感器d1的接收端地引脚13接地gnd，红外传感器d1的接收端电源引脚14经串接的第二电阻r2后接第一电压vcc1。
27.可选地，红外传感器d1包括对射式红外传感器。其中，红外传感器d1可以采用霍尼韦尔(honeywell)生产的hoa0880，hoa0880系列包含一个红外发射二极管和一个npn硅光电接收管，两者封装在一个黑色热塑材料外壳中，且hoa0880红外光电传感器外壳是采用红外光可家穿透的聚矾材料，发射与接收通道没有设置透光孔，性能可靠，经济实惠；红外传感器d1还可以采用亿光(everlight)生产的itr8402-f-a，其发射端采用亿光的红外线发射管ir908-7c、接收端采用亿光的硅npn光电二极管pt908-7c-f，发射端与接收端之间的封装槽距宽为6.0mm，响应快，灵敏度高。
28.详细地，如图2所示，每路检测单元还包括第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5及第六电阻r6；在每路检测单元中，比较器n1的地端21接地gnd，比较器n1的电源端22接第一电压vcc1，比较器n1的反相输入端23经串接的第三电阻r3后接第二电压vcc2，比较器n1的同相输入端24经串接的第四电阻r4后接红外传感器d1的接收端电源引脚14，比较器n1的输出端25经串接的第五电阻r5后接比较器n1的同相输入端24，比较器n1的输出端25经串接的第六电阻r6后接第一电压vcc1，比较器n1的输出端25输出检测信号vout。
29.可选地，比较器n1至少包括：lm193、max919。其中，lm193是德州仪器(ti)生产的高精度电压比较器，lm193系列由两个独立的精密电压比较器组成，两个比较器的失调电压规格低至2.0mv(最大值)，这些比较器专为在宽电压范围内由单个电源供电而设计，也可以由分离式电源供电，并且低电源电流消耗与电源电压的大小无关；max919是美信半导体(m i)生产的一款模拟比较器，其具有低电流、低功耗、小封装的特性。
30.其中，第一电压vcc1大于第二电压vcc2；第一电压vcc1为红外传感器d1及比较器n1提供工作电压，第一电压vcc1包括5v直流电；第二电压vcc2作为比较器的基准电压，第二电压vcc2包括2.5v直流电。
31.在一些实施例中，所述气泡检测设备还包括pcb板(图中未示出)，多路检测单元相互独立地设置在pcb板上，各个红外传感器d1并排集中设置在pcb板上，且试剂管路的一段卡设在各个红外传感器d1的红外光路中。通过并排集中设置的多个红外传感器d1，能对试剂管路的某一段进行集中检测。
32.在另一些实施例中，所述气泡检测设备中的多个红外传感器d1并排分散设置在
pcb板上，且试剂管路穿过各个红外传感器d1的红外光路，通过并排分散设置的多个红外传感器d1，能对试剂管路进行多点分散检测。
33.更详细地，如图2所示的每路检测单元的工作原理如下：
34.(1)、当试剂管路中对应检测点的位置存在试剂时，红外传感器d1的发射端发射的绝大部分红外光被试剂吸收，红外光路被阻断，接收端无法接收到足够的红外光，接收端的光电二极管处于截止状态，红外传感器d1的接收端电源引脚14的电压约为第一电压vcc1，比较器n1对输入的第一电压vcc1和第二电压vcc2进行比较，由于第一电压vcc1大于第二电压vcc2，比较器n1输出高电平，输出的检测信号vout略小于第一电压vcc1；
35.(2)、当试剂管路中对应检测点的位置不存在试剂时，红外传感器d1的发射端发射的绝大部分红外光都能沿着红外光路传递到接收端，接收端接收到足够的红外光，接收端的光电二极管处于导通状态，红外传感器d1的接收端电源引脚14的电压约为0v(地电位)，比较器n1对输入的0v和第二电压vcc2进行比较，由于0v小于第二电压vcc2，比较器n1输出低电平，输出的检测信号vout略大于0v(地电位)。
36.基于此，通过每路检测单元输出的检测信号vout的值就可以判断试剂管路中对应检测点的位置是否存在试剂：检测信号vout为高电平时存在试剂，检测信号vout为低电平时不存在试剂。
37.同时，如图1所示，所述气泡检测设备包括多路检测单元，每路检测单元对应一个检测点的检测，从而通过多路检测单元对试剂管路进行多点检测，结合多点检测的结果对试剂瓶中的试剂状态进行判定：当至少有两个检测点的检测结果为不存在试剂时，就可以判定试剂管路中的试剂不足，进而可推导出对应试剂瓶中的试剂即将耗尽，需要更换试剂瓶。
38.其中，为避免试剂中存在的少数气泡对检测结果的影响，不以某一个检测点的检测结果进行判定，而是综合考虑两个或两个以上检测点的检测结果进行判定；同时，为增强检测效率，利用所述气泡检测设备对试剂管路中某一段上多个紧挨着的检测点进行检测，通过多个密集分布的检测点的检测结果进行判定，能进一步判断出试剂管路中的哪一部分不存在试剂，通过相邻检测点的检测结果进行判定验证。
39.此外，本发明还提供一种水质分析仪，所述水质分析仪包括上述气泡检测设备。
40.可选地，如图1所示，所述水质分析仪还包括处理器，气泡检测设备与处理器电连接，处理器接收并处理气泡检测设备中多路检测单元输出的多个检测信号vout，处理器根据每个检测信号vout对试剂管路中对应检测点的试剂状态进行判定：检测信号vout为高电平时存在试剂，检测信号vout为低电平时不存在试剂；处理器根据试剂管路中多个检测点的试剂状态对试剂瓶中的试剂含量进行判定：当至少有两个检测点不存在试剂时，就可以判定试剂瓶中的试剂含量不足，需要更换试剂瓶。
41.其中，处理器可以为中央处理器(cpu)、应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。
42.可选地，如图1所示，所述水质分析仪还包括上位机，上位机与处理器电连接，上位机接收并处理处理器的输出信号，上位机根据处理器的判定结果对外显示提示：当处理器判定试剂瓶中的试剂含量不足时，上位机通过显示屏或者警报器对外发出警示提示，以提
醒技术员更换试剂瓶。
43.综上所述，在本发明所提供的气泡检测设备及水质分析仪中，在大部分液体对红外光具有较强吸收能力的基础上，通过每路检测单元中的红外传感器的输出电平能对试剂管路中的试剂进行检测，再结合每路检测单元中与红外传感器电连接的比较器能及时判断出试剂管路中的对应检测点是否存在试剂，检测效率高且完全实现了自动检测；同时，该气泡检测设备包括多路检测单元，每路检测单元对应试剂管路的一个检测点，能对试剂管路的某一段进行集中检测或者分散检测，便于根据多个检测点的检测结果判断试剂管路中的试剂状态及对应试剂瓶中的试剂含量，以避免偶然因素造成的误判，进一步提高了检测效率。
44.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。