本實(shí)用新型涉及卜方特比色計(jì),尤其涉及一種高精確度的卜方特比色計(jì)。
背景技術(shù):
蜂蜜色度的通用的和官方的檢測(cè)設(shè)備是卜方特比色計(jì),其中,美國(guó)KOEHLER INSTRUMENT CO.INC的卜方特比色計(jì)(Pfound Color Grader)是一種典型的、常用的卜方特比色計(jì),其在食品工業(yè)和質(zhì)量監(jiān)督管理部門大量使用。該卜方特比色計(jì)主要包括支架1、光源、觀察窗、刻度尺112和滑板3,其中,所述支架包括底座、與底座連接的后擋光板12和與底座連接的前擋光板11。其中,所述后擋光板12的中間具有光源通孔23,光源通孔23的前面設(shè)置散光白板24,光源通孔23的后面設(shè)置鈷玻璃22,光源33設(shè)置在鈷玻璃33后方。所述前擋光板11平行于后擋光板12,其中間具有透光通孔41,透光通孔41與光源通孔23的連線垂直于前后擋光板。觀察窗4固定在前擋光板前方,并覆蓋在透光通孔41上;所述觀察窗4中間具有橫向的擋板42,將觀察窗分為相等的上下兩部分。所述前擋光板上設(shè)置有刻度尺112。所述前擋光板面設(shè)置滑槽,所述滑槽中設(shè)置滑板3,所述滑板3上設(shè)置兩個(gè)橫向的長(zhǎng)圓孔34,其中,所述長(zhǎng)圓孔34、滑槽、刻度尺112平行設(shè)置;其中一個(gè)長(zhǎng)圓孔34后方設(shè)置一個(gè)楔形的黃玻璃31,另一個(gè)長(zhǎng)圓孔兩端設(shè)置有固定支架,用于固定楔形玻璃皿32;所述楔形黃玻璃與所述楔形玻璃皿的頭端相反。在所述滑板上固定有齒條,所述前擋光板上軸設(shè)一齒輪111,所述齒輪與所述齒條相嚙合。所述滑板還設(shè)置一指針33,所述指針彎折至前擋光板前方并與刻度尺配合,用于指示檢測(cè)結(jié)果。其中,所述兩個(gè)長(zhǎng)圓孔均與前擋光板的通孔配合,并分別與觀察窗的上半部分和下半部分相配合。如此,在應(yīng)用時(shí),首先向楔形玻璃皿中倒入蜂蜜后并將該楔形玻璃皿置于固定支架上,并打開光源;然后旋轉(zhuǎn)齒輪,齒輪通過(guò)齒條帶動(dòng)滑板橫向移動(dòng),進(jìn)而使得玻璃皿和黃玻璃隨著滑板的移動(dòng)而移動(dòng),指針也隨著滑板的移動(dòng)而移動(dòng);此時(shí),通過(guò)觀察窗觀察透過(guò)黃玻璃和玻璃皿的光的強(qiáng)度;當(dāng)調(diào)節(jié)到通過(guò)的光的強(qiáng)度相同時(shí),則停止轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪。此時(shí),讀取指針在刻度尺上所指示的刻度,以該刻度該蜂蜜表示色澤度。這是在質(zhì)量檢測(cè)和檢驗(yàn)檢疫總所采用的標(biāo)準(zhǔn)方法。該方法雖然操作相對(duì)簡(jiǎn)單,但是其在判斷時(shí)完全采用人工判斷,難免出現(xiàn)差異。這種差異在進(jìn)行檢驗(yàn)檢疫以及對(duì)蜂蜜依據(jù)色澤而分類時(shí),其不會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。但是,在企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),其追求的是嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量,這種嚴(yán)格不僅僅是產(chǎn)品滿足企業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),而且,還追求同一批次以及不同批次產(chǎn)品之間的質(zhì)量的嚴(yán)格一致,避免產(chǎn)品形狀的波動(dòng)。此時(shí),由于人的眼睛對(duì)光強(qiáng)度的判斷是一個(gè)主觀的且范圍性的判斷,其難以區(qū)分相近的光照強(qiáng)度之間的差異,因此依靠人工觀察并判斷透光強(qiáng)度是否一致,不僅不同的操作人員的判斷結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)差異,同一人員在不同時(shí)間段的判斷結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)差異,同一人員對(duì)同一樣品的多次判斷結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)差異,這些差異完全符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,但是,對(duì)于追求更高的品質(zhì)穩(wěn)定性的企業(yè)而言,這些差異應(yīng)該需要進(jìn)一步的減小或消除。因此,標(biāo)準(zhǔn)的卜方特比色計(jì)其準(zhǔn)確度高,其檢測(cè)結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果,但是其精確度低,同一樣品的檢測(cè)結(jié)果分布范圍廣。
當(dāng)然,現(xiàn)在市場(chǎng)上推出了一些自動(dòng)的卜方特比色計(jì),其測(cè)量和繪制不同厚度的黃玻璃在在一個(gè)或數(shù)個(gè)波長(zhǎng)下的吸光度曲線,并以此作為預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn);然后,其測(cè)量固定厚度的蜂蜜在一個(gè)或數(shù)個(gè)波長(zhǎng)下的吸光度并通過(guò)劃算后與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)比對(duì),據(jù)此推算出其卜方特值。然而,這種方法一方面容易受到溫度等環(huán)境因素的影響,另一方面,其采用單個(gè)或數(shù)個(gè)波長(zhǎng)代替總體的光照強(qiáng)度,其檢測(cè)結(jié)果的精度和準(zhǔn)確性是有待商榷的。鑒于質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)和檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)并沒(méi)有充分認(rèn)可該類設(shè)備,因此,其測(cè)量結(jié)果最終還要使用標(biāo)準(zhǔn)方法來(lái)核實(shí)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于目前卜方特比色計(jì)存在的上述不足,本實(shí)用新型提供一種高精確度的卜方特比色計(jì),其可以保證判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,便于企業(yè)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
一種高精確度的卜方特比色計(jì),其包括支架、光源、觀察窗、刻度尺、前擋光板和滑板,所述觀察窗內(nèi)具有擋板將所述觀察窗分為互不連通的上觀察窗和下觀察窗,上觀察窗和下觀察窗與光源之間分別設(shè)置黃光玻璃和玻璃器皿;其中,
所述卜方特比色計(jì)還包括一光強(qiáng)度比對(duì)器,所述光強(qiáng)度比對(duì)器包括兩個(gè)光強(qiáng)度檢測(cè)器和控制板,所述光強(qiáng)度檢測(cè)器分別固定在上觀察窗內(nèi)和下觀察窗內(nèi)部,且保持其位置和姿態(tài)的一致;所述控制板包括殼體、警示燈和控制器,其中,所述殼體卡扣在觀察窗前方使得觀察窗僅能接受來(lái)自光源方向的光線;所述光強(qiáng)度檢測(cè)器分別與所述控制器連接;所述控制器連接一警示燈。
優(yōu)選地,所述光強(qiáng)度檢測(cè)器的感光元件可以采用光敏電阻或光電二極管,優(yōu)選光敏電阻。
優(yōu)選地,所述控制器包括一單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路和放大電路,其中,所述光強(qiáng)度檢測(cè)器連接A/D轉(zhuǎn)換電路,所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī),所述單片機(jī)連接D/A轉(zhuǎn)換電路,所述D/A轉(zhuǎn)換電路連接放大電路。所述放大電路優(yōu)選功率放大電路。
優(yōu)選地,所述功率放大電路連接一警示燈。所述警示燈可以為發(fā)光二極管。
優(yōu)選地,所述滑板與前擋光板滑動(dòng)連接,其設(shè)置有齒條;所述前擋光板上設(shè)置一電機(jī),所述電機(jī)的輸出軸設(shè)置一齒輪,所述齒輪與所述齒條嚙合。所述電機(jī)連接所述控制器。更進(jìn)一步地,所述電機(jī)與所述放大電路連接。
優(yōu)選地,所述控制器還包括一復(fù)位電路,所述復(fù)位電路具有單獨(dú)的電源并與電機(jī)連接;所述復(fù)位電路在工作時(shí)使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并使得滑板恢復(fù)的初始位置。
本實(shí)用新型提供一種高精確度的卜方特比色計(jì),其通過(guò)光強(qiáng)度檢測(cè)器測(cè)量上觀察窗和下觀察窗中的光強(qiáng)度,在將該光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后并通過(guò)單片機(jī)內(nèi)的門邏輯電路進(jìn)行比對(duì),當(dāng)兩個(gè)電信號(hào)值不同時(shí),根據(jù)門邏輯電路的輸出結(jié)果,單片機(jī)輸出不同的指令信號(hào)并經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換和放大后,將所輸出的信號(hào)傳輸?shù)骄緹艉碗姍C(jī),實(shí)現(xiàn)指示和進(jìn)一步的測(cè)試。由于采用光強(qiáng)度檢測(cè)器來(lái)測(cè)量光強(qiáng)度,其精確度高,分布范圍小,其可以有效的避免人眼判斷時(shí)的主觀性和精度低、分布廣的問(wèn)題,可以更精準(zhǔn)的判斷蜂蜜或其他待測(cè)樣品的色澤,保證前后測(cè)量的重現(xiàn)性以及測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定一致性,這為提高企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、追求更高程度的產(chǎn)品一致性提供了檢測(cè)基礎(chǔ)。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)卜方特比色計(jì)的俯視示意圖。
圖2為現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)卜方特比色計(jì)的正面示意圖。
圖3為本實(shí)用新型所述的高精確度的卜方特比色計(jì)正面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
實(shí)施例一
一種高精確度的卜方特比色計(jì),所述卜方特比色計(jì)的架構(gòu)類似于背景技術(shù)中所述的美國(guó)KOEHLER INSTRUMENT CO.INC的卜方特比色計(jì),其包括支架1、光源、觀察窗、刻度尺112、前擋光板11和滑板3,其中,在光源與滑板之間設(shè)置鈷玻璃24,滑板3與所述前擋光板11之間滑動(dòng)連接,所述滑板3的后方設(shè)置黃光玻璃31和盛放待測(cè)樣品的玻璃器皿32;所述前擋光板上具有透光通孔41,黃光玻璃和玻璃器皿分別靠近透光通孔的上端和下端;所述觀察窗設(shè)置在前擋光板的前方并覆蓋住透光通孔;所述觀察窗內(nèi)具有擋板將所述觀察窗分為互不連通的上觀察窗和下觀察窗,上觀察窗和下觀察窗與光源之間分別設(shè)置黃光玻璃和玻璃器皿;所述前擋光板上設(shè)置刻度尺112,所述滑板設(shè)置指針33,所述指針與所述刻度尺配合,其中,
所述卜方特比色計(jì)還包括一光強(qiáng)度比對(duì)器5,所述光強(qiáng)度比對(duì)器包括兩個(gè)光強(qiáng)度檢測(cè)器和控制板,所述光強(qiáng)度檢測(cè)器分別固定在上觀察窗內(nèi)和下觀察窗內(nèi)部,且保持其位置和姿態(tài)的一致;所述控制板包括殼體、警示燈51和控制器,其中,所述殼體卡扣在觀察窗前方使得觀察窗僅能接受來(lái)自光源方向的光線;所述光強(qiáng)度檢測(cè)器分別與所述控制器連接;所述控制器連接一警示燈51。
在具體的應(yīng)用中,所述控制器包括一單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路和放大電路,其中,所述光強(qiáng)度檢測(cè)器連接A/D轉(zhuǎn)換電路,所述A/D轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī),所述單片機(jī)連接D/A轉(zhuǎn)換電路,所述D/A轉(zhuǎn)換電路連接放大電路。
如此,在工作中,當(dāng)將待測(cè)樣品放入玻璃器皿中并將滑板滑到端點(diǎn)后,所述玻璃器皿中待測(cè)樣品的最大厚度端與黃光玻璃的最大厚度端分別在滑板的兩端,打開光源和光強(qiáng)度比對(duì)器,此時(shí),兩個(gè)光強(qiáng)度檢測(cè)器分別檢測(cè)上觀察窗和下觀察窗內(nèi)的光亮強(qiáng)度,并將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入到單片機(jī);單片機(jī)內(nèi)的邏輯電路通過(guò)對(duì)所輸入的兩個(gè)數(shù)字信號(hào)比對(duì)后,根據(jù)兩個(gè)數(shù)字信號(hào)的大小輸出一數(shù)字指令信號(hào),所述數(shù)字指令信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換和功率放大變?yōu)榭刂齐娏骰螂妷簜鬏斨辆緹簟?/p>
當(dāng)然,所述卜方特比色計(jì)可以包括電源、控制開關(guān)和外殼,電源既可以是內(nèi)置的電源,也可以是通過(guò)變壓器提供的移動(dòng)電源;控制開關(guān)控制電源對(duì)整個(gè)設(shè)備的電力供應(yīng);外殼包覆整個(gè)裝置,尤其是包覆住觀察窗和滑板,起碼使得在非工作狀態(tài)下光強(qiáng)度檢測(cè)器處于黑暗環(huán)境中,并為光源預(yù)留散孔。這些電源、控制開關(guān)和外殼的形狀、排布以及其連接方式在自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備中是極為常規(guī)和普遍使用的,在此不再贅述。
在其中的一種具體的實(shí)施方式中,所述光強(qiáng)度檢測(cè)器的感光元件可以采用光敏電阻或者光電二極管。在實(shí)際應(yīng)用中,優(yōu)選采用光敏電阻,其精度更高且易于調(diào)試。在其他的實(shí)施方式中,光強(qiáng)度檢測(cè)器具有電源,其電源設(shè)置在控制器上。在具體的應(yīng)用中,所述光強(qiáng)度檢測(cè)器應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)篩選和校準(zhǔn),保證上下觀察窗中的光強(qiáng)度檢測(cè)器的光電性能等保持基本一致,必要時(shí)可以設(shè)置校準(zhǔn)電路。
模數(shù)轉(zhuǎn)化器所連接的放大電路可以是電流放大電路、電壓放大電路或者功率放大電路,這些都可以根據(jù)具體的應(yīng)用情形進(jìn)行合理的選擇。
本實(shí)用新型的單片機(jī),其核心用途在于提供了集成化的邏輯門電路,尤其是實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的比對(duì)
在本實(shí)用新型的第一種可行的實(shí)施情形中,所述警示燈為一小功率的白熾燈泡;所述數(shù)字指令信號(hào)與上下觀察窗內(nèi)的光強(qiáng)度的差值有關(guān),光強(qiáng)度差值越大,所述的控制電流或電壓的值越大,白熾燈泡的亮度越大。如此,可以根據(jù)調(diào)整滑板位置時(shí)白熾燈泡的亮度變化趨勢(shì)來(lái)知道調(diào)整滑板,其目標(biāo)是使得白熾燈泡的亮度逐漸降低,并在燈泡完全熄滅時(shí),所述指針在刻度尺上指示的刻度即為該檢測(cè)樣品的卜方特比色值。
在本實(shí)用新型的第二種可行的實(shí)施情形中,所述警示燈為兩個(gè)發(fā)光二極管,兩個(gè)發(fā)光二極管并聯(lián)且其正負(fù)極的接線方向相反。所述的放電電路優(yōu)選電壓放大器。如本實(shí)用新型的第一種可行的實(shí)施情形,單片機(jī)輸出的數(shù)字指令信號(hào)與上下窗中的光照強(qiáng)度的差值有關(guān),其經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)化后的控制電壓依據(jù)具體情況可以為正,也可以為負(fù);兩個(gè)發(fā)光二極管可以采用不同的顏色,例如,采用紅綠兩種顏色,其中,紅色發(fā)光二極管亮起表示控制電壓為正值,提示應(yīng)該向右滑動(dòng)滑板;綠色發(fā)光二極管亮起表示控制電壓為負(fù)值,提示應(yīng)該向左滑動(dòng)滑板;當(dāng)紅色發(fā)光二極管和綠色發(fā)光二極管均不亮起表示上下觀察窗內(nèi)的光強(qiáng)差在允許范圍內(nèi),此時(shí)指針?biāo)甘镜目潭缺硎驹摍z測(cè)樣品的卜方特比色值。
實(shí)施例二、
一種基于實(shí)施例一的高精確度的卜方特比色計(jì),其中,所述滑板與前擋光板滑動(dòng)連接,其設(shè)置有齒條;所述前擋光板上設(shè)置一電機(jī),所述電機(jī)的輸出軸設(shè)置一齒輪,所述齒輪與所述齒條嚙合。所述電機(jī)連接所述控制器。如此,電機(jī)接受來(lái)自控制器所發(fā)出的指令信號(hào),自動(dòng)調(diào)整自己的動(dòng)作并最終在上下觀察窗中光強(qiáng)度相同時(shí)停止,此時(shí),指針?biāo)甘镜目潭染褪谴郎y(cè)樣品的卜方特比色值。通過(guò)控制器控制電機(jī),可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化,提升檢測(cè)效率。
在其中一種實(shí)施方式中,所述控制器還包括一復(fù)位電路,所述復(fù)位電路具有單獨(dú)的電源并與電機(jī)連接;所述復(fù)位電路在工作時(shí)使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并使得滑板恢復(fù)的初始位置。如此,可以方便的使得滑板復(fù)位,便于比色計(jì)的使用。
在本實(shí)施例的第一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中,所述電機(jī)為直流電機(jī),其與放大電路連接。這樣,電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度與其所接受到的控制電流或電壓有關(guān)。所述數(shù)字指令信號(hào)與上下觀察窗內(nèi)的光強(qiáng)度的差值有關(guān),光強(qiáng)度差值越大,所述的控制電流或電壓的值越大,如此,電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度也越大。當(dāng)滑板移動(dòng)過(guò)量時(shí),上下觀察窗內(nèi)的光強(qiáng)度差值的正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn),則控制電流或電壓的正負(fù)號(hào)也反轉(zhuǎn),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的反轉(zhuǎn)。如此,依據(jù)上下觀察窗內(nèi)的光強(qiáng)度差的負(fù)反饋,最終實(shí)現(xiàn)滑板停留在使上下觀察窗內(nèi)光強(qiáng)度差為零或在預(yù)設(shè)的合理范圍內(nèi)的位置,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的測(cè)量。
在本實(shí)施例的第二種可行的實(shí)現(xiàn)方式中,所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī),所述步進(jìn)電機(jī)直接與數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。如此,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。
在本實(shí)施中,采用的基本的工作方式與標(biāo)準(zhǔn)方法的相同,其依據(jù)的是最終光照強(qiáng)度,而不是單純的依據(jù)單個(gè)或數(shù)個(gè)波長(zhǎng)的吸光度。如此,本高精確度的卜方特比色計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、高精度以及標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法的結(jié)合,既保證了檢測(cè)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)、可接受,又保證了檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)、穩(wěn)定、低分布范圍,而且還提高了檢測(cè)效率、實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。
如上兩個(gè)實(shí)施例中,高精確度的卜方特比色計(jì)可以用于所有采用卜方特比色的產(chǎn)品的色澤測(cè)試和標(biāo)注,尤其用于蜂蜜產(chǎn)品的色澤度的檢測(cè)。在測(cè)試中,應(yīng)盡量保持待測(cè)樣品在玻璃器皿中的均勻性,并進(jìn)項(xiàng)消除其中的氣泡等干擾性因素。
以上所述,僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式,但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的技術(shù)人員在本實(shí)用新型公開的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。