專利名稱：用光電信號檢測透光物質(zhì)熱物性變化的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種采用光電轉(zhuǎn)換原理來檢測和判斷透光物質(zhì)的某些熱物性變化的裝置。
背景技術(shù)：
在真空凍結(jié)溶液的過程中，需要及時觀察到溶液的沸騰以及凝固過程，這對提高凍結(jié)溶液的品質(zhì)很有幫助；在食品冷凍冷藏中，及時獲取食品的凍結(jié)狀態(tài)，以防止不必要的凍傷；在低溫生物保存中，冰晶生成的形態(tài)對生物樣品的低溫保存效果具有關(guān)鍵的影響，掌握抗凍劑的種類與濃度以及降溫速率等對生成冰晶形態(tài)的關(guān)系，以利于有效地進行生物樣品的低溫保存。目前，檢測溶液熱物性狀態(tài)變化的方法是在樣品中放置熱電偶，通過觀測樣品溫度的變化來判斷是否發(fā)生這些熱物性的變化。這種方法雖然比較簡單，但由于直接接觸樣品，對樣品的某些狀態(tài)變化會產(chǎn)生附加影響，同時當樣品發(fā)生相變時，溫度保持不變，因此通常不能真實反映樣品的狀態(tài)變化特性。也有采用熱分析儀器，如差示掃描量熱儀(DSC)，它可以測出物體的熱流曲線，根據(jù)熱流的峰、谷位置，來判斷物體的相變點，但這種儀器價格昂貴、操作程序復雜，而且通常不能在線檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提出了一種采用光電信號檢測透光物質(zhì)熱物性狀態(tài)變化的裝置，其整體思路是利用光的折射原理，透視被檢測的透光物質(zhì)在狀態(tài)發(fā)生變化時，其吸光率的變化。采用的技術(shù)方案是將被檢測的透光溶液裝入透光容器，為保證光源穩(wěn)定，采用高穩(wěn)定度的電源與發(fā)光元件相連，并可根據(jù)要求，通過可變電阻調(diào)節(jié)發(fā)光強度。在透光容器一側(cè)的遮光罩內(nèi)安裝發(fā)光元件，透光容器的對稱側(cè)的遮光罩內(nèi)安裝光敏元件。光透過透光容器壁及溶液，由光敏元件接收，若透光溶液發(fā)生狀態(tài)變化(如沸騰或結(jié)冰)，光的透射率將會發(fā)生相應的變化，光敏元件接受光信號，并將光信號轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)信號放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換后，由微機接受儲存，經(jīng)處理后輸出數(shù)據(jù)或曲線，即可得到透光物質(zhì)熱物性變化的信息。
用光電信號檢測透光物質(zhì)熱物性變化的裝置，它包括光照裝置、透光容器和光電信號處理裝置。
透光容器的對稱兩側(cè)連接有密封圈，遮光罩的一端開口其余面遮光密封，遮光罩的開口端與密封圈通過螺栓連接，用螺母固定；光照裝置是在其中一個遮光罩內(nèi)安裝發(fā)光元件，發(fā)光元件的引腳伸出遮光罩，依次與可變電阻和穩(wěn)壓電源連接；光電信號處理裝置是在另一個遮光罩內(nèi)安裝光敏元件，光敏元件的引腳伸出遮光罩，依次與放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微機、顯示器連接；透光容器除光路部分透光外，其它部分均不透光，其內(nèi)可存放透光溶液。
透光容器采用透明物質(zhì)的材料制作，可以是圓柱體或方柱體等；遮光罩用金屬或合成材料等制作，形狀不限，主要起遮光與定位作用。光透過透光容器壁及透光溶液，由光敏元件接受并轉(zhuǎn)化成電信號，被采集器接收。若透光溶液發(fā)生狀態(tài)變化(如沸騰或結(jié)冰)，光的透射率將會發(fā)生相應的變化。這是因為當溶液沸騰時，產(chǎn)生大量的氣泡，并使溶液劇烈振動，光線發(fā)生散射；當結(jié)晶時，光疏物質(zhì)變成光密物質(zhì)，光經(jīng)過不同介質(zhì)的界面時，會發(fā)生折射和反射，由斯奈爾定理可知光的反射率增大，透射率減小，從而使光敏元件產(chǎn)生相應的光電信號的變化，該信號被采集并可通過微機進行處理并顯示。
本實用新型的特點是1.非接觸測量；避免了由于檢測元件的接觸使某些透光溶液狀態(tài)變化產(chǎn)生附加的影響，能夠反映透光溶液的真實狀態(tài)變化特性；2.在線測量；光線由發(fā)光元件發(fā)出，透過器皿及溶液，并由光敏元件接收轉(zhuǎn)化成電信號，若溶液沸騰或結(jié)冰，光的透射率將會發(fā)生明顯的變化，以電信號的形式把這種變化及時地傳達給微機，從而實現(xiàn)了在線測量；3.操作方便；用戶將待測透光溶液注入透光容器，放入用戶的試驗裝置中，就能檢測。采樣和數(shù)據(jù)處理可通過預先編制的程序完成；4.反應及時迅速；5.裝置小巧，造價低廉。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型加以詳細說明。
附圖是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；1.遮光罩、2.發(fā)光元件、3.透光容器、4.密封圈、5.光敏元件、6.透光溶液、7.螺栓、8.螺母。9.穩(wěn)壓電源、10.可變電阻、11.放大器、12.模數(shù)轉(zhuǎn)換器、13.微機、14.顯示器。
具體實施方式
透光容器3采用有機玻璃制作成長方體桶，遮光罩1用玻璃鋼制作，一端開口其余面遮光密封，兩個密封圈4分別對稱安裝在透光容器3的兩側(cè)外壁，一個遮光罩1內(nèi)安裝發(fā)光元件2，發(fā)光元件的引腳伸出遮光罩，依次與可變電阻10和穩(wěn)壓電源9連接；另一個遮光罩1內(nèi)安裝光敏元件5，光敏元件的引腳伸出遮光罩，依次與放大器11、模數(shù)轉(zhuǎn)換器12、微機13、顯示器14連接；并分別將兩個遮光罩的開口端放在兩個密封圈4上，遮光罩的開口端與密封圈通過螺栓7連接，用螺母8固定。將被檢測透光溶液6裝入透光容器3，接通電源，光透過透光容器壁及透光溶液6，由光敏元件5接收并轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)放大器11和模數(shù)轉(zhuǎn)換器12轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，由微機13處理，并將結(jié)果在顯示器14上顯示。若透光溶液發(fā)生狀態(tài)變化(如沸騰或結(jié)冰)，光的透射率將會發(fā)生明顯的變化，使光敏元件產(chǎn)生相應的光電信號，該信號經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換和微機處理后，可以及時判斷透光溶液的熱物性狀態(tài)。
本實用新型具有非接觸式測量、反應及時迅速、小巧、造價低廉、操作方便等特點。可廣泛用于真空冷卻冷凍、低溫保藏過程中對一些透光物質(zhì)在發(fā)生狀態(tài)變化時的檢測。
權(quán)利要求1.用光電信號檢測透光物質(zhì)熱物性變化的裝置，它包括光照裝置、透光容器和光電信號處理裝置。其特征在于A)透光容器的對稱兩側(cè)連接有密封圈，遮光罩的一端開口其余面遮光密封，遮光罩的開口端與密封圈通過螺栓連接，用螺母固定；B)光照裝置是在其中一個遮光罩內(nèi)安裝發(fā)光元件，發(fā)光元件的引腳伸出遮光罩，依次與可變電阻和穩(wěn)壓電源連接；C)光電信號處理裝置是在另一個遮光罩內(nèi)安裝光敏元件，光敏元件的引腳伸出遮光罩，依次與放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微機、顯示器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用光電信號檢測透光物質(zhì)熱物性變化的裝置，其特征在于透光容器除光路部分透光外，其它部分均不透光。
專利摘要用光電信號檢測透光物質(zhì)熱物性變化的裝置，它包括光照裝置、透光容器和光電信號處理裝置。透光容器的對稱兩側(cè)連接有密封圈，遮光罩的一端開口其余面遮光密封，遮光罩的開口端與密封圈通過螺栓連接，用螺母固定；光照裝置是在其中一個遮光罩內(nèi)安裝發(fā)光元件，發(fā)光元件的引腳伸出遮光罩，依次與可變電阻和穩(wěn)壓電源連接；光電信號處理裝置是在另一個遮光罩內(nèi)安裝光敏元件，光敏元件的引腳伸出遮光罩，依次與放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微機、顯示器連接；透光容器除光路部分透光外，其它部分均不透光。本實用新型具有非接觸式測量、反應及時迅速、小巧、造價低廉、操作方便等特點?？蓮V泛用于真空冷卻冷凍、低溫保藏過程中對透光物質(zhì)狀態(tài)變化時的檢測。
文檔編號G01N21/59GK2911671SQ20062004220
公開日2007年6月13日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者趙瑞, 陳兒同, 徐波, 林美英, 王婷 申請人:上海理工大學