一种自动检测采集样品透射率的装置

摘要

本发明涉及一种自动检测采集样品透射率的装置，该装置由阀门组件、控制组件、探测组件构成，阀门组件包括退色气体双向电动阀门、致色气体双向电动阀门、排气双向电动阀门，以及连接在装置外壳上的电源适配器；控制组件包括单片机、插座，单片机经不同的控制继电器与阀门连接；探测组件包括红外传感器、固定红外传感器的支架及红外光源。与现有技术相比，本发明适用于如对镀有二氧化钨的样品在冲入氢气致色和冲入氧气退色时，样品透射率变化的大量重复测量，满足实验室对气致变色材料性能检测的需求。

说明书

技术领域

本发明涉及集成控制领域，尤其是涉及一种自动检测采集样品透射率的装置。

背景技术

在现有气致变色节能灵巧窗的应用方面，致/褪色气体的转换一直是由人工控 制，一方面对于气致/褪色过程中的透过率转换数据的掌握精确度不高，另一方面 未能达到气致变色节能窗的应用集成。目前还没有针对此类节能窗透过率数据采集 以及自动切换的相关报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高度灵敏、 安全的的集成控制效果的自动检测采集样品透射率的装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种自动检测采集样品透射率的装置，由阀门组件、控制组件、探测组件构成，

所述的阀门组件包括退色气体双向电动阀门、致色气体双向电动阀门、排气双 向电动阀门，分别连接在退色气体管道、致色气体管道和排气管道上，以及连接在 装置外壳上的电源适配器；

所述的控制组件包括单片机、连接在退色气体管道、致色气体管道和排气管道 上的两端的退色气体进气快插插座、致色气体进气快插插座、排气快插插座以及退 色气体出气快插插座，致色气体出气快插插座和排气快插插座，单片机经不同的控 制继电器分别与退色气体双向电动阀门、致色气体双向电动阀门、排气双向电动阀 门连接；

所述的探测组件包括红外传感器、固定红外传感器的支架及红外光源，红外光 源发射的红外线透射过样品被红外传感器接受，该红外传感器与单片机的IIC总线 相连接，交换测量数据。

所述的电源适配器为电动阀门、控制继电器及红外光源供电。

所述的退色气体进气快插插座、致色气体进气快插插座、排气快插插座通过气 动软管与退色气体气源和致色气体气源相连接。

所述的退色气体出气快插插座，致色气体出气快插插座、排气快插插座通过气 动软管与样品上的插口相连接。

所述的退色气体管道、致色气体管道和排气管道固定在外壳内部。

所述的外壳预留有使管道可自外壳内部伸出的预留孔。在外壳上设有把手，退 色气体管道，致色气体管道，排气管道横向安置于外壳中，并通过预留孔自外壳内 部伸出，固定在外壳上。

所述的控制继电器包括退色气体阀控制继电器，致色气体阀控制继电器和排气 阀控制继电器，上述控制继电器的输入端与单片机的数字输出相连接，输出端分别 与退色气体双向电动阀门，致色气体双向电动阀门和排气双向电动阀门各自的电路 控制相连接，实现由单片机控制气源为样品冲入氢氦混合气体或退色气体的工作。

所述的退色气体阀控制继电器、致色气体阀控制继电器和排气阀控制继电器自 带逻辑电路与控制线，当控制线短接时，阀门由闭合状态转变为开启状态，当控制 线断开时，阀门由开启状态转变为闭合状态，维持状态不需额外用电。

所述的红外光源由白灼灯及硅片组成，通过硅片滤光仅允许红外波段的电磁波 穿透。选用的红外传感器对波长760nm至1100nm波段的光线敏感，此波段为红 外波段。

本发明中电源适配器提供将交流220V降压至直流12V。

本发明将电路部分与电动阀门部分相结合，具有携带较便利的优势，可满足实 验室测量的需要。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.装置通过单片机部分和电动阀门部分，软硬结合，自动控制样品的气致变色， 同时测量样品透射率参数，同时可直接将数据结果输出至电脑中，进行数据分析等， 节省人力物力。

2.装置中的光源使用白灼灯与硅片的组合，简单可靠，节约成本。

3.装置中使用的电动阀门维持开启状态不需额外供电。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的右视结构示意图；

图3为探测组件的结构示意图。

图中，1为外壳，2为退色气体双向电动阀门，3为致色气体双向电动阀门，4 为排气双向电动阀门，5为退色气体管道，6为致色气体管道，7为排气管道，8 为退色气体进气快插插座，9为致色气体进气快插插座，10为排气快插插座，11 为退色气体出气快插插座，12为致色气体出气快插插座，13为排气快插插座，14 为单片机，15为退色气体阀控制继电器，16为致色气体阀控制继电器，17为排气 阀控制继电器，18为红外传感器，19为红外光源，20为电源适配器，21为支架， 22为把手。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种自动检测采集样品透射率的装置，其结构如图1-2所示，由阀门组件、控 制组件、探测组件构成，包括外壳1，退色气体双向电动阀门2，致色气体双向电 动阀门3，排气双向电动阀门4，退色气体管道5，致色气体管道6，排气管道7， 退色气体进气快插插座8，致色气体进气快插插座9，排气快插插座10，退色气体 出气快插插座11，致色气体出气快插插座12，排气快插插座13，单片机14，退色 气体阀控制继电器15，致色气体阀控制继电器16，排气阀控制继电器17，红外传 感器18，红外光源19，电源适配器20，支架21和把手22其中：

阀门组件中，退色气体双向电动阀门2，致色气体双向电动阀门3和排气双向 电动阀门4分别连接与退色气体管道5，致色气体管道6和排气管道7相连接，退 色气体管道5，致色气体管道6和排气管道7固定在外壳内部，外壳上预先为管道 预留了孔，使管道可自外壳内部伸出。退色气体进气快插插座8，致色气体进气快 插插座9和排气快插插座10分别安装在退色气体管道5，致色气体管道6和排气 管道7的左端，退色气体快插插座8和致色气体快插插座9通过气动软管与退色气 体气源和致色气体气源相连接。退色气体出气快插插座11，致色气体出气快插插 座12和排气快插插座13分别安装在退色气体管道5，致色气体管道6和排气管道 7的右端，退色气体出气快插插座11，致色气体出气快插插座12和排气快插插座 13通过气动软管与样品上的插口相连接。电源适配器20安放在外壳1内部，为3 个电动阀门和控制组件的控制电路和探测组件的探测部分供电。

控制组件中，单片机14，退色气体出气快插插座11，致色气体出气快插插座 12和排气快插插座13，固定在外壳1上，与单片机14的数字接口相连接。退色气 体阀控制继电器15，致色气体阀控制继电器16和排气阀控制继电器17的输入端 与单片机14的数字输出相连接，输出端分别与阀门组件中1，退色气体双向电动 阀门2，致色气体双向电动阀门3和排气双向电动阀门4各自的电路控制相连接， 实现由单片机控制气源为样品冲入氢氦混合气体或退色气体的工作。单片机14， 退色气体阀控制继电器15，致色气体阀控制继电器16和排气阀控制继电器17由 阀门组件横纵的电源适配器20供电。

探测组件中，支架21用于固定红外传感器18，红外光源19和样品，固定形 式如图3所示，实现红外光源19发射的红外线能透光样品被红外传感器接受。红 外传感器18与控制组件中的单片机14的IIC总线相连接，交换测量数据。红外光 源19由阀门组件中的电源适配器20供电。

外壳1上设有把手22，退色气体管道5，致色气体管道6，排气管道7横向安 置于外壳1中。红外光源19由一个白灼灯，和一块硅片组成，硅片起到滤光作用， 仅允许红外波段的电磁波穿透，选用的红外传感器对波长760nm至1100nm波段的 光线敏感，此波段为红外波段。退色气体阀控制继电器15，致色气体阀控制继电 器16和排气阀控制继电器17自带逻辑电路与控制线，当控制线短接时，阀门由闭 合状态转变为开启状态，当控制线断开时，阀门由开启状态转变为闭合状态，维持 状态不需额外用电。电源适配器提供将交流220V降压至直流12V。

使用气动软管分别将退色气体气源与退色气体进气快插插座8相连接，将致色 气体气源与致色气体进气快插插座9相连接，同时检查管道的密封性。使用气动软 管分别将退色气体出气快插插座11与样品退色气体接头相连接，将致色气体出气 快插插座12与样品致色气体接头相连接，将排气快插插座13与样品排气接头相连 接。使用USB连接线将单片机与电脑相连接，单片机启动，再打开人机交互界面 的程序。

将样品从支架21上取下，保证测量空间昏暗，点击程序中测量绝对强度。

将样品固定在支架21上，打开红外光源19，在程序中启动红外传感器18，检 查是否能检测到红外信号，再设置循环测量次数，开始循环测量样品在致色与退色 时的透射率，其过程为：

第一步：单片机14对致色气体阀控制继电器16和排气阀控制继电器17输出 高电平，致色气体阀控制继电器16和排气阀控制继电器17闭合，使致色气体双向 电动阀门3和排气电动阀门4的控制线短接，阀门开启，致色气体冲入样品中使样 品致色。同时退色气体阀控制继电器15保持断开状态，使退色气体双向电动阀2 闭合，红外传感器18不断监测透射率的变化，直到透射率几乎不变时，可认为样 品已完全致色，输出此时样品的致色透射率。

第二步：单片机14对退色气体阀控制继电器16和排气阀控制继电器17输出 高电平，退色气体阀控制继电器16和排气阀控制继电器17闭合，使退色气体双向 电动阀门3和排气电动阀门4的控制线短接，阀门开启，致色气体冲入样品中使样 品退色。同时致色气体阀控制继电器15保持断开状态，使退色气体双向电动阀2 闭合，红外传感器18不断监测透射率的变化，直到透射率几乎不变时，可认为样 品已完全致色，输出此时样品的退色透射率。

第三步：循环第一步与第二步，直至初始设定的循环次数。

待测量结束后，实验员获得样品的循环致色退色的透射率。