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原文传递用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制方法及装置

专利名称：	用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制方法及装置
摘要：	本发明公开了一种用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制方法及装置，该方法通过获取激光穿透玻璃药瓶后的主透射光强和反射两次后的透射光强，并转换成第一电流信号，获取激光穿透玻璃药瓶时的反射一次后的透射光强和反射三次后的透射光强，并转换成第二电流信号，根据第一电流信号和第二电流信号，获得输出电流，提取输出电流的二次谐波电流信号以及根据二次谐波电流信号获得氧气浓度，解决了现有技术由于玻璃药瓶瓶壁产生的光束干涉给二次谐波带来的光学噪声，导致残氧量检测精度低的技术问题，通过从信号检测部分消除二次谐波中的噪声，能从根源上抑制标准具效应，大大提高了氧气浓度检测精度和系统的稳定度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中南大学
发明人：	贺建军;宋操;罗旗舞;刘紫怀;叶子聪;曹星宇;钱灏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910270548.0
公开号：	CN109959637A
代理机构：	长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	马家骏
分类号：	G01N21/59(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	410083 湖南省长沙市麓山南路932号
主权项：	1.一种用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制方法，其特征在于：获取激光穿透玻璃药瓶后的主透射光强和反射两次后的透射光强，并转换成第一电流信号；获取激光穿透玻璃药瓶时的反射一次后的透射光强和反射三次后的透射光强，并转换成第二电流信号；根据所述第一电流信号和第二电流信号，获得输出电流；提取所述输出电流的二次谐波电流信号；根据所述二次谐波电流信号获得氧气浓度。 2.根据权利要求1所述的用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制方法，其特征在于，获取激光穿透玻璃药瓶后的主透射光强和反射两次后的透射光强，并转换成第一电流信号之前还包括：调整激光入射角，使得所述入射角满足L/λ∈M，M为正整数，其中，L为激光穿透玻璃药瓶的光程，λ为激光波长，且L＝d/cosθ2，d为玻璃药瓶直径长度，θ2为折射角。 3.根据权利要求2所述的用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制方法，其特征在于，根据所述第一电流信号和第二电流信号，获得输出电流包括：消除所述第二电流信号的折射率因子，获得第三电流信号；将所述第三电流信号与所述第一电流信号进行减法运算，获得输出电流，且所述输出电流的计算公式为： i(t)＝i0(t)αNL(1+r)2 其中，i(t)为输出电流，i0(t)为激光的注入电流，α为吸收系数，N为氧气浓度，L为激光穿透玻璃药瓶的光程，r为反射率。 4.根据权利要求3所述的用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制方法，其特征在于，根据所述二次谐波电流信号获得氧气浓度的计算公式为：其中，N为氧气浓度，为二次谐波电流信号峰值，i0(t)为激光的注入电流，L为激光穿透玻璃药瓶的光程、r为反射率、S2为二次谐波项系数。 5.一种用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制装置，其特征在于，所述装置包括光源模块(10)和与所述光源模块(10)连接的信号处理模块(20)，所述光源模块(10)用于发射激光照射并穿透玻璃药瓶；所述信号处理模块(20)包括信号产生部分(201)、第一光电检测器(202)、第二光电检测器(203)、与所述第一光电检测器(202)和所述第二光电检测器(203)连接的信号运算部分(204)、与所述信号运算部分(204)连接的信号解调部分(205)以及与所述信号解调部分(205)连接的谐波分析部分(206)，其中：所述信号产生部分(201)，用于驱动所述光源模块(10)以及给所述信号解调部分(205)输出高频信号二倍频信号；所述第一光电检测器(202)，用于获取激光穿透玻璃药瓶后的主透射光强和反射两次后的透射光强，并转换成第一电流信号；所述第二光电检测器(203)，用于获取激光穿透玻璃药瓶时的反射一次后的透射光强和反射三次后的透射光强，并转换成第二电流信号；所述信号运算部分(204)，用于根据所述第一电流信号和第二电流信号，获得输出电流；所述信号解调部分(205)，用于提取所述输出电流的二次谐波电流信号；所述谐波分析部分(206)，用于根据所述二次谐波电流信号获得氧气浓度。 6.根据权利要求5所述的用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制装置，其特征在于，所述装置还包括：入射角调整模块，用于调整激光入射角，使得所述入射角满足L/λ∈M，M为正整数，其中，L为激光穿透玻璃药瓶的光程，λ为激光波长，且L＝d/cosθ2，d为玻璃药瓶直径长度，θ2为折射角。 7.根据权利要求6所述的用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制装置，其特征在于，所述光源模块(10)包括激光器(102)和用于控制所述激光器(102)的激光控制部分(101)，其中，所述激光控制部分(101)包括电流控制部分(1011)和温度控制部分(1012)，所述电流控制部分(1011)用于控制所述激光器(102)的工作电流，所述温度控制部分(1012)用于控制所述激光器(102)的工作温度。 8.根据权利要求7所述的用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制装置，其特征在于，所述第一光电检测器(202)和所述第二光电检测器(203)分别位于玻璃药瓶的两侧，且所述第二光电检测器(203)与所述激光器(102)位于同一侧。 9.根据权利要求8所述的用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制装置，其特征在于，所述信号产生部分(201)输出的用于驱动所述光源模块(10)的信号为低频锯齿波与高频正弦波的组合信号。 10.根据权利要求9所述的用于玻璃药瓶残氧量检测的标准具效应抑制装置，其特征在于，所述激光器(102)的中心波长为760nm。
所属类别：	发明专利