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原文传递一种pH测试仪和测试方法

专利名称：	一种pH测试仪和测试方法
摘要：	本发明公开了一种pH测试仪和测试方法，所述pH测试仪包括测试棒、测试池以及测试基底，其中所述测试棒包括光源、单模光纤、感光单元、处理器和显示屏；所述测试池用于容纳向列型液晶和待测pH溶液的混合液；所述测试基底包括基底、形成在所述基底上的具有沟槽方向的金薄膜和固定在所述金薄膜上的诱导分子，用于诱导所述向列型液晶分子定向排列；其中将所述单模光纤在测试时被配置为伸入测试池的混合液中，所述光源出射的光在所述单模光纤中传播，经感光单元将单模光纤出射的光转换为电信号，经处理器处理获得待测pH溶液的pH值，并显示在显示屏上。本发明提供的实施例灵敏度高、不易受干扰、体积小且制作简单。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	京东方科技集团股份有限公司
发明人：	安美娟;袁飞武;刘彦军;孟佳;张栋;贾涛;王迪;薛帮灿;刘宇;肖文俊;金亨奎;邓立广;金文峰;柏健;田婷;赵金阁
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910410181.8
公开号：	CN110031429A
代理机构：	北京正理专利代理有限公司
代理人：	付生辉
分类号：	G01N21/41(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100015 北京市朝阳区酒仙桥路10号
主权项：	1.一种pH测试仪，其特征在于，包括测试棒、测试池以及测试基底，其中所述测试棒包括光源、单模光纤、感光单元、处理器和显示屏；所述测试池用于容纳向列型液晶和待测pH溶液的混合液；所述测试基底包括基底、形成在所述基底上的具有沟槽方向的金薄膜和固定在所述金薄膜上的诱导分子，用于诱导所述向列型液晶分子定向排列；其中所述测试基底在测试时密封设置在所述测试池中与所述混合液接触；所述单模光纤在测试时被配置为伸入所述混合液中，所述光源出射的光在所述单模光纤中传播；所述感光单元用于将所述单模光纤出射的光转换为电信号；所述处理器用于根据所述电信号获得所述待测pH溶液的pH值；所述显示屏用于显示所述pH值。 2.根据权利要求1所述的pH测试仪，其特征在于，所述测试池包括具有第一开口的盖板，所述单模光纤从所述第一开口伸入所述混合液中；用于容纳向列型液晶和待测pH溶液的混合液的容纳部；以及与所述容纳部可拆卸连接的底座，所述测试基底在测试时被密封设置在所述底座上与所述混合液接触。 3.根据权利要求1或2所述的pH测试仪，其特征在于，所述测试棒还包括第二开口的外壳，其中所述光源、感光单元、处理器设置在所述外壳中，所述显示屏设置于所述外壳上；所述单模光纤的一端包括纤芯和包覆纤芯的包层，另一端具有裸露的纤芯，其中所述一端通过所述第二开口伸入所述外壳中，通过所述包层与所述外壳固定连接，所述另一端的裸露的纤芯伸入所述混合液中，其中所述另一端的端部具有光反射部；所述pH测试仪还包括环形器，所述环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，其中所述第一端口将所述光源出射的光传递到所述第二端口；所述第二端口将所述光以全反射角度导入所述单模光纤，并接收被所述光反射部反射的反射光，经所述第三端口引导至所述感光单元；或者所述测试棒还包括第二开口的外壳，其中所述光源、感光单元、处理器设置在所述外壳中，所述显示屏设置于所述外壳上；所述单模光纤包括光入射端部、光出射端部和至少一个弯折部，其中所述光入射端部和光出射端部通过所述第二开口伸入所述外壳中并与所述外壳固定连接，所述弯折部伸入所述混合液中。 4.根据权利要求3所述的pH测试仪，其特征在于，所述外壳上设置：电源开关键，用于为测试仪加电；测量键，用于启动测量；数据切换键，用于切换所述测试仪显示的数据。 5.根据权利要求1所述的pH测试仪，其特征在于，所述测试棒还包括液晶提纯器、液晶储存盒、单向定量液压泵、第一单向阀、第二单向阀、第一管道和第二管道，其中液晶存储盒中存储有所述向列型液晶，用于在测试时通过所述第一管道向所述测试池提供所述向列型液晶；所述第一单向阀用于控制所述向列型液晶单向通过所述第一管道；所述单向定量液压泵用于在测试结束时通过第二管道从所述测试池中抽取所述向列型液晶至所述液晶提纯器，并将提纯过的向列型液晶定量输送至所述液晶存储盒中；所述第二单向阀用于控制所述向列型液晶单向通过所述第二管道。 6.根据权利要5所述的pH测试仪，其特征在于，所述测试池包括具有第一开口、第一通孔和第二通孔的盖板，其中所述单模光纤从所述第一开口伸入所述混合液中，所述第一管道通过所述第一通孔伸入所述测试池中，所述第二管道通过所述第二通孔伸入所述测试池中至所述测试池底部；用于容纳向列型液晶和待测pH溶液的混合液的容纳部，其中容纳部的侧壁上具有入液口，所述入液口包封有聚酯薄膜；以及与所述容纳部可拆卸连接的底座，所述测试基底在测试时被密封设置在所述底座上与所述混合液接触。 7.根据权利要求5或6所述的pH测试仪，其特征在于，所述测试棒还包括第二开口、第三通孔和第四通孔的外壳，其中所述光源、感光单元、处理器、液晶提纯器、液晶储存盒、单向定量液压泵设置在所述外壳中，所述显示屏设置于所述外壳上；所述单模光纤的一端包括纤芯和包覆纤芯的包层，另一端具有裸露的纤芯，其中所述一端通过所述第二开口伸入所述外壳中，通过所述包层与所述外壳固定连接，所述另一端的裸露的纤芯伸入所述混合液中，其中所述另一端的端部具有光反射部；所述第一管道和第二管道分别通过第三通孔和第四通孔伸出所述外壳；所述pH测试仪还包括环形器，所述环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，其中所述第一端口将所述光源出射的光传递到所述第二端口；所述第二端口将所述光以全反射角度导入所述单模光纤，并接收被所述光反射部反射的反射光，经所述第三端口引导至所述感光单元；或者所述测试棒还包括第二开口、第三通孔和第四通孔的外壳，其中所述光源、感光单元、处理器、液晶提纯器、液晶储存盒、单向定量液压泵设置在所述外壳中，所述显示屏设置于所述外壳上；所述单模光纤包括光入射端部、光出射端部和至少一个弯折部，其中所述光入射端部和光出射端部通过所述第二开口伸入所述外壳中并与所述外壳固定连接，所述弯折部伸入所述混合液中；所述第一管道和第二管道分别通过第三通孔和第四通孔伸出所述外壳。 8.根据权利要求7所述的pH测试仪，其特征在于，所述外壳上设置：电源开关键，用于为测试仪加电；测量键，用于启动测量；数据切换键，用于切换所述测试仪显示的数据；液晶注入键，用于使能所述液晶存储盒向所述测试池提供所述向列型液晶；液晶抽取键，用于启动所述单向定量液压泵。 9.根据权利要求1所述的pH测试仪，其特征在于，所述诱导分子为16-疏基十六烷基酸，包括-COOH基团和-SH基团。 10.一种利用权利要求1所述的pH测试仪的测试方法，其特征在于，包括：将所述测试基底密封设置在所述测试池中；向所述测试池按照预定量注入向列型液晶分子和待测pH溶液以形成所述混合液，其中所述向列型液晶分子经所述金薄膜和诱导分子形成定向排列；将测试棒的单模光纤伸入所述混合液；待显示器上显示的数值稳定后获取pH值。 11.根据权利要求10所述的测试方法，其特征在于，所述测试棒还包括液晶提纯器、液晶储存盒、单向定量液压泵、第一单向阀、第二单向阀、第一管道和第二管道，其中液晶存储盒中存储有所述向列型液晶，用于在测试时通过所述第一管道向所述测试池提供所述向列型液晶；所述第一单向阀用于控制所述向列型液晶单向通过所述第一管道；所述单向定量液压泵用于在测试结束时通过第二管道从所述测试池中抽取所述向列型液晶至所述液晶提纯器，并将提纯过的向列型液晶定量输送至所述液晶存储盒中；所述第二单向阀用于控制所述向列型液晶单向通过所述第二管道，所述向所述测试池按照预定量注入向列型液晶分子包括：所述液晶存储盒通过所述第一管道向所述测试池提供所述向列型液晶；在获取pH值之后，所述测试方法还包括：通过所述第二管道从所述测试池中抽取所述混合液至所述液晶提纯器，并将提纯过的向列型液晶输送至所述液晶存储盒中。
所属类别：	发明专利