專(zhuān)利名稱(chēng)：光電快速評(píng)繭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種檢測(cè)蠶繭質(zhì)量的專(zhuān)用裝置。
目前，蠶繭質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定，通常都采用手估目測(cè)和干殼量的評(píng)定方法。前者是通過(guò)檢測(cè)人員對(duì)蠶繭進(jìn)行手摸和目測(cè)，根據(jù)手感濕度和蠶繭表面疪病來(lái)判定蠶繭的好壞，其測(cè)試精度主要取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)。這種方法只能評(píng)定蠶繭的外觀質(zhì)量，又容易受主觀因素的影響檢測(cè)精度低。干殼量評(píng)定法是以蠶繭無(wú)水干繭殼重量來(lái)確定蠶繭的等級(jí)。無(wú)水干繭殼的重量反映繭絲量的多少，不能反映蠶繭的內(nèi)在質(zhì)量。在測(cè)試過(guò)程中，要選取試樣、剖繭去蛹、烘干稱(chēng)重，故此方法測(cè)試速度慢，要破壞試樣。為準(zhǔn)確測(cè)定蠶繭的質(zhì)量等級(jí)，現(xiàn)試行繅絲試樣法，即選取一定量的樣繭，繅成生絲，通過(guò)檢測(cè)生絲的質(zhì)量來(lái)確定蠶繭的質(zhì)量。這種方法測(cè)試精度很高，但是速度很慢，測(cè)試周期長(zhǎng)，不能用作現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定，測(cè)試費(fèi)用大，又破壞試樣。
蠶繭在特定波長(zhǎng)范圍的光的照射下，能發(fā)出不同顏色的熒光的現(xiàn)象，早已被發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)研究，還發(fā)現(xiàn)蠶繭的熒光色與其質(zhì)量指標(biāo)(如解舒)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)這個(gè)關(guān)系，通過(guò)鑒別蠶繭的熒光色，就可推知其質(zhì)量等級(jí)?，F(xiàn)在這種方法還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，實(shí)驗(yàn)方法是在暗室中用人眼來(lái)觀察鑒別熒光色。妨礙這種方法實(shí)用的主要原因是人眼在暗處，辨色能力下降；長(zhǎng)時(shí)間觀察，人眼容易疲勞，辨色誤差大；而且熒光色的鑒別，受人的主觀因素的影響，因此，人眼辨別熒光色的精度很低。
本實(shí)用新型的目的是提供一種快速評(píng)定蠶繭質(zhì)量的裝置，該裝置用光電方法檢測(cè)出蠶繭的熒光色，從而間接測(cè)定蠶繭的質(zhì)量。該裝置的測(cè)定精度高、速度快、測(cè)量時(shí)對(duì)樣繭無(wú)損。
本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)是在激發(fā)光路部件中加入照明器件，并且由熒光收集光路、分光分束光路和兩路光電探測(cè)器組成熒光檢測(cè)光路部件，用光電法同光路同時(shí)檢測(cè)蠶繭在不同波長(zhǎng)范圍的熒光，由兩路光電信號(hào)放大器件、A／D轉(zhuǎn)換器、以及單片機(jī)、顯示器和打印機(jī)構(gòu)成檢測(cè)控制部件，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理與測(cè)量控制。并根據(jù)測(cè)到的光電信號(hào)來(lái)確定熒光色。為便于理解本實(shí)用新型的構(gòu)成，
以下結(jié)合附圖，進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型的原理圖；圖2為本實(shí)用新型的兩種分光分束光路圖；圖3為本實(shí)用新型的一種控制電路圖。
參照?qǐng)D1，全裝置可分為光路和檢測(cè)控制部件二部分。其光路包括激發(fā)光源1，照明器件2，激發(fā)濾光器3，蠶繭4，熒光收集光路5，分光分束光路6，光電探測(cè)器7、8。檢測(cè)控制部件包括光電信號(hào)放大器件9、10，A／D轉(zhuǎn)換器11、12，單片機(jī)13，打印機(jī)14，顯示器15。這里激發(fā)光源1，照明器件2，激發(fā)濾光器3組成激發(fā)光路部件。熒光收集光路5，分光分束光路6，光電探測(cè)器7、8組成熒光檢測(cè)光路部件。激發(fā)光源1發(fā)出的光經(jīng)照明器件2，激發(fā)濾光器3照射到蠶繭4上，蠶繭4受激后發(fā)出的熒光由熒光收集光路5收集，再經(jīng)分光分束光路6分成波長(zhǎng)范圍不同的二束同光路光并同時(shí)由光電探測(cè)器7、8分別接收，并轉(zhuǎn)化為光電流，分別經(jīng)光電信號(hào)放大器件9、10放大后，送進(jìn)A／D轉(zhuǎn)換器11、12中進(jìn)行變換，把模似信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)13讀入，獲得蠶繭熒光在二個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的信號(hào)I1和I2(其中I1是第一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的熒光信號(hào)，I2是第二個(gè)波長(zhǎng)范圍的熒光信號(hào))，將兩信號(hào)相除，得到一個(gè)反映蠶繭熒光色的系數(shù)C。C＝K· (I1)/(I2) ，這里K是常數(shù)。C值由單片機(jī)13運(yùn)算，結(jié)果由顯示器15或打印機(jī)14輸出，通過(guò)定標(biāo)，確定C值和蠶繭質(zhì)量等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這樣，就可直接輸出蠶繭的質(zhì)量等級(jí)。經(jīng)過(guò)測(cè)試的蠶繭絲毫無(wú)損。根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定，熒光的兩個(gè)波長(zhǎng)范圍選在410nm－480nm和500nm－590nm，最佳工作點(diǎn)在440nm±10nm和540nm±10nm。激發(fā)波長(zhǎng)選在365nm時(shí)，熒光效率高。熒光探測(cè)光路和激發(fā)光路應(yīng)成一定角度，角度范圍為15°－60°，蠶繭表面的切平面最好與此角的平分線垂直。
圖2表示了本實(shí)用新型的兩種分光分束光路的結(jié)構(gòu)。圖2a中，16是色散元件，17是入射狹縫光闌，18是出射狹縫光闌。色散元件16將從入射狹縫光闌17透過(guò)的復(fù)合熒光按波長(zhǎng)分開(kāi)，使選定的波長(zhǎng)透過(guò)出射狹縫光闌18，并用光電探測(cè)器7、8分別接收。圖2b中，19是分束鏡，20是中心波長(zhǎng)在410nm－480nm范圍內(nèi)的濾光器，21是中心波在在500nm－590nm范圍內(nèi)的濾光器。分束鏡19把熒光分成同光路的兩束光，再分別由濾光器20、21得到所要檢測(cè)波長(zhǎng)的光，再由光電探測(cè)器接收，如果不用濾光器20、21，則光電探測(cè)器應(yīng)采用帶有分光作用的光電探測(cè)器。
圖3例舉了本裝置可采用的一種檢測(cè)控制部件，光電探測(cè)器7、8輸出的信號(hào)分別經(jīng)光電信號(hào)放大器件9、10后，放大為小于5V的正電壓信號(hào)，由單片機(jī)8031控制，同時(shí)啟動(dòng)二塊A／D轉(zhuǎn)換器ADC0809，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，并分別讀入單片機(jī)8031中。用單片機(jī)的ALE信號(hào)，經(jīng)四分頻后，作為A／D轉(zhuǎn)換器ACD0809的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)8031通過(guò)74LS138對(duì)A／D轉(zhuǎn)換器ADC0809發(fā)選通信號(hào)，分別讀入數(shù)字信號(hào)。為保證A／D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度，用5G24和MC1403組成了精度基準(zhǔn)電壓源。ADC0809是8位A／D轉(zhuǎn)換器，為提高精度，可采用高于8位的A／D轉(zhuǎn)換器，如12位，16位等。
為便于本實(shí)用新型的實(shí)施，光源1最好采用高壓汞燈，光電轉(zhuǎn)換器7、8最好采用蘭敏光電轉(zhuǎn)換器，以提高對(duì)熒光的探測(cè)率。分光分束光路6可以由入射狹縫17、出射狹縫18和分光器件16組成，也可以由分束鏡19和二個(gè)濾光器20、21組成。
本實(shí)用新型對(duì)兩個(gè)波長(zhǎng)范圍的蠶繭熒光進(jìn)行同光路同時(shí)間檢測(cè)，既消除了電源、光源波動(dòng)的影響，又減小蠶繭位置和表面形狀的影響，因此檢測(cè)精度高，配以微型計(jì)算機(jī)控制，測(cè)試速度快，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便?？梢钥焖贉?zhǔn)確地評(píng)定蠶繭的內(nèi)在質(zhì)量，可作為蠶繭收購(gòu)部門(mén)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)蠶繭質(zhì)量的儀器。擴(kuò)充微型計(jì)算機(jī)的功能去控制蠶繭的進(jìn)樣與分類(lèi)，構(gòu)成以本實(shí)用新型為核心的選繭機(jī)，把蠶繭按質(zhì)量等級(jí)分開(kāi)，以利于絲廠實(shí)行分級(jí)繅絲，提高生絲的產(chǎn)量和質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種光電快速評(píng)繭裝置，含有激發(fā)光路部件，其特征在于由熒光收集光路[5]、分光分束光路[6]和光電探測(cè)器[7、8]構(gòu)成蠶繭熒光檢測(cè)光路部件，由兩路光電信號(hào)放大器件[9、10]、A/D轉(zhuǎn)換器[11、12]、以及單片機(jī)[13]、顯示器[14]和打印機(jī)[15]構(gòu)成檢測(cè)控制部件，并且在所述的激發(fā)光路部件中增設(shè)了照明器件[2]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電快速評(píng)繭裝置，其特征在于所述的分光分束光路〔6〕可以由入射狹縫〔17〕、出射狹縫〔18〕和分光器件〔16〕組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電快速評(píng)繭裝置，其特征在于所述的分光分束光路〔6〕可以由分束鏡〔19〕和二個(gè)濾光器〔20、21〕組成。
專(zhuān)利摘要一種光電快速評(píng)繭裝置，由激發(fā)光路部件、熒光檢測(cè)光路部件和檢測(cè)控制部件組成，該裝置對(duì)兩個(gè)波長(zhǎng)范圍的蠶繭熒光進(jìn)行同光路同時(shí)檢測(cè)，并配以微型計(jì)算機(jī)控制，具有速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，可以快速準(zhǔn)確地評(píng)定蠶繭的內(nèi)在質(zhì)量，可作為蠶繭收購(gòu)部門(mén)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)蠶繭質(zhì)量的儀器，也可配上相應(yīng)的附件，對(duì)蠶繭按質(zhì)量進(jìn)行分類(lèi)，以利于分級(jí)繅絲，提高生絲的產(chǎn)量和質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01N21/64GK2114826SQ9220493
公開(kāi)日1992年9月2日 申請(qǐng)日期1992年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月21日
發(fā)明者殷浩, 林中 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)