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一种以特征值识别液体种类的方法和装置


技术摘要:
本发明公开一种以特征值识别液体种类的方法和装置,包括以下步骤:(1)准备一个透明的液体容器,测出未盛装液体时光源透过液体容器底部的光照强度值,作为光照强度特征值的基准值;(2)将待测液体放入液体容器内,测出待测液体的特征值,所述液体的特征值为pH值、光  全部
背景技术:
目前液体种类识别都采用激光射线穿透液体,再根据液体吸收的光谱波长来分析 液体种类;还有一些是采用普通光源对液体进行照射,根据光线在水中的折射情况来分析 液体种类。以上的方法无外乎都是采用光源照射,根据液体吸收的光谱波长和光在不同液 体内的折射情况来识别不同的液体,这种方法抗干扰性极差,容易受到自然环境及人为影 响因素的干预而令识别结果发生改变,如果有不同波长的强光照射和环境亮暗发生改变, 那么检测的结果就不会达到预期的目的。因为他们都是根据光在水中传播特性来进行分析 光在的,光的条件一旦发生改变,那么识别结果就会发生偏差。上述的专利我们查到有 CN201080068529.7、CN201510057236.3和CN201510359144.0。 同时,我们还查到有通过采集光源透过液体后的光照强度值来识别出液体种类的 方法,如申请号201610871791.4,该方法是利用光源透过液体后的光照强度值,与事先建立 好的数据库进行相似性对比,如果在有外界光照干扰的情况下,该装置中的光源穿透液体 后的光照强度值是会发生改变的,得到的光照强度值与原先设定好的数据库对比值也会发 生大的偏离,进而影响识别结果;其次该方法在进行测试前并没有对数据库中的数值进行 标定,在不同的场合环境光照值都是会不一样的,同一种液体光源在穿透液体后的光照强 度值也是会有变化的,而数据库中的值并没有随环境不同而进行二次标定,就会导致在与 数据库中的数据进行对比时就会存在差异性误差。
技术实现要素:
本发明的目的是解决上述技术问题,提供一种抗干扰能力强、不受自然环境和人 为因素的影响的以特征值识别液体种类的方法和装置。 为实现上述的目的,本发明的技术方案为: 一种以特征值识别液体种类的方法,包括以下步骤: (1)准备一个透明的液体容器,测出未盛装液体时光源透过液体容器底部的光照 强度值,作为光照强度特征值的基准值; (2)将待测液体放入液体容器内,测出待测液体的特征值,所述液体的特征值为pH 值、光照强度变化值、溶液的电导率值和挥发性液体的挥发气体浓度值; (3)依次判断采集到的待测液体的的液体特征值是否符合达到预设阈值,若采集 到的液体特征值不符合预设阈值,则继续判断下一个特征值;若采集到的液体特征值符合 预设阈值,则识别出待测液体的种类。 作为进一步的技术方案,以上步骤(3)的特征值判断先后次序为pH值、光照强度变 化值、溶液的电导率值、挥发气体浓度值。 3 CN 111721743 A 说 明 书 2/5 页 作为进一步的技术方案,以上所述光照强度变化值为同一光源透过待测液体的光 照强度特征值与所述基准值比对后的变化量。 作为进一步的技术方案,以上所述待测液体为纯净水、盐水、醋、酒精和牛奶中的 任一种。 作为进一步的技术方案,当判断待测液体的pH值时,以醋的pH值为预设阈值,若待 测液体的pH值不大于醋的pH值,则认定为符合预设阈值;当判断待测液体的光照强度变化 值时,以牛奶的光照强度变化值为预设阈值,若待测液体的光照强度变化值不大于牛奶的 光照强度变化值,则认定为符合预设阈值;当判断待测液体的电导率值时,以盐水的电导率 值为预设阈值,若待测液体的电导率值不小于盐水的电导率值时,则认定为符合预设阈值; 当判断待测液体的挥发气体浓度值时,酒精液体的挥发气体浓度值为预设阈值,若待测液 体的挥发气体浓度值不小于酒精液体的挥发气体浓度值,则认定为符合预设阈值。 一种用于实施如上所述以特征值识别液体种类的方法的装置,包括: 液体容器,用于盛装待测液体以及安装特征值检测传感器; 特征值检测传感器,安装在液体容器内,用于检测待测液体的pH值、光照强度变化 值、溶液的电导率值和挥发性液体的挥发气体浓度值; 单片机,用于存储pH值、光照强度变化值、溶液的电导率值和挥发性液体的挥发气 体浓度值的预设阈值,以及将待测液体的pH值、光照强度变化值、溶液的电导率值和挥发性 液体的挥发气体浓度值与所述预设阈值依次进行比对,并将识别结果送显示器件进行显 示;所述单片机的输入接口与特征值检测传感器电性连接; 显示器,用于显示待测液体的种类识别结果,所述显示器与单片机双向电性连接; 输入按钮,用于开启识别功能,所述输入按钮与单片机的输入端电性连接。 作为进一步的技术方案,以上所述特征值检测传感器包括光照度传感器、pH值检 测笔、水质电导率传感器和酒精气体传感器,所述光照度传感器、pH值检测笔和水质电导率 传感器的检测端安装在液体容器的底部内侧,其余部位安装在液体容器的底部外侧,所述 酒精气体传感器安装在液体容器的上部侧壁。 作为进一步的技术方案,以上所述单片机采用STC12C5A60S2微处理器。 作为进一步的技术方案,以上所述输入按钮采用独立按键。 与现有技术相比,本发明的有益效果为: 1.本发明克服了以光源照射,根据液体吸收的光谱波长和光在不同液体内的折射 情况来识别液体种类的方法带来的识别不准确和抗干扰能力差的现状。 2.本发明的方法采用“特征值识别”,利用各类传感器采集液体的特征值,该特征 值是本液体具有与其他液体无共通性的特征或该特质值数字范围明显区别于其他液体的 判别方法。克服了因自然环境及人为影响因素的干预而令识别结果发生改变的技术识别现 状。 3.本发明将采集回来的特征值经单片机与各特征值设定阈值逐次比较排除,最终 识别出液体种类的处理流程及方法,按照pH值、光照强度变化值、溶液的电导率值和挥发性 液体的挥发气体浓度值的流程处理,识别的准确度非常之高。该发明提供的方法和装置可 以识别纯净水、盐水、醋、酒精、牛奶。在这几种液体之中pH值是醋区别其他液体最显著的特 征,光照强度值是识别牛奶与其他液体最显著的特征,电导率值是盐水区别于其他液体最 4 CN 111721743 A 说 明 书 3/5 页 显著的特征值,酒精液体具有挥发性,酒精挥发的浓度值是区别其他液体最显著的特征值, 如果都不具备这几种特征值那么剩下的结果就是纯净水了。从上述识别的顺序和寻找特征 值的过程是按照待测液体具有与其他液体无共通性的特征或该特征值数字范围明显区别 于其他液体而进行的识别,识别方法不局限于某一种。在测量前要测出未盛装液体时光源 透过液体容器底部的光照强度值,以此作为光照强度特征值的基准值,这样可以消除不同 环境光照所带来的差异性误差。 4.本发明的灵活性强,准确性高。因为在不同环境中有不同的外界影响,本发明可 以重新标定预设阈值,预设阈值为醋的pH值、牛奶的光照强度变化值、盐水的电导率值和酒 精液体的挥发气体浓度值,不需要复杂的检测条件,直接采用传感器、单片机即可得到直观 的数据,标定过程简单,可灵活应用于各种环境,并且也解决了不同外界影响的问题。同时, 发明的识别装置采用了接触与非接触安装传感器的方式,使识别的手段更加灵活,克服了 采用单一方法或单一采取光源照射的方法带来的识别手段单一的情况。 5.本发明的识别装置无辐射和不含微波材料,绿色安全。 附图说明 图1为本发明一种以特征值识别液体种类的方法的处理流程图; 图2为本发明一种以特征值识别液体种类的装置的结构示意图; 图3为本发明显示器的显示界面图。 附图标记:1-液体容器,2-特征值检测传感器,21-酒精气体传感器,22-光照度传 感器,23-pH值检测笔,24-电导率传感器,3-单片机,4-显示器,41-标题信息显示栏,42-时 间信息显示栏,43-识别状态显示栏,44-识别结果显示栏,45-软件信息版本显示栏,5-输入 按钮。
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