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专利名称：光电快速评茧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种检测蚕茧质量的专用装置。
目前，蚕茧质量的现场评定，通常都采用手估目测和干壳量的评定方法。前者是通过检测人员对蚕茧进行手摸和目测，根据手感湿度和蚕茧表面疪病来判定蚕茧的好坏，其测试精度主要取决于操作者的经验。这种方法只能评定蚕茧的外观质量，又容易受主观因素的影响检测精度低。干壳量评定法是以蚕茧无水干茧壳重量来确定蚕茧的等级。无水干茧壳的重量反映茧丝量的多少，不能反映蚕茧的内在质量。在测试过程中，要选取试样、剖茧去蛹、烘干称重，故此方法测试速度慢，要破坏试样。为准确测定蚕茧的质量等级，现试行缫丝试样法，即选取一定量的样茧，缫成生丝，通过检测生丝的质量来确定蚕茧的质量。这种方法测试精度很高，但是速度很慢，测试周期长，不能用作现场评定，测试费用大，又破坏试样。
蚕茧在特定波长范围的光的照射下，能发出不同颜色的荧光的现象，早已被发现。经过研究，还发现蚕茧的荧光色与其质量指标(如解舒)有对应关系，根据这个关系，通过鉴别蚕茧的荧光色，就可推知其质量等级。现在这种方法还处于实验室研究阶段，实验方法是在暗室中用人眼来观察鉴别荧光色。妨碍这种方法实用的主要原因是人眼在暗处，辨色能力下降；长时间观察，人眼容易疲劳，辨色误差大；而且荧光色的鉴别，受人的主观因素的影响，因此，人眼辨别荧光色的精度很低。
本实用新型的目的是提供一种快速评定蚕茧质量的装置，该装置用光电方法检测出蚕茧的荧光色，从而间接测定蚕茧的质量。该装置的测定精度高、速度快、测量时对样茧无损。
本实用新型的实质是在激发光路部件中加入照明器件，并且由荧光收集光路、分光分束光路和两路光电探测器组成荧光检测光路部件，用光电法同光路同时检测蚕茧在不同波长范围的荧光，由两路光电信号放大器件、A／D转换器、以及单片机、显示器和打印机构成检测控制部件，进行数据的采集、处理与测量控制。并根据测到的光电信号来确定荧光色。为便于理解本实用新型的构成，
以下结合附图，进行详细描述。


图1为本实用新型的原理图；图2为本实用新型的两种分光分束光路图；图3为本实用新型的一种控制电路图。
参照图1，全装置可分为光路和检测控制部件二部分。其光路包括激发光源1，照明器件2，激发滤光器3，蚕茧4，荧光收集光路5，分光分束光路6，光电探测器7、8。检测控制部件包括光电信号放大器件9、10，A／D转换器11、12，单片机13，打印机14，显示器15。这里激发光源1，照明器件2，激发滤光器3组成激发光路部件。荧光收集光路5，分光分束光路6，光电探测器7、8组成荧光检测光路部件。激发光源1发出的光经照明器件2，激发滤光器3照射到蚕茧4上，蚕茧4受激后发出的荧光由荧光收集光路5收集，再经分光分束光路6分成波长范围不同的二束同光路光并同时由光电探测器7、8分别接收，并转化为光电流，分别经光电信号放大器件9、10放大后，送进A／D转换器11、12中进行变换，把模似信号转换成数字信号，由单片机13读入，获得蚕茧荧光在二个波长范围内的信号I1和I2(其中I1是第一个波长范围内的荧光信号，I2是第二个波长范围的荧光信号)，将两信号相除，得到一个反映蚕茧荧光色的系数C。C＝K· (I1)/(I2) ，这里K是常数。C值由单片机13运算，结果由显示器15或打印机14输出，通过定标，确定C值和蚕茧质量等级的对应关系，这样，就可直接输出蚕茧的质量等级。经过测试的蚕茧丝毫无损。根据实验确定，荧光的两个波长范围选在410nm－480nm和500nm－590nm，最佳工作点在440nm±10nm和540nm±10nm。激发波长选在365nm时，荧光效率高。荧光探测光路和激发光路应成一定角度，角度范围为15°－60°，蚕茧表面的切平面最好与此角的平分线垂直。
图2表示了本实用新型的两种分光分束光路的结构。图2a中，16是色散元件，17是入射狭缝光阑，18是出射狭缝光阑。色散元件16将从入射狭缝光阑17透过的复合荧光按波长分开，使选定的波长透过出射狭缝光阑18，并用光电探测器7、8分别接收。图2b中，19是分束镜，20是中心波长在410nm－480nm范围内的滤光器，21是中心波在在500nm－590nm范围内的滤光器。分束镜19把荧光分成同光路的两束光，再分别由滤光器20、21得到所要检测波长的光，再由光电探测器接收，如果不用滤光器20、21，则光电探测器应采用带有分光作用的光电探测器。
图3例举了本装置可采用的一种检测控制部件，光电探测器7、8输出的信号分别经光电信号放大器件9、10后，放大为小于5V的正电压信号，由单片机8031控制，同时启动二块A／D转换器ADC0809，将模拟信号转变成数字信号，并分别读入单片机8031中。用单片机的ALE信号，经四分频后，作为A／D转换器ACD0809的时钟信号。单片机8031通过74LS138对A／D转换器ADC0809发选通信号，分别读入数字信号。为保证A／D转换器的转换精度，用5G24和MC1403组成了精度基准电压源。ADC0809是8位A／D转换器，为提高精度，可采用高于8位的A／D转换器，如12位，16位等。
为便于本实用新型的实施，光源1最好采用高压汞灯，光电转换器7、8最好采用兰敏光电转换器，以提高对荧光的探测率。分光分束光路6可以由入射狭缝17、出射狭缝18和分光器件16组成，也可以由分束镜19和二个滤光器20、21组成。
本实用新型对两个波长范围的蚕茧荧光进行同光路同时间检测，既消除了电源、光源波动的影响，又减小蚕茧位置和表面形状的影响，因此检测精度高，配以微型计算机控制，测试速度快，并且结构简单，操作方便。可以快速准确地评定蚕茧的内在质量，可作为蚕茧收购部门现场检测蚕茧质量的仪器。扩充微型计算机的功能去控制蚕茧的进样与分类，构成以本实用新型为核心的选茧机，把蚕茧按质量等级分开，以利于丝厂实行分级缫丝，提高生丝的产量和质量。
权利要求1.一种光电快速评茧装置，含有激发光路部件，其特征在于由荧光收集光路[5]、分光分束光路[6]和光电探测器[7、8]构成蚕茧荧光检测光路部件，由两路光电信号放大器件[9、10]、A/D转换器[11、12]、以及单片机[13]、显示器[14]和打印机[15]构成检测控制部件，并且在所述的激发光路部件中增设了照明器件[2]。
2.根据权利要求1所述的光电快速评茧装置，其特征在于所述的分光分束光路〔6〕可以由入射狭缝〔17〕、出射狭缝〔18〕和分光器件〔16〕组成。
3.根据权利要求1所述的光电快速评茧装置，其特征在于所述的分光分束光路〔6〕可以由分束镜〔19〕和二个滤光器〔20、21〕组成。
专利摘要一种光电快速评茧装置，由激发光路部件、荧光检测光路部件和检测控制部件组成，该装置对两个波长范围的蚕茧荧光进行同光路同时检测，并配以微型计算机控制，具有速度快、结构简单、使用方便，可以快速准确地评定蚕茧的内在质量，可作为蚕茧收购部门现场检测蚕茧质量的仪器，也可配上相应的附件，对蚕茧按质量进行分类，以利于分级缫丝，提高生丝的产量和质量。
文档编号G01N21/64GK2114826SQ9220493
公开日1992年9月2日 申请日期1992年3月21日 优先权日1992年3月21日
发明者殷浩, 林中 申请人:浙江大学