[其他]檢測顏色變異的儀器

在審

• 申請號: 101985000005916
• 申請日: 1985-08-05
• 公開（公告）號: CN1005428B
• 公開（公告）日: 1989-10-11
• 發明（設計）人: 約翰尼斯·布里默
• 申請（專利權）人: 老代爾夫特光學工業有限公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 趙蓉民

用于檢測材料色變的儀器包括發射第一種色光的第一光源和發射第二種色光的第二光源，用于將兩個光源發射光的一部分分別投射到分離的第一和第二測量區上去的光學系統，每個測量區配有測量材料反射光量的裝置；該儀器還包括交替激勵第一和第二光源的電子開關裝置，傳遞材料的裝置，根據所測得的第一光源反射光量來控制第二光源強度的裝置，由測得的反射量確定顏色變異的裝置。

本發明是關于檢測材料顏色變異的儀器，該儀器包括材料照明裝置、測量材料反射光量的裝置，傳送材料的裝置。

本發明的儀器尤其適于用在一種氣體檢測設備中，該設備包含一種材料，當材料與氣體接觸時，材料的顏色將會改變;還包括使這種材料與氣體產生接觸的裝置。然而，本發明的儀器并不限于使用在一個氣體檢測設備中。

上述的氣體檢測設備可參見美國專利4032297，該設備旨在檢測大氣中各種有害氣體的存在。在已有技術設備中，其材料是由一個帶狀塑料基片構成，基片上復蓋有一層化學物質。當存在待檢測的有害氣體時，這些物質顏色將發生變化;當不存在有害氣體時、則這些物質顏色不發生變化，檢測有害氣體的存在是借助一個光源，照射帶狀材料上的一個測量點，并用一個光敏二極管測量來自帶狀材料表面的反射光，然后將測量點暴露給所監測的大氣，過些時間再重復這種反射光的測量，當反射光的變化超過了預定限定值，將產生一個報警信號。在測量第一和第二個反射值的時間間隔內，帶狀材料不移動，因此一個光源和一個光電二極管就能滿足需要。

上述現有設備的固有缺點是要精確確定一種有害氣體的存在與否，必須使帶狀材料的變色相當顯著。鑒于光源強度的變化，尤其光檢測器和與其相連的電子線路的非線性，使得不可能準確地測量微弱的變色，因為光源強度和光電二極管靈敏度的長時間變化使得必須僅對較強的色變化報警，以便防止錯誤的報警。然后，當要檢測極為有害的氣體時，例如有毒氣體，則在盡可能早的時候獲得那些有害氣體存在的可靠指示是非常重要的，對某些氣體的檢測可以使用網狀編織的帶狀親水織物，以下簡稱色帶，它用化學物質浸濕，有害氣體存在時，它沒有色變，有害氣體不存在時，它卻有色變，色帶不停地輸送。這種色帶的優點是它可以迅速充分地浸透液態化學物，而其織物的強度不受有害的影響。如果使用更均勻的材料，例如一條紙帶，則浸漬將引起材料脹大而且強度減弱，造成紙帶輸送中斷。此外，用紙帶時，氣體不能接觸紙帶內部的化學物，這就影響了反應速度。然而，除了前述優點外，使用浸有化學物的色帶將帶來許多與色帶顏色測量有關的特殊問題;并且原則上講，色帶的連續輸送要求使用兩個光源和兩個光檢流器，這就對那些元件一致性提出了很高的要求。

產生色變的化學反應需要十分之幾秒至幾分鐘時間，它依賴于試劑的活性和環境溫度。然而，必須盡早確定變色沒有發生。實驗表明，色帶的變色可以在反應發生后約10秒鐘測得。不僅色帶的最終顏色，尤其是約10秒鐘后的顏色非常依賴于占主導的溫度和化學物的時效。此外，10秒后的色帶顏色還依賴于色帶沒浸化學物時的顏色、色帶浸漬的方式和單位時間色帶材料通過測量系統的數量。因此不可能通過將它的顏色與預先設置的參考色比較來檢查色帶的色變。此外，色帶是不均勻的。網格寬度相對于實際顏色測量中使用的測量區線度不是小到可以忽視的程度。而且線的粗細也不均勻，線與線之間的間隔變化范圍相對較大。結果，在測量區域內存在的網線面積同樣也要變化。所以，為了有效使用這種氣體檢測器要求顏色測量不受上述因素的影響，以便達到最佳狀態。

為了解決上述問題，本發明提供了一個上述類型的檢測儀器，其中照明帶狀材料的裝置包括用于發射第一種色光的第一光源和用于發射第二種色光的第二光源;還設有一個光學系統，用于將第一和第二光源發出的光的基本相等光量傳遞給帶狀材料上第一和第二兩個分離測量區。每一個測量區與測量帶狀材料反射光量的裝置相關;還設有直接測量第二光源發射量的裝置;交替激勵第一和第二光源的電子開關裝置;對測到的第一光源和第二光源的反射光量響應的電子控制裝置，以控制第二光源的強度使每個測量區的反射光量基本相等。

實驗表明，第一光源發射光為綠色、第二光源發射光為紅色較好。事實上，紅色和綠色光對使用的色變試劑來說，對無色和有色色帶的反射光量分別將產生最大的差異，這就提高了測量精度。