[发明专利]基于颜色传感器的化学反应进程检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于颜色传感器的化学反应进程检测方法及系统，该系统包括化学反应模块、颜色传感器模块、电池模块、STM32单片机和LCD显示屏模块。其中，LCD显示屏模块由颜色传感器模块和化学反应模块控制，颜色传感器模块通过检测到化学反应模块中反应溶液颜色的变化，并将颜色(RGB)的变化信号通过LCD显示屏模块，把化学反应模块中化学反应进程表示出来。本发明利用颜色传感器模块检测化学反应模块中反应介质颜色的变化情况来反映化学反应的进程，提高化学化工中监测化学反应进程的安全性与可靠性。

技术领域

本发明涉及化工仪表监测及智能控制技术领域，具体涉及一种基于颜色传感器的化学反应进程检测方法及系统。

背景技术

传统化学反应进程依靠仪表设备进行参数测量，这些仪表设备均是独立的。工作人员需要肉眼观测仪表设备示数才能判断反应进程，灵活性较差，且危险反应环境对工作人员的人身安全存在威胁。随着智能科学技术的发展，仪表设备数据可通过计算机进行实时数据收集及数据分析，无需到化学反应现场进行数据记录，这类仪表设备又称为自动化仪表。自动化仪表分为检测类、显示类及控制类。检测类仪表能实时监测化学反应参数变化，显示类仪表能将检测类仪表检测数值实时在显示器上显示，控制类仪表能检测反应参数并进行调整以控制在预设值。目前在大型化工厂中常常将这几类自动化仪表混合使用，并通过嵌入PLC模块、DCS系统等对数据进行分析。这类自动化仪表及嵌入系统的安装价格昂贵，一般小型工厂无法承受，仍是采用人工抄表的方式。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种基于颜色传感器的化学反应进程检测方法及系统。

根据公开的实施例，本发明的第一方面公开了一种基于颜色传感器的化学反应进程检测方法，所述的化学反应进程检测方法包括以下步骤：

T1、颜色传感器模块检测化学反应模块中反应介质颜色的变化，并将化学反应过程中不同状态的光信号转换为电信号传递给STM32单片机；

T2、STM32单片机接收颜色传感器模块传递过来的电信号，通过计数功能计算指定阈值时间内捕获的脉冲数量，将不同的脉冲数量映射为特定颜色下的RGB颜色表征值，并传递给LCD显示屏模块；

T3、LCD显示屏模块通过接收来自STM32单片机的RGB颜色表征值信息，LCD显示屏将化学反应模块中反应介质颜色变化实时显示出来。

进一步地，所述的化学反应模块为反应过程中具有颜色变化的反应，反应类型包括液-液反应、气-气反应、液-气反应、固-液反应或气-固反应。

进一步地，所述的步骤T1过程如下：

T101、所述的颜色传感器模块通过发光二极管阵列将在发光二极管阵列照射下化学反应模块的光信号进行分离并传递给光强电流频率转换器；

T102、所述的光强电流频率转换器将光信号转换为相应的电信号输出，计算指定阈值时间内三色光对应的颜色传感器模块输出信号脉冲数量(指定阈值时间内的脉冲数包含了输出信号的频率信息)。不同的光信号使得颜色传感器模块在指定阈值时间内向STM32单片机发出特定的脉冲数量。

进一步地，所述的步骤T2过程如下：

T201、STM32单片机检测引脚接收颜色传感器模块OUT脚输送的信号脉冲数量；

T202、STM32单片机的内部计数器通过计数功能计算检测引脚接收的指定阈值时间内捕获的信号脉冲数量；

T203、内部计数器将不同的信号脉冲数量映射为特定颜色下的RGB颜色表征值，并将RGB颜色表征值通过FSMC接口传送到LCD显示屏模块。

进一步地，所述的步骤T3过程如下：