一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法与流程

本发明属于液体化学品测量领域，更具体地说，涉及一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法。

背景技术：

1、目前，在半导体制造、太阳能制造、led制造等行业需要对生产过程中的液体化学品进行在线实时的浓度监控测量，以保证产品质量稳定和良率的提升。对于单一组分的化学品一般使用密度法或者折射率法进行测量，但是对于混合多组分的化学品，密度法或者折射率法就无法分辨各个组分的变化。这些测量方法不具有测量的特异性，还受溶液的浑浊度、气泡及固体颗粒杂质的影响。

2、本发明通过采用高稳定的冷光源对特定光谱段的进行增强，通过设置多模光纤耦合器、第一多模光纤、光发射端和光接收端，以实现多束光耦合、共路传输、共路发射和接收的方式，提高特定谱段检测信号的信噪比；在仪器主控板的存储器中存储参考谱，用于光源性能下降、管路污染及液体混合化学品中存在未知化学物质的发现和预警，实现仪器智能化的自诊断，从而提高多化学品浓度的测量精度，且同时降低测量仪器的成本，可以满足原位、在线测量准确度、适应溶液浑浊、存在气泡、杂质等方面的问题。

3、此外，在测量化学品浓度时，往往会由于设备故障（例如，仪器中光源故障、发射或接收端口污染或堵塞）或待测化学品自身存在气泡或杂质等原因，导致检测结果不准确。因此，为排除仪器故障或化学品污染导致的测量不准确的问题，在使用仪器测量化学品浓度前，增加诊断步骤，如诊断提示异常，则进行人工维护或者处理待测化学品后再行检测。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法，提高了该方法的使用性能，在测量化学品浓度时，可以实现测量仪器的自我诊断，进而保证可以排除各项故障，提前诊断操作进行人工维护，保证了检测结果的准确性。

2、本发明采取的技术方案具体如下：

3、一种测量仪器的测量方法，包括主控板和位于目标液体化学品两侧的光发射端和光接收端，所述主控板的输出端与之连接有若干个光源，若干个所述光源的一端通过尾纤安装有多模光纤耦合器，且所述多模光纤耦合器另一端设置有光发射端，且所述光发射端与光接收端对应设置，所述光接收端的输出端连接有光谱分析模块，所述多模光纤耦合器的一端安装有第一多模光纤纤维，且所述第一多模光纤纤维的另一端安装在光发射端的输入端。

4、可选的，所述光接收端的输出端固定安装有第二多模光纤纤维，所述第二多模光纤纤维的另一端固定安装在光谱分析模块的输入端。

5、可选的，所述光发射端和光接收端之间设置有液体化学品流通管道，所述液体化学品流通管道的侧壁固定安装有温度传感器。

6、可选的，所述光源包括卤素灯和/或冷光源。

7、一种混合化学品浓度测量仪器的具备诊断的测量方法，包括以下步骤：

8、s1、采用卤素灯发出常规光谱段的光，并采用高稳定的冷光源对特定光谱段的进行增强；

9、s2、通过多模光纤耦合器、第一多模光纤纤维、光发射端和光接收端，以实现多束光耦合、共路传输、共路发射和接收的方式；

10、s3、在仪器主控板的存储器中存储参考谱，用于光源性能下降、管路污染及液体混合化学品中存在未知化学物质的发现和预警，实现仪器智能化的自诊断；

11、s4、采用以特定光源的波段测量化学品浓度，将测定结果与参考谱的多个数据点做对比，若测定结果较参考谱存在能量下降，则表明设备有故障或待测化学品存在气泡或杂质；

12、s5、若测量过程中发生异常，测量仪器中通过主控板控制报警器发出报警；若无异常发生，则通过主控板与光谱分析模块实现对待测化学品浓度的测量操作。

13、可选的，s1中基于待测化学品特征谱的波长选择冷光源。

14、可选的，s3中所述参考谱为去离子水的测量光谱或为混合化学品的测量光谱其中的一种。

15、可选的，s3中所述参考谱为用户在仪器标定程序中操作或仪器制造商设置其中的一种。

16、可选的，s4中待测溶液根据待测化学品的的化学成分无光吸收的波长作为数据点进行比较。

17、可选的，s4中基于选定的数据点，当测量结果均小于参考谱的检测信号幅值时，预判为测量仪器的光源能量下降；当测量结果中个别数据点减小时，预判为待测溶液中含有杂质。

18、可选的，判断是否为该测量仪器故障产生报警，采用去离子水再进行检测，若用去离子水检测后，无故障报警，即可测出该测量仪器无故障。

19、可选的，判断是否为待测溶液的问题产生报警，更换测量仪器再进行检测，若用更换的测量仪器检测后，无故障报警，即可测出待测溶液无问题。

20、本发明取得的技术效果为：

21、本方案在进行测量混合化学品浓度，通过采用冷光源发出光信号，经过多模光纤耦合器、光发射端和光接收端，且光发射端与光接收端布设在待测化学品液体的两侧，在测量仪器主控板的存储器中存储参考谱，且参考谱用于光源性能下降、管路污染及液体混合化学品中存在未知化学物质的发现和预警，以实现多束光耦合、共路传输，采用以特定光源的波段测量化学品浓度，将测定结果与参考谱的多个点做对比，若存在能量下降，则表明设备有故障或待测溶液存在气泡或杂质，若存在以上测量过程中的异常，测量仪器中通过主控板控制报警器发出报警，若无异常发生，则进行测量操作，进而采用光谱分析模块与主控板进行测得浓度，从而提高了该方法的使用性能，在测量化学品浓度时，可以实现测量仪器的自我诊断，进而保证可以排除各项故障，提前诊断操作进行人工维护，保证了检测结果的准确性。

技术特征：

1.一种混合化学品浓度测量仪器，其特征在于：包括主控板（1）和位于目标液体化学品两侧的光发射端（6）和光接收端（7），所述主控板（1）的输出端与之连接有若干个光源（2,3），若干个所述光源（2,3）的一端通过尾纤安装有多模光纤耦合器（4），且所述多模光纤耦合器（4）另一端设置有光发射端（6），且所述光发射端（6）与光接收端（7）对应设置，所述光接收端（7）的输出端连接有光谱分析模块（10），所述多模光纤耦合器（4）的一端安装有第一多模光纤纤维（5），且所述第一多模光纤纤维（5）的另一端安装在光发射端（6）的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种混合化学品浓度测量仪器，其特征在于：所述光接收端（7）的输出端固定安装有第二多模光纤纤维（9），所述第二多模光纤纤维（9）的另一端固定安装在光谱分析模块（10）的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种混合化学品浓度测量仪器，其特征在于：所述光发射端（6）和光接收端（7）之间设置有液体化学品流通管道（8），所述液体化学品流通管道（8）的侧壁固定安装有温度传感器（11）。

4.根据权利要求1所述的一种混合化学品浓度测量仪器，其特征在于：若干个所述光源（2,3）为卤素灯（3）和/或冷光源（2）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种混合化学品浓度测量仪器的具备诊断的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法，其特征在于：s1中基于待测化学品的特征谱选择冷光源。

7.根据权利要求5所述的一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法，其特征在于：s3中所述参考谱为去离子水的测量光谱或为待测化学品的测量光谱其中的一种。

8.根据权利要求5所述的一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法，其特征在于：s3中所述参考谱为用户在仪器标定程序中操作或仪器制造商设置其中的一种。

9.根据权利要求5所述的一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法，其特征在于：s4中根据待测化学品的化学成分无光吸收的波长作为数据点进行比较。

10.根据权利要求5所述的一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法，其特征在于：s4中基于选定的数据点，当测量结果均小于参考谱的检测信号幅值时，预判为测量仪器的光源能量下降；当测量结果中个别数据点减小时，预判为待测溶液中含有杂质。

11.根据权利要求5所述的一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法，其特征在于：判断是否为该测量仪器故障产生报警，采用去离子水再进行检测，若用去离子水检测后，无故障报警，即可测出该测量仪器无故障。

12.根据权利要求5所述的一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法，其特征在于：判断是否为待测溶液的问题产生报警，更换测量仪器再进行检测，若用更换的测量仪器检测后，无故障报警，即待测溶液无问题。

技术总结
本发明涉及液体化学品测量领域，公开了一种混合化学品浓度测量仪器及其具备诊断的测量方法，包括主控板和位于目标液体化学品两侧的光发射端和光接收端，主控板的输出端与之连接有若干光源，若干光源的一端通过尾纤安装有多模光纤耦合器，且多模光纤耦合器另一端设置有光发射端，且光发射端与光接收端对应设置，光接收端的输出端连接有光谱分析模块，多模光纤耦合器的一端安装有第一多模光纤纤维，且第一多模光纤纤维的另一端安装在光发射端的输入端；本发明提高了该方法的使用性能，在测量化学品浓度时，可以实现测量仪器的自我诊断，进而可以排除各项故障，提前诊断操作进行人工维护，保证了检测结果的准确性。

技术研发人员：常延武
受保护的技术使用者：苏州芯仪半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13