基于超声换能器阵列的糖浓度检测方法和装置

专利2025-08-05  26


本发明涉及溶液检测,尤其涉及一种基于超声换能器阵列的糖浓度检测方法和装置。


背景技术:

1、糖是人体重要的能量来源,对人的健康至关重要。然而,过量摄入糖会导致人的体重增加,这增大了糖尿病、心血管疾病以及脂肪肝等疾病发生的可能性。因此,确定日常生活中的糖浓度对人体健康尤为重要。此外,在许多生物技术过程中,工作介质中的糖浓度检测是一个重要问题。这种工业过程的监测和控制需要可靠的在线检测系统。

2、目前常用的糖浓度测量主要设备是折光仪,它基于光折射原理,已成为糖浓度测量的标准方法。由于测试样品后,棱镜会受到糖溶液的污染,造成下次测试的不准确性,因此需要每测一个样品需要对棱镜表面进行擦拭清洗,传统的方法为用大口径的水管冲洗或者操作人员用一次性除尘纸进行擦拭,比较麻烦,耗费大量水资源,浪费较大且不环保。为了高效便捷进行糖浓度的检测,寻找新型的糖浓度检测方法就显得非常必要。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种基于超声换能器阵列的糖浓度检测方法和装置。

2、为实现前述发明目的,本发明采用的技术方案包括:

3、第一方面,本发明提供一种基于超声换能器阵列的糖浓度检测方法,其包括:

4、采用超声换能器发射阵列发出测试超声波,经过待测溶液后到达超声换能接收器,测量所述测试超声波在所述待测溶液中的传播速度;其中,所述超声换能器发射阵列与所述超声换能接收器均与所述待测溶液直接接触;

5、根据所述传播速度分析所述待测溶液中的糖浓度。

6、第二方面,本发明还提供一种基于超声换能器阵列的糖浓度检测装置,其包括:相对设置的超声换能器发射阵列和超声换能接收器,以及与所述超声换能器发射阵列和超声换能器接收分别电连接的控制单元;

7、所述控制单元包括驱动器、计时器、放大器和比较器,所述驱动器用于驱动所述超声换能器发射阵列发出超声波,所述计时器用于在发出所述超声波后开始计时,所述放大器用于接收所述超声换能接收器的电信号并进行放大,所述比较器用于比较所述电信号的频率是否与所述驱动器一致,当获得一致的电信号后停止所属计时器的计时。

8、基于上述技术方案,与现有技术相比,本发明的有益效果至少包括:

9、本发明提出一种新型糖浓度检测方法,不涉及棱镜的使用,从而避免了相关问题的出现;其又具有检测方便、读数精准、廉价、高效便捷以及非破坏性等优点。

10、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。



技术特征:

1.一种基于超声换能器阵列的糖浓度检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的糖浓度检测方法,其特征在于,具体包括:

3.根据权利要求1所述的糖浓度检测方法,其特征在于,所述超声换能器发射阵列包括平面阵列化设置的多个发射单元,所述超声换能接收器包括接收单元,且接收单元处于所述超声换能器发射阵列的中轴延长线上。

4.根据权利要求3所述的糖浓度检测方法,其特征在于,所述超声换能器发射阵列采用4*4或8*8阵列,多个所述发射单元的工作频率为500khz-5mhz;

5.根据权利要求3所述的糖浓度检测方法,其特征在于,所述待测溶液中溶解有两种糖类;

6.根据权利要求5所述的糖浓度检测方法,其特征在于,具体包括:

7.根据权利要求6所述的糖浓度检测方法,其特征在于,不同糖类的浓度求解过程表示为:

8.根据权利要求5所述的糖浓度检测方法,其特征在于,所述第一频率为500khz-1mhz,所述第二频率为所述第一频率的2-5倍。

9.根据权利要求5所述的糖浓度检测方法,其特征在于,所述第一部分和第二部分均以所述超声换能器发射阵列的轴心为对称轴呈对称均布,且测试时,所述第一部分和第二部分同步工作。

10.一种基于超声换能器阵列的糖浓度检测装置,其特征在于,包括:相对设置的超声换能器发射阵列和超声换能接收器,以及与所述超声换能器发射阵列和超声换能器接收分别电连接的控制单元;


技术总结
本发明公开了一种基于超声换能器阵列的糖浓度检测方法和装置。所述糖浓度检测方法包括:采用超声换能器发射阵列发出测试超声波,经过待测溶液后到达超声换能接收器,测量测试超声波在待测溶液中的传播速度;其中的超声换能器发射阵列与超声换能接收器均与待测溶液直接接触;然后根据传播速度分析所述待测溶液中的糖浓度。本发明提供的新型糖浓度检测方法不涉及棱镜的使用,从而避免了相关问题的出现;还具有检测方便、读数精准、廉价、高效便捷以及非破坏性等优点。

技术研发人员:李玉雄,曾中明,张宝顺,时文华,石豪,林文魁
受保护的技术使用者:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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