[实用新型]光电快速评茧装置

说明书

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。