[實用新型]重力式毛細管粘度儀高精度自動計時裝置

無效

• 申請號: 200820053330.7
• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN201331478Y
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 滕召勝;林海軍;楊圣潔;遲海;謝彩云;吳陽平;楊平濤;周文杰
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N11/06
• 分類號: G01N11/06;G04F13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

重力式毛細管粘度儀高精度自動計時裝置，本實用新型涉及一種自動液位檢測與自動計 時裝置，具體地說，涉及一種重力式毛細管粘度測試儀器的高精度自動液位檢測與自動計時 的裝置，也可用于其它領域的液位檢測。

技術背景

重力式毛細管粘度儀因原理簡單、測量精度高，廣泛應用于化工、紡織、醫藥、國防等 行業，它通過測量牛頓液體流經粘度管的計時起點刻度線與計時終點刻度線之間的時間，確 定牛頓液體的粘度，因此，高精度計時是實現重力式毛細管粘度儀自動粘度測量的關鍵技術 之一。

現有的重力式毛細管粘度儀計時方法與裝置有：(1)傳統的方法是通過人眼判斷被測液 體的凹型液面流經粘度管計時刻度線，并配合秒表完成，這種方法工作效率低且測量誤差大； (2)以光電開關或光纖傳感器為檢測部件，根據液位變化時檢測部件的輸出電壓不同，利用 比較電路和波形整形電路，完成計時起點刻度線和計時終點刻度線的檢測，采用這種方法的 計時裝置可以實現自動計時，但這種方法硬件電路比較復雜，且不能自適應不同種類被測液 體所導致的液位檢測電壓之間的差異。

技術方案

為克服已有技術的不足，本實用新型目的在于提供一種重力式毛細管粘度儀高精度自動 計時裝置，該裝置能夠準確、實時完成重力式毛細管粘度儀自動計時，檢測精度高，誤差小。

1系統構成

本實用新型是一種重力式毛細管粘度儀高精度自動計時裝置。它由光電檢測部件(包括 后夾板1、前夾板2，定位夾緊螺孔3、紅外發射二極管4，紅外接收二極管5、光電傳感器 裝配孔6、傳感器裝配凹槽7、光電傳感器信號傳輸線8等)、調理電路11、模數轉換電路12、 微控制器或其它嵌入式系統設備13、重力式毛細管粘度管9(包括上存儲器14、計時球16、 毛細管18等)等組成。

將紅外發射二極管4和紅外接收二極管5分別裝在前夾板2和后夾板1的光電傳感器裝 配孔6中，利用螺栓和定位夾緊螺孔3將光電檢測部件固定在重力式毛細管粘度管9的計時 起點刻度線上和計時終點刻度線上。液位檢測信號通過光電傳感器信號傳輸線8，傳輸至信 號調理電路11和模數轉換電路12變換成數字信號，并傳送到微控制器或其它嵌入式系統設 備13為自動液位檢測和自動計時處理提供數據。

2工作原理

參見圖2、3、4，被測液體在粘度管中由于重力作用、吸附作用和表面張力的作用，其 液面呈近似球形凹面10，當被測液體的凹型液面10處在非計時刻度線l₁-l₂區間時，計時起 點光電檢測部件15，檢測到的液位電壓信號經調理電路11，數模轉換12和微控制器13，其 電壓值幾乎保持不變，如圖5(a)的Q-A段所示；當被測液體的凹型液面下降到計時刻度線時 l₂，即凹型液面10處在計時刻度線l₂，計時起點光電檢測部件15的紅外光發射部分4發出的 紅外光經液面反射、折射，紅外接收部分5接收的紅外光大大衰減，其產生的液位檢測電壓 隨之減小，經信號調理11、模數轉換12和微控制器13，得到的電壓信號較正常時發生改變， 如圖5(a)的A-B段所示。微控制器13將液位檢測電壓信號做一階差分運算，求其相對變化量 (即dui=ui+1-uiu0,]]>式中u_i為i時刻的液位檢測電壓，u₀為初始狀態的電壓，如Q點的電壓)， 得到液位檢測電壓的突變點(如圖5(b)的P點所示)，并啟動微控制器13中的定時單元或外 部定時器開始計時。