[發明專利]液體化學品自燃溫度測定裝置

有效

• 申請號: 201110389569.8
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102495097A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 王強;王啟;肖琨;范昕煒
• 申請（專利權）人: 杭州量泰科技有限公司
• 主分類號: G01N25/12
• 分類號: G01N25/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.液體化學品自燃溫度測定裝置,包括坩堝爐溫度控制系統、模數轉換電路、上位機處理系統，坩堝爐溫度控制系統包括坩堝爐和溫度控制器，模數轉換電路包括以微控制器為核心的A/D轉換電路、電源電路、按鍵電路、可見光傳感器陣列、通信電路、LED顯示電路等，上位機處理系統為PC機，其特征在于：坩堝爐采用陶瓷纖維保溫材料，以電阻絲為加熱元件，坩堝蓋左右對稱分為兩部分，中間開孔，孔徑與燒瓶的孔徑相配合，直角玻璃導管和測溫熱電偶T置于燒瓶內部，測溫熱電偶T和玻璃導管都固定在坩堝蓋上，燒瓶外圍由鋁箔均勻包裹，在燒瓶頸部底端，燒瓶中部和底部的外側分別用鋁箔包裹A，B，C三個K分度熱電偶，這三個熱電偶的引線從坩堝蓋底部的凹槽中引出，可見光傳感器陣列設置在鐵架臺上，可見光傳感器陣列可以靈活調整角度，鐵架臺放在坩堝爐蓋上，同時保證可見光傳感器陣列可以透過坩堝蓋上的孔監視燒瓶內部情況，中控溫熱電偶D連接到溫度控制器上，作為溫度控制的依據，中控溫熱電偶D布置在坩堝爐內側壁中間位置，同時溫度控制器將中控溫熱電偶D的溫度值通過RS485接口傳到PC機中，T，A，B，C四個熱電偶產生的模擬信號同氣壓傳感器的模擬信號通過模數轉換電路進行數模轉換，轉換后的數字信號通過串口傳到PC機中；

可見光傳感器陣列為由五個可見光傳感器所構成的感光陣列，通過實驗鐵架臺夾子布置在正對著坩堝蓋開孔的正上方；

A/D轉換電路將模擬信號轉換成數字信號，之后數字信號經微控制器和通信電路傳到PC機存儲，這些數據信號同時通過LED顯示電路顯示，電源電路為微控制器工作電路提供電源，按鍵電路作為外部輸入控制微控制器的動作，可見光傳感器陣列產生的信號，首先經過微控制器的處理然后通過通信電路傳到PC機存儲，溫度控制器通過控溫熱電偶來控制坩堝爐的溫度，同時將坩堝爐當前的溫度通過RS485接口傳到PC機；

電源電路部分包括電源接口J2，備用電源接口J1，自鎖開關S2，過流保護開關F1，第一穩壓二極管D13，第一二極管D10、第二二極管D11、第二三極管D12，第一極性電容C30、第二極性電容C32、第三極性電容C34、第四極性電容C35，第一非極性電容C31、第二非極性電容C33、第三非極性電容C36、第四非極性電容C37，第一發光二極管D14、第二發光二極管D15、第三發光二極管D16，第一電阻R9、第二電阻R10、第三電阻R11、第四電阻R12，電源接口J2是三腳插座，J2的1腳連接自鎖開關S2的2腳，J2的2、3腳并接后連S2的5腳，S2的1腳連接第三二極管D12的陽極，S2的6腳接地，S2的3、4腳懸空，D12的陰極連接到過流保護開關F1的一端，F1的另一端連接到第一二極管D10的陰極、第一極性電容C30的陽極、第一穩壓二極管D13的陰極、第一非極性電容C31的一端和穩壓芯片U5的輸入端，U5輸出端連接第二二極管D10的陽極、第三二極管D11的陰極、第二極性電容C32的正極、第二非極性電容C33一端，第一電阻R9一端和VCC8端，R9另外一端連接到第一發光二極管D14的正極，D14負極接地，穩壓二極管D13的正極、第一極性電容C30的負極、第一非極性電容C31的另一端、穩壓芯片U5的接地端、第二極性電容C32的負極、第二非極性電容C33的另一端和備用接口J1的2腳都接地，備用接口J1的1腳接D11的正極，穩壓芯片U5的輸出端接到穩壓芯片U6輸入接口，U6輸出端與第三極性電容C34的正極、第三非極性電容C36的一端以及第二電阻R10的一端連接，R10另一端接到第二發光二極管D15的正極，穩壓芯片U5芯片的1腳、第三極性電容C34的負極、第三非極性電容C36的另一端和第二發光二極管D15的負極接地，U6輸出端與穩壓芯片U7輸入端連接，U7輸出端與到第四極性電容C35的正極、第四非極性電容C37的一端以及第三電阻R11的一端，R11另一端接到第三發光二極管D16的正極，穩壓芯片U7的1接口、第四極性電容C35的正極、第四非極性電容C37的另一端、第三發光二極管D16的負極接地，電源地端和數字電源地端通過第四電阻R12相連；

溫度檢測電路包括第五電阻R13、第六電阻R14，第五極性電容C38,第五非極性電容C39，測溫芯片U8，第五電阻R13、第六電阻R14一端相連接到電源VCC3.3，第五電阻R13另一端接U8的1腳，第六電阻R14另一端接測溫芯片U8的2腳，測溫芯片U8的4腳5腳6腳7接腳地，8腳接電源VCC3.3，同時測溫芯片U8的1腳接主控芯片U1的47腳、同時測溫芯片U8的2腳接主控芯片U1的46腳；

按鍵電路部分包括相同第一至第八按鍵共8個按鍵和上拉電阻JP1，所有八個按鍵一端分別與上拉電阻JP1的2腳至9腳、主控芯片上的79腳、80腳、78腳、1腳、53腳、52腳、14腳和13腳連接，八個按鍵的另一端都接地；

LED顯示電路部分包括第四發光二極管D17、第五發光二極管D18、第六發光二極管D19、第七發光二極管D20、第八發光二極管D21、第九發光二極管D22、第十發光二極管D23、第十一發光二極管D24，第一排阻R15，第二排阻R16，八個發光二極管的陰極全部接地，發光二極管D17、發光二極管D18、第六發光二極管D19、第七發光二極管D20分別與第一排阻R15的2腳、4腳、6腳、8腳連接，第八發光二極管D21、第九發光二極管D22、第十發光二極管D23、第十一發光二極管D24分別與第二排阻R16的2腳、4腳、6腳、8腳連接，第一排阻R15的1腳、3腳、5腳、7腳分別與主控芯片的61腳、62腳、63腳、66腳連接，第二排阻R16分別與主控芯片的67腳、68腳、69腳、54腳連接；

通信電路部分包括第六非極性電容C40、第七非極性電容C41、第八非極性電容C42、第九非極性電容C43、第十非極性電容C44，16腳電平轉換芯片U10，11針串口USART1；

第七非極性電容C41、第八非極性電容C42、第十非極性電容C44的一端分別與電平U10的16腳、2腳、6腳相連，第七非極性電容C41、第八非極性電容C42、第十非極性電容C44的另一端與電平轉換芯片U10的15腳連接并接地，第六電容C40一端連接電平轉換芯片U10的1腳，另一端連接電平轉換芯片U10的3腳，第九電容43一端連接電平轉換芯片4管腳，另一端連接其5管腳，電平轉換芯片U10的13腳、14腳分別與串口USART1的3腳、2腳連接，串口USART1的5腳、10腳、11腳接地，電平轉換芯片U10的16腳接電源，電平轉換芯片U10的11與主控芯片的41腳連接，電平轉換芯片U10的12與主控芯片的42腳連接，串口USART1的1腳、4腳、7腳、8腳、9腳和電平轉換芯片U10的7腳、8腳、9腳、10腳架空；

精密A/D模數轉換電路包括三個主芯片U2、U3、U4，磁珠FB1，第六極性電容C16，第七極性電容C19，第十一非極性電容C17、第十二非極性電容C18、第十三非極性電容C15、第十四非極性電容C21、第十五非極性電容C20，第二穩壓二極管D1，第七電阻R6；

U2的2腳與第六極性電容C16的正極、第十一非極性電容C17一端和磁珠FB1的一端連接，磁珠FB1另一端接VCC，第六極性電容C16的另一端和第十一非極性電容C17的另一端接地，U2的6腳與第十二非極性電容C18的一端、U3的1腳連接，第十二非極性電容C18的另一端接地，U3的8腳與第十三非極性電容C15的一端和電源連接，第十三非極性電容C15的另一端接地，U3的4腳接地，U3的5腳與主控芯片U1的10腳連接，U3的6腳與主控芯片U1的7腳連接，U3的7腳與主控芯片U1的6腳連接，外部輸入接口P5的1腳與第二穩壓二極管D1的陰極和第七電阻R6的一端連接，外部接口P5和第二穩壓二極D1另一端接地，第七電阻R6另一端接第十四非極性電容C21的一端和U4的3腳，第十四非極性電容C21的另一端接地，U4的6腳與U4的2腳、U3的2腳連接，U4的7腳與第七極性電容C19的正極、第十五非極性電容C20的一端和電源連接，第七極性電容C19的負極與第十五非極性電容C20的另一端接地，U4的4腳接地，U2U3U4中其余引腳架空；

常規A/D模數轉換電路包括第三穩壓二極管D2，第四穩壓二極管D3，第五穩壓二極管D4，第六穩壓二極管D5，第七穩壓二極管D6，第八穩壓二極管D7，第九穩壓二極管D8，第十穩壓二極管D9，第十六非極性電容C22，第十七非極性電容C23，第十八非極性電容C24，第十九非極性電容C25，第二十非極性電容C26，第二十一非極性電容C27，第二十二非極性電容C28，第二十三非極性電容C29，第三排阻R11，接線插槽P2，第三穩壓二極管D2、第四穩壓二極管D3、第五穩壓二極管D4、第六穩壓二極管D5、第七穩壓二極管D6、第八穩壓二極管D7、第九穩壓二極管D8、第十穩壓二極管D9的負極分別與接線插槽P2的10腳、9腳、8腳、7腳、6腳、5腳、4腳、3腳和第三排阻R11的1腳、2腳、3腳、4腳、5腳、6腳、7腳、8腳連接，接線插槽P2的1腳、2腳接地，第十六非極性電容C22、第十七非極性電容C23、第十八非極性電容C24、第十九非極性電容C25、第二十非極性電容C26、第二十一非極性電容C27、第二十二非極性電容C28、第二十三非極性電容C29分別與R11的9腳、10腳、11腳、12腳、13腳、14腳、15腳、16腳和主控芯片U1的17腳、16腳、15腳、21腳、22腳、27腳、28腳、29腳連接，二極管的正極與電容的另一端都接地；

可見光傳感器陣列包括10個電阻，5個變阻器，5個可見光傳感器，5個電容，接線插槽P9，接線插槽P10；

第八電阻R25一端連接電源，第八電阻R25的另一端與可見光傳感器U15電源的1腳連接，第九電阻R30一端和第二十四非極性電容C62一端、可見光傳感器U15的2腳連接后接到接口槽P9的2腳，可見光傳感器U15的4腳與第一滑動變阻器R35中間管腳和R35剩余管腳中的一腳連接，滑動變阻器R35剩下一腳接地，第二十四非極性電容C62另一端接地，可見光傳感器U15電源的3腳與第九電阻R30的另一端連接后接地；

第十電阻R26一端連接電源，第十電阻R26的另一端與可見光傳感器U16電源的1腳連接，第十一電阻R31一端和第二十五非極性電容C63一端、可見光傳感器U16的2腳連接后接到接口槽P9的1腳，可見光傳感器U16的4腳與第二滑動變阻器R36中間管腳和R36剩余管腳中的一腳連接，滑動變阻器R36剩下一腳接地，第二十五非極性電容C63另一端接地，可見光傳感器U16電源的3腳與第十一電阻R31的另一端連接后接地；

第十二電阻R22一端連接電源，第十二電阻R22的另一端與可見光傳感器U12電源的1腳連接，第十三電阻R27一端和第二十六非極性電容C59一端、可見光傳感器U12的2腳連接后接到接口槽P9的5腳，可見光傳感器U12的4腳與第三滑動變阻器R32中間管腳和R32剩余管腳中的一腳連接，滑動變阻器R32剩下一腳接地，第二十六非極性電容C59的另一端接地，可見光傳感器U12電源的3腳與第十三電阻R32的另一端連接后接地；

第十四電阻R23一端連接電源，第十四電阻R23的另一端與可見光傳感器U13電源的1腳連接，第十五電阻R28一端和第二十七非極性電容C60一端、可見光傳感器U13的2腳連接后接到接口槽P9的4腳，可見光傳感器U13的4腳與第四滑動變阻器R33中間管腳和R33剩余管腳中的一腳連接，滑動變阻器R33剩下一腳接地，第二十七非極性電容C60另一端接地，可見光傳感器U13電源的3腳與第十五電阻R28的另一端連接后接地；

第十六電阻R24一端連接電源，第十六電阻R24的另一端與可見光傳感器U14電源的1腳連接，第十七電阻R29一端和第二十八非極性電容C61一端、可見光傳感器U14的2腳連接后接到接口槽P9的3腳，可見光傳感器U14的4腳與第五滑動變阻器R34中間管腳和R34剩余管腳中的一腳連接，滑動變阻器R34剩下一腳接地，第二十八非極性電容C61的另一端接地，可見光傳感器U14電源的3腳與第十七電阻R29的另一端連接后接地；

接線插槽P10的1腳接電源，接線插槽P10的2腳接地；

報警電路包括第一蜂鳴器LS1，第一三極管Q1，第十電阻R3，第一三極管Q1發射極與VCC連接，第一三極管Q1基極與第十電阻的一端連接，第一三極管Q1集電極與蜂鳴器的正極連接，蜂鳴器的負極接地；

微控制器包括主控芯片U1，插針ICSP1，第一晶振Y1，第二十五非極性電容C7、第二十六非極性電容C8、第二十七非極性電容C12、第二十八非極性電容C13、第二十九非極性電容C14，第十一電阻R1、第十二電阻R2、第十三電阻R4、第十四電阻R5，第九按鍵S1；

第一晶振Y1兩端分別和第二十七非極性電容C12、第二十八非極性電容C13的一端和主控芯片U1的49腳、50腳連接，第二十七非極性電容C12、第二十八非極性電容C13的另一端接地，第二十五非極性電容C7、第二十六非極性電容C8和第十二電阻R2的一端與主控芯片24腳連接，C7、C8、R2另一端接地，第十一電阻R1的一端接地，第十一電阻R1的另一端與主控芯片23腳連接，第十三電阻R4一端接VCC，第十三電阻R4的另一端與第九按鍵S1的一端、第二十九非極性電容C14一端和主控芯片U1的9腳連接，C14另一端接地，按鍵S1另一端接第十四電阻R5的一端，R5另一端接地；插針ICSP1的1腳與主控芯片U1的9腳連接，插針ICSP1的2腳接VCC，插針ICSP1的3腳接地，插針ICSP1的4腳與主控芯片U1的20腳連接，插針ICSP1的5腳與主控芯片U1的19腳連接，插針ICSP1的5腳和6腳架空；

電源穩壓電路包括第三十非極性電容C1、第三十一非極性電容C3和第八極性電容C2，第三十非極性電容C1、第三十一非極性電容C3的一端和極性電容C2的正極端與VCC連接，第三十非極性電容C1、第三十一非極性電容C3的另一端和極性電容C2的負極接地。