CN102247776A - 搅拌装置及溶液参数采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种搅拌装置及溶液参数采集方法，其中包括摆针和增磁片，增磁片设置在摆针的上方，与电磁铁对应设置，用于通过电磁铁的吸引力带动摆针摆动，以对待测溶液进行搅拌。该方法包括：对电磁铁进行通电控制而产生对增磁片的吸引力，带动摆针摆动，对待测溶液进行搅拌，并采用复合传感器分别对待测溶液的温度和电导率进行数据采集。本发明提供的搅拌装置及溶液参数采集方法解决了现有技术搅拌与传感器精确度不高的缺陷，扩大了测量范围，提高了测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及食品安全检测和环境污水检测技术，尤其涉及一种搅拌装置及溶液参数采集方法。
背景技术
在食品安全检测技术领域，如液态食品检测时必须考虑其中是否掺杂掺假，否则不仅削弱其功效更有甚者危害人类的身体健康；在环境检测领域，实时快速检测水质污染程度对于控制污染有着重要的意义。而冰点的变化与溶液的成分和密度有着密切的关系，同时电导率是测量溶液的含盐成分、含离子成分、含杂质成分等的重要指标。因此将冰点和电导率的测定两者相结合能准确检验溶液组分及是否掺杂掺假，或是否污染超标。现有的传感技术只是使用单一的传感器，这种测量方式精确度不高，测量范围也有限。并且，在检测过程中，随着溶液的逐渐凝固，不利于传感器的准确测量，因此现有技术需要提供一种可协助测量的装置。
发明内容
本发明提供了一种搅拌装置及溶液参数采集方法，用以解决现有技术中溶液凝固对参数测量的影响，从而提高测量效率，改善测量精度。
本发明提供一种搅拌装置，其中，包括：
摆针；
增磁片，设置在所述摆针的上方，与电磁铁对应设置，用于通过所述电磁铁的吸引力带动所述摆针摆动，以对待测溶液进行搅拌。
如上所述的搅拌装置，其中：所述增磁片的数量为两个，相对于摆针的上端对称设置。
如上所述的搅拌装置，其中：所述搅拌装置还集成有复合传感器，所述复合传感器包括：
电极套，底部封闭且开有容置孔，所述电极套的外表面与所述摆针的上端固定连接；
温度传感器，包括电阻和第一导线，所述电阻设置在所述电极套内，与所述第一导线相连接，所述第一导线延伸至所述电极套外部；所述电阻与所述第一导线通过粘结剂粘结固定在所述电极套内部；
电导率传感器，包括电极和第二导线，所述电极安装在所述电极套的容置孔中，所述电极分别与所述第二导线相连接，所述第二导线延伸至所述电极套外部；所述电极与所述第二导线通过粘结剂粘结固定在所述电极套内部。
如上所述的搅拌装置，其中：所述电极套为陶瓷电极套。
如上所述的搅拌装置，其中：所述电极为铂电极。
本发明还提供一种溶液参数采集方法，其中，使用本发明提供的搅拌装置，所述方法包括：
对所述电磁铁进行通电控制而产生对所述增磁片的吸引力，带动所述摆针摆动，对所述待测溶液进行搅拌，并采用温度传感器和电导率传感器分别对待测溶液的温度和电导率进行数据采集。
如上所述的溶液参数采集方法，其中，所述电磁铁和增磁片的数量分别为两个，所述两个增磁片相对于摆针的上端对称设置，所述两个电磁铁与所述两个增磁片对应设置，则对所述电磁铁进行通电控制而产生对所述增磁片的吸引力，带动所述摆针摆动，对所述待测溶液进行搅拌，并采用温度传感器和电导率传感器分别对待测溶液的温度和电导率进行数据采集具体包括：
当检测到所述待测溶液的温度降至冰点之前，对任意一侧的所述电磁铁进行通电控制，使所述摆针上的增磁片受通电电磁铁的吸引力作用，带动所述摆针进行摆动，并且通过电路控制所述摆针的摆动频率，以对所述待测溶液进行降温至温度低于冰点以下2℃；
当检测到所述待测溶液的温度到达冰点以下2℃时，对两个所述电磁铁进行轮流通电控制，使所述摆针上的增磁片受两侧电磁铁的轮流吸引力作用，带动所述摆针进行摆动，并且通过电路控制所述摆针的摆动频率，同时所述摆针在摆动过程中碰触容置所述待测溶液的容器壁；
当判断出所述待测溶液形成晶核，采用温度传感器对所述待测溶液的温度数据进行采集并采用电导率传感器对不同温度下的待测溶液的电导率数据进行数据采集。
本发明提供的搅拌装置及溶液参数采集方法，提供了可在溶液测量过程中进行搅拌的装置，能够减小溶液凝固对测量的影响，提高测量效率和测量精度，扩大了测量范围，更精确实用。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的搅拌装置的结构示意图。
图2为本发明实施例二提供的搅拌装置上集成的复合传感器的结构示意图。
图3为本发明实施例二提供的搅拌装置的结构示意图。
图4为本发明实施例四提供的溶液参数采集方法流程图。
图5为本发明实施例四提供的待测溶液温度与时间的变化曲线图。
附图标记：
1-摆针； 2-增磁片； 3-复合传感器；
4-电极套； 5-电阻； 6-第一导线；
7-电极； 8-第二导线； 9-粘结剂；
10-连接块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的搅拌装置的结构示意图。本发明实施例一提供了一种搅拌装置，包括摆针1和增磁片2，其中增磁片2设置在摆针1的上方，与电磁铁对应设置，用于通过电磁铁的吸引力带动摆针1摆动，以对待测溶液进行搅拌。
增磁片2的数量可以为一个或两个，同时电磁铁数量与增磁片2的数量对应相等，优选的是设置增磁片2的数量为两个，则对应设置的电磁铁也为两个。通过对电磁铁的通电控制，产生对增磁片2的吸引力，从而带动摆针1摆动，对待测溶液进行搅拌。两个增磁片2可以仅使用单侧控制搅拌，也可两个同时使用。电磁铁可以集成在该搅拌装置上，也可以单独提供电磁铁，与搅拌装置配合使用。
本发明实施例通过电磁铁吸引增磁片，从而带动摆针对待测溶液进行搅拌，加快了溶液冷却速度，搅拌均匀，使测量更精确。本实施例的搅拌装置可以与温度传感器和电导率传感器配合使用，在采集溶液参数的同时由搅拌装置进行搅拌。搅拌装置可在溶液测量过程中进行搅拌，能够减小溶液凝固对测量的影响，提高测量效率和测量精度，扩大了测量范围，更精确实用。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的搅拌装置上集成的复合传感器结构示意图。图3为本发明实施例二提供的搅拌装置的结构示意图。本发明实施例二提供的搅拌装置上还集成有复合传感器3，复合传感器3包括：电极套4、温度传感器和电导率传感器，其中电极套4底部封闭且开有容置孔，外表面与摆针2的上端通过连接块10固定连接，如图3所示，以实现搅拌部分与传感部分集成在一起；温度传感器包括电阻5和第一导线6，电阻5设置在电极套4内，与第一导线6相连接，第一导线6延伸至电极套4外部，可以与电极套4外部的数据采集装置相连，进行温度数据的采集；同时电阻5与第一导线6通过粘结剂9粘结固定在电极套4内部，实现与电极套4的固定连接。电导率传感器包括电极7和第二导线8，电极7安装在电极套4的容置孔中，并分别与第二导线8相连接，第二导线8延伸至电极套4外部，可以与电极套4外部的数据采集装置相连，进行电导率数据的采集；同时电极7与第二导线8通过粘结剂9粘结固定在电极套4内部，实现与电极套4的固定连接。
集成了复合传感器3的搅拌装置，可以在搅拌的过程中同时采集温度和电导率的数据，使测量更方便，同时提高了测量精度。
在上述实施例的基础上，优选的是电极套4的材质为陶瓷，陶瓷电极套使用广泛，通用性强。
电极7优选采用铂电极，导电性能更好。
本发明实施例提供的搅拌装置通过集成复合传感器将搅拌与数据采集的功能集成一体，使用方便，提高了测量的精度。
实施例三
本发明实施例三提供了一种溶液参数采集方法，其中使用的搅拌装置包括摆针1和增磁片2，请参照图1，增磁片2设置在摆针1的上方，与电磁铁对应设置，用于通过电磁铁的吸引力带动摆针1摆动，以对待测溶液进行搅拌。该溶液参数采集方法包括：对电磁铁进行通电控制而产生对增磁片2的吸引力，带动摆针1摆动，对待测溶液进行搅拌，在溶液由初始温度下降至冰点的过程中，采用温度传感器和电导率传感器同时对待测溶液的温度和电导率进行数据采集。
在实际应用中，该溶液的温度测量范围在-25℃～60℃之间，电导率的测量范围在0～104μS/cm之间。
具体测量时，温度传感器和电导率传感器可以采用单独的传感器进行测量，但优选是采用集成有复合传感器3的搅拌装置，请参照图2及图3，复合传感器3包括电极套4、温度传感器和电导率传感器，电极套4底部封闭且开有容置孔，外表面与摆针1的上端通过连接块10固定连接；温度传感器包括电阻5和第一导线6，电阻5设置在电极套4内，与第一导线6相连接，第一导线6延伸至电极套4外部；电阻5与第一导线6通过粘结剂9粘结固定在电极套4内部；电导率传感器包括电极7和第二导线8，电极7安装在电极套4的容置孔中，电极7分别与第二导线8相连接，第二导线8延伸至电极套4外部；电极7与第二导线8通过粘结剂9粘结固定在电极套4内部，在搅拌的同时由搅拌装置集成的传感器进行测量。
本发明实施例提供的溶液参数采集方法，采用搅拌装置与复合传感器集成在一起的方式，边搅拌边测量，使待测溶液内部成分均匀，提高了测量精度。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的溶液参数采集方法的流程图。本发明实施例四提供了一种溶液参数采集方法，与实施例三的区别是：搅拌装置中的增磁片数量为两个，对应的电磁铁数量也为两个，增磁片相对于摆针的上端对称设置，该方法具体包括如下步骤：
步骤410、当检测到待测溶液的温度降至冰点之前，对任意一侧的电磁铁进行通电控制，使摆针上的增磁片受通电电磁铁的吸引力作用，带动摆针进行摆动，并且通过电路控制摆针的摆动频率，以对待测溶液进行降温至温度低于冰点以下2℃，在本步骤中，对温度的判断可以利用温度传感器的测量值来执行比较判断操作。
步骤420、当检测到待测溶液的温度到达冰点以下2℃时，对两个电磁铁进行轮流通电控制，使摆针上的增磁片受两侧电磁铁的轮流吸引力作用，带动摆针进行摆动，并且通过电路控制摆针的摆动频率，同时摆针在摆动过程中碰触容置待测溶液的容器壁；
步骤430、当判断出待测溶液形成晶核，采用温度传感器对待测溶液的温度数据进行采集并采用电导率传感器对不同温度下的待测溶液的电导率数据进行数据采集。
采用上述方法进行温度与电导率的数据采集，工作过程中溶液状态具体如下：当待测溶液降至冰点之前，摆针受一侧电磁铁控制，使摆针上的增磁片受通电电磁铁的吸引力作用，带动摆针进行摆动，并且通过电路控制摆针的摆动频率，使摆针进行小幅度高频率的摆动，待测液体在外部冰冻室界制冷和搅拌装置的共同作用下，温度下降，直至温度降低至溶液冰点以下2℃，此时溶液还没有凝固，当待测溶液的温度接近其密度最大值的温度时，表层比重变大，内层比重相对较小，此时表层与内层发生对流混合，如此循环，直至待测溶液密度均衡稳定；当待测溶液温度接近冰点并继续散热时，摆针则受两侧电磁铁同时控制，并且通过电路控制摆针的摆动频率，使摆针进行大幅度低频率的摆动，同时摆针在摆动过程中碰触容置待测溶液的容器壁双侧摆动使摆针震动幅度加大，敲击液体瓶壁，通过撞击导致体系中出现局部过饱和度、过冷却度较高的区域，使结晶粒子的大小达到临界值以上，形成晶核，而后晶体逐渐形成，该容器为玻璃容器。晶核形成之后，温度上升至稳定，进入一个平台期，如图5所示，图5为本发明实施例四提供的待测溶液温度与时间的变化曲线图。此时，采用温度传感器和电导率传感器对待测溶液的温度和电导率进行数据采集。
本发明实施例提供的溶液参数采集方法利用两侧电磁铁吸引增磁片带动摆针进行搅拌的装置进行数据采集，加快了待测溶液的冷却速度，同时使待测溶液内部晶体均匀，提高了测量的精确度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种搅拌装置，其特征在于，包括：
摆针；
增磁片，设置在所述摆针的上方，与电磁铁对应设置，用于通过所述电磁铁的吸引力带动所述摆针摆动，以对待测溶液进行搅拌。
2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：所述增磁片的数量为两个，相对于摆针的上端对称设置。
3.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌装置还集成有复合传感器，所述复合传感器包括：
电极套，底部封闭且开有容置孔，所述电极套的外表面与所述摆针的上端固定连接；
温度传感器，包括电阻和第一导线，所述电阻设置在所述电极套内，与所述第一导线相连接，所述第一导线延伸至所述电极套外部；所述电阻与所述第一导线通过粘结剂粘结固定在所述电极套内部；
电导率传感器，包括电极和第二导线，所述电极安装在所述电极套的容置孔中，所述电极分别与所述第二导线相连接，所述第二导线延伸至所述电极套外部；所述电极与所述第二导线通过粘结剂粘结固定在所述电极套内部。
4.根据权利要求3所述的搅拌装置，其特征在于：所述电极套为陶瓷电极套。
5.根据权利要求3所述的搅拌装置，其特征在于：所述电极为铂电极。
6.一种溶液参数采集方法，其特征在于，使用权利要求3-5任一所述的搅拌装置，所述方法包括：
对所述电磁铁进行通电控制而产生对所述增磁片的吸引力，带动所述摆针摆动，对所述待测溶液进行搅拌，并采用温度传感器和电导率传感器分别对所述待测溶液的温度和电导率进行数据采集。
7.根据权利要求6所述的溶液参数采集方法，其特征在于，所述电磁铁和增磁片的数量分别为两个，所述两个增磁片相对于摆针的上端对称设置，所述两个电磁铁分别与所述两个增磁片对应设置，则对所述电磁铁进行通电控制而产生对所述增磁片的吸引力，带动所述摆针摆动，对所述待测溶液进行搅拌，并采用温度传感器和电导率传感器分别对所述待测溶液的温度和电导率进行数据采集具体包括：
当检测到所述待测溶液的温度降至冰点之前，对任意一侧的所述电磁铁进行通电控制，使所述摆针上的增磁片受通电电磁铁的吸引力作用，带动所述摆针进行摆动，并且通过电路控制所述摆针的摆动频率，以对所述待测溶液进行降温至温度低于冰点以下2℃；
当检测到所述待测溶液的温度到达冰点以下2℃时，对两个所述电磁铁进行轮流通电控制，使所述摆针上的增磁片受两侧电磁铁的轮流吸引力作用，带动所述摆针进行摆动，并且通过电路控制所述摆针的摆动频率，同时所述摆针在摆动过程中碰触容置所述待测溶液的容器壁；
当判断出所述待测溶液形成晶核，采用温度传感器对所述待测溶液的温度数据进行采集并采用电导率传感器对不同温度下的待测溶液的电导率数据进行数据采集。
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