CN105004438B - 一种液体温度均匀性及波动性检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种液体温度均匀性及波动性检测装置，包括：立杆；水平支撑臂，与所述立杆相连接，能够沿所述立杆上下移动；固定环，水平设置并与所述水平支撑臂的悬臂相连接；转动环，与所述固定环相套设，能够围绕自身的轴线转动；测温组件，与所述转动环相连接，用于测量所述液体温度。本发明液体温度均匀性及波动性检测装置所包括的立杆和水平支撑臂为固定环和转动环提供了稳定的支撑，保证测温组件测量过程中的位置稳定性，从而测温组件能够长时间对同一点进行温度测量，测量结果准确可靠。

Description

一种液体温度均匀性及波动性检测装置

技术领域

本发明涉及检测装置技术领域，特别是涉及一种液体温度均匀性及波动性检测装置。

背景技术

沥青材料目前广泛应用于我国的公路建设中，无论在用途上，还是在数量上都占有极其重要的地位。沥青材料的几大重要指标，如针入度、延度等均需要在恒温水浴中检测。在《JJG(交通)067—2014沥青针入度试验仪检定规程》、《JJG(交通)023—2013沥青延度试验仪检定规程》中均规定了水温的检测，尤其是沥青针入度试验仪检定规程中明确规定用标准温度计，按《JJF1030恒温槽技术性能测试规范》中的规定测量温度均匀性和波动性。目前，主要通过人工进行水温的均匀性和波动性测量。然而，操作者每次在水浴中放入温度计位置不同，可能采集数据存在很大差异。水温温度测量时间较长，前后存在时间差异，无法显示同时刻水温情况。不同操作者所测量的结果可能存在很大的人为差异，无法保证测量结果的精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中通过人工操作对液体温度进行测量时存在无法保证测量结果精度的不足。

针对上述问题，本发明提出了一种液体温度均匀性及波动性检测装置，包括：立杆；水平支撑臂，与所述立杆相连接，能够沿所述立杆上下移动；固定环，水平设置并与所述水平支撑臂的悬臂相连接；转动环，与所述固定环相套设，能够围绕自身的轴线转动；测温组件，与所述转动环相连接，用于测量所述液体温度。

根据本发明的液体温度均匀性及波动性检测装置，其包括固定环以及与固定环相套设的转动环。转动环上设置有测温组件。在检测液体温度时，将测温组件放置到被检测液体中进行温度测量。检测完一组数据后，转动转动环将测温组件移动到下一测量点进行测量，以此类推，测量出所有的温度数据并进行计算。立杆和水平支撑臂为固定环和转动环提供了稳定的支撑，保证测温组件测量过程中的位置稳定性，从而测温组件能够长时间对同一点进行温度测量，测量结果准确可靠，克服了通过人工操作对液体温度进行测量时存在无法保证测量结果精度的不足。

在一个实施例中，所述液体温度均匀性及波动性检测装置还包括与所述测温组件相连接的数据采集处理模块。

在一个实施例中，所述液体温度均匀性及波动性检测装置还包括传动机构，所述传动机构与所述转动环驱动连接以驱动所述转动环转动。

在一个实施例中，所述传动机构包括套设在所述转动环上的传动带以及与所述传动带相连接的传动轴。

在一个实施例中，所述固定环上设置有水平延伸出的支撑板，所述支撑板上设置有轴承座，所述传动轴安装固定在所述轴承座上。

在一个实施例中，所述传动轴上连接有步进电机或者伺服电机。

在一个实施例中，所述立杆上设置有能够上下移动的滑块，所述水平支撑臂与所述滑块相连接。

在一个实施例中，所述水平支撑臂的形状呈U型，所述固定环设置在两个悬臂之间，所述固定环上设置有套接环，所述套接环套设到所述悬臂上。

在一个实施例中，所述悬臂的端部设置有紧固螺钉，所述固定环的外表面设置有与所述紧固螺钉相对的平整面。

在一个实施例中，所述测温组件包括与所述转动环相连接的上液面温度传感器、下液面温度传感器以及固定点温度传感器。

在一个实施例中，所述测温组件还包括夹持机构，所述上液面温度传感器或下液面温度传感器分别通过所述夹持机构与所述转动环相连接。

在一个实施例中，所述夹持机构包括从所述转动环的内周面径向延伸出的悬臂杆，所述悬臂杆上套设有滑移块，所述滑移块上设置有夹装环，所述夹装环能够夹装所述上液面温度传感器或下液面温度传感器。

本发明的液体温度均匀性及波动性检测装置相对于现有技术，有如下优点：

1)本装置通过立杆、水平支撑臂以及固定环来保持温度传感器的位置稳定性，能够长时间在固定位置进行稳定测量，使得测量数据更加准确可靠；

2)本装置能够实现对温度传感器的水平位置以及垂直位置进行调节，从而针对不同容器或不同液面高度进行相应调节，以确保满足《JJF1030恒温槽技术性能测试规范》中对测量位置的要求，应用范围更加广泛；

3)本装置应用多个温度传感器测量温度，可同时采集多个点位的实时温度，无需反复插入温度传感器，同时避免了由于人工插入位置差异而引起的不确定度，提高了均匀性和波动性的测量精度；

4)本装置在整个测量过程中为全自动操作，省时省力，同时有效排除人为干扰，提高测量精度；

5)本装置通过数据采集处理模块设置采集时间间隔，使得温度采集时间间隔更准确，更均匀，能更有效的消除线性漂移而引起的可变系统误差；

6)本装置数据采集处理模块能自动根据采集到的数据进行分析计算，得到液体温度均匀性及波动性指标。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。

图1是本发明实施例的液体温度均匀性及波动性检测装置的整体结构示意图。

图2是本发明实施例的转动环的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明实施例的液体温度均匀性及波动性检测装置10，包括提供支撑的立杆11、与立杆11相连接的水平支撑臂12、与水平支撑臂12相连接的固定环13、与固定环13同轴设置的转动环14以及与转动环14相连接的测温组件。

立杆11座接在底座上，底座保证立杆11的支撑稳定性。水平支撑臂12大致呈U型，包括横杆以及从横杆上平行同侧延伸出的两个悬臂。在一个实施例中，水平支撑臂12的横梁上设置有通孔，立杆11能够穿过该通孔，从而水平支撑臂12能够沿立杆11上下移动。横梁上设置有与通孔相连通的螺纹孔。螺纹孔中安装紧固螺钉98。在将水平支撑臂12调整到合适高度后，拧紧紧固螺钉98以固定水平支撑臂12的位置，保证水平支撑臂12的位置稳定性。在另一个实施例中，立杆11上设置有能够上、下移动的滑块97。水平支撑臂12的横梁固定安装在该滑块97上。滑块97上设置有紧固螺钉98，用于将水平支撑臂12固定在合适高度位置。这样，能够对水平支撑臂12进行灵活调整以保证水平支撑臂12的水平度，从而保证固定环13和转动环14的水平度。

固定环13固定安装在水平支撑臂12的两个悬臂之间。固定环13的外周面上设置有用于与悬臂相连接的套接环131。套接环131套设在悬臂上并能够沿悬臂滑动以用于在水平方向上调整固定环13的位置。

在一个实施例中，套接环131为开口环，方便固定环13沿悬臂水平移动。开口处的套接环131上延伸出两个平行的锁止部。在锁止部上安装有螺钉，将固定环13调整到位后，拧紧螺钉，套接环131能够夹紧悬臂以将固定环13的水平位置进行固定。设置的套接环131方便对固定环13的水平位置进行调节，同时锁止后也保证固定环13水平位置的稳定性。

在另一实施例中，两个悬臂的端部上设置有蝶形螺钉99，方便徒手操作。固定环13的外表面上设置有与蝶形螺钉99相对应的平整面，以使得蝶形螺钉99的端面与固定环13上的平整面相配合以更好地对固定环13进行位置固定。

固定环13上套设有转动环14。转动环14与固定环13同轴设置。转动环14在外力作用下能够在固定环13上围绕自身的轴线进行转动。转动环14的转动能够带动与其相连接的测温组件同步转动，从而使得测温组件能够对液体不同位置的温度进行测量。

可选地，固定环13上设置有轴承安装位。在固定环13的轴承安装位中安装上轴承，再将转动环14的一部分插入轴承的内圈，从而转动环14能够相对固定环13进行平稳地转动。

测温组件包括上液面温度传感器15、下液面温度传感器16、固定点温度传感器17、用于夹持上液面温度传感器15或下液面温度传感器16的夹持机构以及固定固定点温度传感器17的固定板18。上液面温度传感器15和下液面温度传感器16围绕固定点温度传感器17设置。上液面温度传感器15和固定点温度传感器17的连线与下液面温度传感器16和固定点温度传感器17的连线垂直，保证采集到的液体温度数据合理、可靠、准确。

如图2所示，该夹持机构包括从转动环14的内周面上径向延伸出的悬臂杆28。悬臂杆28上套设有能够沿悬臂杆28径向移动的滑移块26。滑移块26上连接有用于安装夹持上液面温度传感器15或下液面传感器的夹装环27。滑动滑移块26能够对上液面温度传感器15或下液面温度传感器16进行径向位置的调整。夹装环27上设置有紧固螺钉98。上液面温度传感器15或下液面温度传感器16能够在夹装环27中进行垂直方向上的位置调整，调整到位后，旋紧紧固螺钉98以夹紧上液面温度传感器15或下液面温度传感器16。固定板18横跨并安装固定在转动环14上，固定点温度传感器17位于转动环14的中心位置，其用于作为上液面温度传感器15和下液面温度传感器16的参照。这样，测温组件能够实现在水平方向和垂直方向上进行位置调整，因此，测温组件能够适应容积不同的容器(例如量杯24)，提高了液体温度均匀性及波动性检测装置10的适应能力，满足《JJF1030恒温槽技术性能测试规范》中对测量位置的要求。

可选地，上液面温度传感器15、下液面温度传感器16和固定点温度传感器17均为铂电阻温度传感器。铂电阻温度传感器测量温度的精度高，测量得到的温度数据准确、可靠。

本发明实施例的液体温度均匀性及波动性检测装置10还包括与转动环14驱动连接的传动机构。传动机构包括传动带19、传动轴20以及动力源21。固定环13上水平延伸出支撑板132。支撑板132上设置有轴承座22，传动轴20的两端安装有与轴承座22相配合的轴承。动力源21驱动传动轴20转动进而带动传动带19转动。传动带19能够驱动转动环14相对固定环13转动。转动环14转动时，同步带动上液面温度传感器15和下液面温度传感器16转动。这样，通过转动环14的转动就能够进行对被测液体进行多点测量，整个过程不需要人为介入，有效地排除人为测量误差，提高测量精度，液体温度均匀性及波动性检测装置10自动化程度高。

可选地，动力源21选用步进电机或者伺服电机。步进电机或者伺服电机控制性能好，进给量准确，从而对转动环14的定位效果好，保证测量结果的准确性和可靠性。

可选地，传动机构包括电机、安装在电机输出轴上齿轮，转动环14的外周面上设置有与齿轮相啮合的外齿。通过齿轮传动的方式驱动转动环14旋转。

本发明实施例的液体温度均匀性及波动性检测装置10还包括液体温度均匀性及波动性检测装置10还包括与所述温度传感器相连接的数据采集处理模块23。数据采集处理模块23内嵌液体(例如水)温度均匀性计算软件，可提取采集温度中对应点位，对应时间的温度，自动计算液体温度均匀性及波动性，数据处理装置显示屏进入结果输出页面，可输出液体温度均匀性及波动性计算结果，操作方便，处理数据速率快，工作效率高。

使用本发明实施例的液体温度均匀性及波动性检测装置10测量液体温度的均匀性和波动性的过程具体如下：

1)将立杆11安装在底座上，将水平支撑臂12调整到预定高度并将滑块97进行紧固锁定；

2)再将盛放有被测液体的量杯24和加热器25放置在固定环13的下方；

3)重新粗调水平支撑臂12的高度，调整到位后锁紧滑块97以固定水平支撑臂12的位置；将固定环13在悬臂上的位置进行水平方向上的微调，使得固定环13的轴线与量杯24的轴线基本重合；然后在垂直方向上微调转动环14上的上液面温度传感器15、下液面温度传感器16以及固定点温度传感器17，直至上液面温度传感器15、下液面温度传感器16以及固定点温度传感器17没入到液体中的预定位置(《JJF1030恒温槽技术性能测试规范》中的上、中、下液面相应位置)，锁紧夹装环28；

4)打开数据采集处理模块23开关，数据采集装置工作。

5)第一位置采集结束后，启动步进电机或伺服电机，在转动环14的带动下，上、下液面温度传感器16以固定点温度传感器17为中心顺时针旋转至下一位置，稳定后开始采集该位置的液体温度，以此类推，完成上液面4点、下液面4点以及固定点共计9点的温度采集；

6)将上液面温度传感器15、下液面温度传感器16以固定点温度传感器17测量的液体温度数据传输至数据采集处理模块23，数据采集处理模块23自动计算出液体温度的均匀性及波动性并在显示屏上输出结果。

本发明实施例的液体温度均匀性及波动性检测装置10相对于现有技术，有如下优点：

1)本装置通过立杆11、水平支撑臂12以及固定环13来保持温度传感器的位置稳定性，能够长时间在固定位置进行稳定测量，使得测量数据更加准确可靠；

2)本装置能够实现对温度传感器的水平位置以及垂直位置进行调节，从而针对不同容器或不同液面高度进行相应调节，以确保满足《JJF1030恒温槽技术性能测试规范》中对测量位置的要求，应用范围更加广泛；

3)本装置应用多个精密的铂电阻温度传感器测量温度，可同时采集多个点位的实时温度，无需反复插入温度传感器，同时避免了由于人工插入位置差异而引起的不确定度，提高了均匀性和波动性的测量精度；

4)本装置在整个测量过程中为全自动操作，省时省力，同时有效排除人为干扰，提高测量精度；

5)本装置通过数据采集处理模块23设置采集时间间隔，使得温度采集时间间隔更准确，更均匀，能更有效的消除线性漂移而引起的可变系统误差；

6)本装置数据采集处理模块23内嵌了程序软件，能自动根据采集到的数据进行分析计算，得到液体温度均匀性及波动性指标。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (11)

1.一种液体温度均匀性及波动性检测装置，包括：

立杆；

水平支撑臂，与所述立杆相连接，能够沿所述立杆上下移动；

固定环，水平设置并与所述水平支撑臂的悬臂相连接；

转动环，与所述固定环相套设，能够围绕自身的轴线转动；

测温组件，与所述转动环相连接，用于测量所述液体温度；

传动机构，所述传动机构与所述转动环驱动连接以驱动所述转动环转动。

2.根据权利要求1所述的液体温度均匀性及波动性检测装置，其特征在于，所述液体温度均匀性及波动性检测装置还包括与所述测温组件相连接的数据采集处理模块。

3.根据权利要求1所述的液体温度均匀性及波动性检测装置，其特征在于，所述传动机构包括套设在所述转动环上的传动带以及与所述传动带相连接的传动轴。

4.根据权利要求1所述的液体温度均匀性及波动性检测装置，其特征在于，所述固定环上设置有水平延伸出的支撑板，所述支撑板上设置有轴承座，所述传动轴安装固定在所述轴承座上。

5.根据权利要求3或4所述的液体温度均匀性及波动性检测装置，其特征在于，所述传动轴上连接有步进电机或者伺服电机。

6.根据权利要求1所述的液体温度均匀性及波动性检测装置，其特征在于，所述立杆上设置有能够上下移动的滑块，所述水平支撑臂与所述滑块相连接。

7.根据权利要求1所述的液体温度均匀性及波动性检测装置，其特征在于，所述水平支撑臂的形状呈U型，所述固定环设置在两个悬臂之间，所述固定环上设置有套接环，所述套接环套设到所述悬臂上。

8.根据权利要求7所述的液体温度均匀性及波动性检测装置，其特征在于，所述悬臂的端部设置有紧固螺钉，所述固定环的外表面设置有与所述紧固螺钉相对的平整面。

9.根据权利要求1所述的液体温度均匀性及波动性检测装置，其特征在于，所述测温组件包括与所述转动环相连接的上液面温度传感器、下液面温度传感器以及固定点温度传感器。

10.根据权利要求9所述的液体温度均匀性及波动性检测装置，其特征在于，所述测温组件还包括夹持机构，所述上液面温度传感器或下液面温度传感器分别通过所述夹持机构与所述转动环相连接。

11.根据权利要求10所述的液体温度均匀性及波动性检测装置，其特征在于，所述夹持机构包括从所述转动环的内周面径向延伸出的悬臂杆，所述悬臂杆上套设有滑移块，所述滑移块上设置有夹装环，所述夹装环能够夹装所述上液面温度传感器或下液面温度传感器。