CN109212319B - 一种燃油电导率测量电路及测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃油电导率测量电路，包括开关电路、运算放大芯片、采样电路，开关电路接入运算放大芯片的正输入端；运算放大芯片的输出端与负输入端连接形成非反向闭环放大器；采样电路内设有连接采样点的采样装置，采样电路一端接地，另一端连接于运算放大芯片的输出端与负输入端连接电路上；采样点连接主控单元，开关电路、运算放大芯片、采样电路分别连接电源电路；开关电路包括控制开关、继电器；继电器用于控制控制开关通断；主控单元内设置有用于判断按键触发的逻辑开关，继电器控制信号端连接主控单元的逻辑开关的输出引脚。本发明还涉及一种燃油电导率测量仪。本发明设计合理，构思巧妙，满足油品电导率测定需求。

Description

一种燃油电导率测量电路及测量仪

技术领域

本发明涉及燃油导电率测量，尤其涉及一种燃油电导率测量电路及测量仪。

背景技术

油品电导率测量仪可用于测量液态轻质石油产品，如汽油、航空煤油、柴油等油品的电导率。车用或航空用轻质石油燃料是非导电物质，在生产、贮运、加注和使用过程中极易产生静电荷，当静电荷积聚一定量时，产生的静电火花可引燃轻质石油燃料而导致重大灾害。为了预防轻质石油燃料静电灾害，一般会在轻质石油燃料内添加微量抗静电剂以提高燃料的电导率。当添加的抗静电剂过少时，燃料的导电率较低容易积聚大量静电荷，当添加的抗静电剂过多时，燃料的导电率较高，抗静电剂具有很强的表面活性，使燃料的分离游离水能力大大降低，喷气燃料水含量增大，不利于车辆或飞行的安全。因此，燃料的电导率必须有上下限指标范围，那么就必须用油品电导率测量仪测量燃料的电导率。

然而，油品的电导率容易受环境因素影响，其中包括湿度、盐度、温度等影响，一方面在高湿、盐雾的环境中，传统的按键开关的绝缘强度将大大降低，从而影响测量精度；另一方面温度不同时，一般的油品电导率测定仪测出的数值差异较大，测量后的数据信号经过一定时间后会衰减，严重影响测量精度。因此，现有的油品电导率测定仪已经不能满足人们的需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种燃油电导率测量电路，采用继电器控制，有效降低环境因素对测量的影响，采用超低温漂运放，降低温度影响；结合测量电路独立供电，有效降低电源波动对测量的影响。本发明设计合理，构思巧妙，满足油品电导率测定需求。

本发明提供一种燃油电导率测量电路，包括开关电路、运算放大芯片、采样电路，所述开关电路接入所述运算放大芯片的正输入端；所述运算放大芯片的输出端与负输入端连接形成非反向闭环放大器；所述采样电路内设有连接采样点的采样装置，所述采样电路一端接地，另一端连接于所述运算放大芯片的输出端与负输入端连接电路上；所述采样点连接主控单元，所述开关电路、所述运算放大芯片、所述采样电路分别连接电源电路；所述开关电路包括控制开关、继电器；所述继电器用于控制所述控制开关通断；主控单元内设置有用于判断按键触发的逻辑开关，所述继电器控制信号端连接主控单元的逻辑开关的输出引脚。

进一步地，所述运算放大芯片还包括使能引脚，所述使能引脚连接主控单元，用于检测按键状态，若按键处于测量状态则所述使能引脚置高电平，所述运算放大芯片开启，进行工作；若按键处于非测量状态则所述使能引脚置低电平，所述运算放大芯片开启休眠。

进一步地，所述电源电路包括主供电电路、辅供电电路；所述主供电电路供应所述开关电路的控制开关、所述运算放大芯片的电源；所述辅供电电路供应所述开关电路的继电器控制端、主控单元的电源。

进一步地，所述运算放大芯片采用超低温漂运算放大器。

一种燃油电导率测量仪，包括所述的测量电路、电源电路、主控单元、按键；所述电源电路分别连接所述测量电路、所述主控单元；所述采样点、所述按键分别与所述主控单元连接；所述主控单元内设置有用于判断所述按键触发的逻辑开关，所述逻辑开关的输出引脚连接继电器控制信号端。

进一步地，还包括显示装置；所述主控单元与所述显示装置的显示电路连接；所述显示电路由所述电源电路供电；所述显示装置显示所述主控单元信息。

进一步地，所述电源电路包括主供电电路、辅供电电路；所述主供电电路供应开关电路的控制开关、所述运算放大芯片的电源；所述辅供电电路供应开关电路的继电器控制端、所述主控单元、所述显示电路的电源。

进一步地，所述主控单元包括设有晶振电路的单片机。

进一步地，所述主供电电路连接所述单片机的电源引脚。

进一步地，所述显示装置为LCD显示屏，所述显示电路还包括背光开关电路；所述背光开关电路连接所述逻辑开关的输出引脚。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种燃油电导率测量电路，包括开关电路、运算放大芯片、采样电路，开关电路接入运算放大芯片的正输入端；运算放大芯片的输出端与负输入端连接形成非反向闭环放大器；采样电路内设有连接采样点的采样装置，采样电路一端接地，另一端连接于运算放大芯片的输出端与负输入端连接电路上；采样点连接主控单元，开关电路、运算放大芯片、采样电路分别连接电源电路；开关电路包括控制开关、继电器；继电器用于控制控制开关通断；主控单元内设置有用于判断按键触发的逻辑开关，继电器控制信号端连接主控单元的逻辑开关的输出引脚。本发明还涉及一种燃油电导率测量仪。本发明采用继电器控制，有效降低环境因素对测量的影响，采用超低温漂运放，降低温度影响；结合测量电路独立供电，有效降低电源波动对测量的影响。本发明设计合理，构思巧妙，满足油品电导率测定需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一种燃油电导率测量仪整体模块化示意图；

图2为本发明在一实施例中的测量电路图；

图3为本发明的一实施例中主控单元的电路图；

图4为本发明的一实施例中电源电路图；

图5为本发明的一实施例中显示电路图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种燃油电导率测量仪，如图1所示，包括的测量电路、电源电路、主控单元、按键；电源电路分别连接测量电路、主控单元；采样点、按键分别与主控单元连接；主控单元内设置有用于判断按键触发的逻辑开关，逻辑开关的输出引脚连接继电器控制信号端。

如图2所示，一种燃油电导率测量电路，包括开关电路、运算放大芯片、采样电路，开关电路接入运算放大芯片的正输入端；运算放大芯片的输出端与负输入端连接形成非反向闭环放大器；采样电路内设有连接采样点的采样装置，采样电路一端接地，另一端连接于运算放大芯片的输出端与负输入端连接电路上；采样点连接主控单元，开关电路、运算放大芯片、采样电路分别连接电源电路；开关电路包括控制开关、继电器；继电器用于控制控制开关通断；主控单元内设置有用于判断按键触发的逻辑开关，继电器控制信号端连接主控单元的逻辑开关的输出引脚。其中：图中P1、P2、P3为接线端子；

开关电路，如图2所示，开关K1、K2、K3形成的电路，在本实施例中，K1与K3形成串联，K2与K1与K3形成串联支路并联，同时K1、K2、K3分别由继电器控制，继电器的电源通过A点接入，同时继电器通过三极管Q1、Q2、二极管D1、D2实现继电控制，PB3用于连接K1、K3的控制信号的继电器控制信号端，PB4用于连接K2的控制信号的继电器控制信号端，K1、K2、K3分别响应PB0、PB1、PB2处的按键触发信号，其中按键类型包括但不限于背光开关按键、测量开关按键、校准开关按键。例如当逻辑开关判断使PB4引脚存在电压信号时，继电器作用将开关K2闭合，实现开关的继电隔离控制，相交于传统的按键触发，当盐雾或湿度较大时，测试的精度不受按键开关的绝缘强度的降低而变化。

运算放大芯片，为芯片U5，在一实施例中，芯片U5采用超低温漂运算放大器，克服低温漂移造成的测量不准确，同时对芯片U5进行封胶处理，大大降低湿度对芯片U5的影响。如图2所示，U5的正输入端3串联电阻R18并通过R11与C9并联接地，形成RC回路；U5的负输入端4一端通过R19接地，另一端通过R20连接U5的输出端1，形成非反向闭环放大器；在一实施例中，运算放大芯片还包括使能引脚PC2，使能引脚PC2连接主控单元，用于检测测量按键状态，若测量按键处于测量状态则使能引脚PC2置高电平，运算放大芯片开启，进行工作；若测量按键处于非测量状态则使能引脚PC2置低电平，运算放大芯片开启休眠。在本实施中，通过主控单元的逻辑开关判断测量按键开关按键的状态，其中当测量按键开关处于非测量状态时，通过主控单元的晶振模块开始计时，当超过第一时间阈值(例如30s或1min)时测量按键开关仍处于非测量状态时，使能引脚PC2置低电平，芯片U5进入休眠，降低仪器静态功耗，同时延长运放使用寿命；特殊地，进入休眠后，主控单元记录当前时间，并通过晶振开始计时，当超过第二时间阈值(例如30min或1h)时测量按键开关仍处于非测量状态时，强置位引脚PC2高电平，芯片U5唤醒，唤醒U5后并置位测量按键开关的逻辑开关的输出引脚PB3或PB4，对燃油电导率进行采集，实现无人定时采集功能，实现智能化监控。

采样电路，如图2所示，由电阻R12、电阻R13、采样装置W2串联而成，采样装置W2上的采集点PC0点为AD采样点。

在一实施例中，主控单元如图3所示，为8位MCU，引脚PB6、PB7接入12MHz晶振电路，提高MCU运算处理速度；PB0、PB1、PB2为按键接入引脚，P3为按键接入端子，PB3、PB4、PB5为逻辑开关输出引脚，PC0为AD采样点输入引脚，PC1作为采样电源电量的输入引脚，PC2为U5芯片休眠判断输入引脚，PC3-PC5、PD0-PD7为显示电路输出引脚，其他常规引脚在此不做赘述。

在一实施例中，由于测量方案是uA级方案，尽量减少电路相互之间的干扰，电源电路包括主供电电路、辅供电电路；主供电电路供应开关电路的控制开关、运算放大芯片的电源；辅供电电路供应开关电路的继电器控制端、主控单元、显示电路的电源。如图4所示，B由芯片U2输出，作为开关电路的控制开关、运算放大芯片的供电电源，A由芯片U1输出，作为其他辅助电路的供电电源(如开关电路的继电器控制端、主控单元、显示电路的电源)，R1、R2为电池电量采样电路，PC1作为采样电源电量的输入引脚。在测量过程中，如图2所示，由于芯片U5与开关电路的控制开关仅采用芯片U2输出电源，不受其他辅助电路的影响而引起电源波动，确保电路测量的准确性，同时继电器的关闭后的瞬态能通过RC电路回收。其中，主供电电路连接单片机的Vref引脚，作为主控单元MCU的参考电压。

在一实施例中，一种燃油电导率测量仪还包括显示装置；主控单元与显示装置的显示电路连接；显示电路由电源电路供电；显示装置显示主控单元信息。其中，在本实施例中，显示装置为LCD显示屏，采用点阵LCD屏，R14、R15为对比度调整电路，显示电路还包括背光开关电路；背光开关电路连接逻辑开关的输出引脚，如图5所示，PC3-PC5、PD0-PD7为显示电路输入引脚，通过芯片U1接入电源；并通过PB5接入逻辑开关信号，用于控制背光开关。背光开关电路包括三极管Q3、电阻R16、电阻R17，具体接线方式如图5所示，在此不再赘述。

本发明提供一种燃油电导率测量电路，包括开关电路、运算放大芯片、采样电路，开关电路接入运算放大芯片的正输入端；运算放大芯片的输出端与负输入端连接形成非反向闭环放大器；采样电路内设有连接采样点的采样装置，采样电路一端接地，另一端连接于运算放大芯片的输出端与负输入端连接电路上；采样点连接主控单元，开关电路、运算放大芯片、采样电路分别连接电源电路；开关电路包括控制开关、继电器；继电器用于控制控制开关通断；主控单元内设置有用于判断按键触发的逻辑开关，继电器控制信号端连接主控单元的逻辑开关的输出引脚。本发明还涉及一种燃油电导率测量仪。本发明采用继电器控制，有效降低环境因素对测量的影响，采用超低温漂运放，降低温度影响；结合测量电路独立供电，有效降低电源波动对测量的影响。本发明设计合理，构思巧妙，满足油品电导率测定需求。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃油电导率测量电路，包括开关电路、运算放大芯片、采样电路，所述开关电路接入所述运算放大芯片的正输入端；所述运算放大芯片的输出端与负输入端连接形成非反向闭环放大器；所述采样电路内设有连接采样点的采样装置，所述采样电路一端接地，另一端连接于所述运算放大芯片的输出端与负输入端连接电路上；所述采样点连接主控单元，其特征在于：所述开关电路、所述运算放大芯片、所述采样电路分别连接电源电路；所述开关电路包括控制开关、继电器；所述继电器用于控制所述控制开关通断；主控单元内设置有用于判断按键触发的逻辑开关，所述继电器控制信号端连接主控单元的逻辑开关的输出引脚；

所述运算放大芯片采用超低温漂运算放大器，并对芯片进行封胶处理；

所述电源电路包括主供电电路、辅供电电路；所述主供电电路供应所述开关电路的控制开关、所述运算放大芯片的电源；所述辅供电电路供应所述开关电路的继电器控制端、主控单元的电源。

2.如权利要求1所述的一种燃油电导率测量电路，其特征在于：所述运算放大芯片还包括使能引脚，所述使能引脚连接主控单元，用于检测按键状态，若按键处于测量状态则所述使能引脚置高电平，所述运算放大芯片开启，进行工作；若按键处于非测量状态则所述使能引脚置低电平，所述运算放大芯片开启休眠。

3.一种燃油电导率测量仪，其特征在于：包括如权利要求1所述的测量电路、电源电路、主控单元、按键；所述电源电路分别连接所述测量电路、所述主控单元；采样点与所述按键分别与所述主控单元连接；所述主控单元内设置有用于判断所述按键触发的逻辑开关，所述逻辑开关的输出引脚连接继电器控制信号端。

4.如权利要求3所述的一种燃油电导率测量仪，其特征在于：还包括显示装置；所述主控单元与所述显示装置的显示电路连接；所述显示电路由所述电源电路供电；所述显示装置显示所述主控单元信息。

5.如权利要求4所述的一种燃油电导率测量仪，其特征在于：所述电源电路包括主供电电路、辅供电电路；所述主供电电路供应开关电路的控制开关、运算放大芯片的电源；所述辅供电电路供应开关电路的继电器控制端、所述主控单元、所述显示电路的电源。

6.如权利要求5所述的一种燃油电导率测量仪，其特征在于：所述主控单元包括设有晶振电路的单片机。

7.如权利要求6所述的一种燃油电导率测量仪，其特征在于：所述主供电电路连接所述单片机的电源引脚。

8.如权利要求4所述的一种燃油电导率测量仪，其特征在于：所述显示装置为LCD显示屏，所述显示电路还包括背光开关电路；所述背光开关电路连接所述逻辑开关的输出引脚。

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