CN1699958A - 数字式溶液浓度测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数字式溶液浓度测量系统，特点是，它由比重测量装置、温度传感器、A/D转换器、单片机、数显电路或与计算机连接而成；比重测量装置包括浮子、主杠杆、副杠杆、放大器、永久磁铁、反馈线圈，浮子置于主杠杆的一端，主杠杆支点设在其中间；主杠杆和副杠杆通过连动块连接，副杠杆上设有位移检测片，位移检测器置于位移检测片下面，副杠杆的一端设有支点，另一端设有调零器，副杠杆上置有反馈线圈，反馈线圈置于永久磁铁中间，位移检测器通过检测放大电路与反馈线圈相连接。本发明具有使用便捷、精确、能够实现液体浓度自动测量，进行计算机数据采集与数字显示等功能，提高了工作效率。

Description

数字式溶液浓度测量系统
技术领域
本发明涉及一种测量系统，更具体地说，它涉及一种数字式溶液浓度测量系统。
背景技术
目前，由比重法测量溶液浓度多是先取样，然后再用液体比重计测量样品比重，用温度计测量被测溶液温度。最后查溶液浓度与比重、温度关系表得到溶液浓度。这种方法手动操作，人工观测读数，读数误差因人而异，而且不同溶液需要查不同图表，不能自动进行数据显示与采集，不能实时测量，难以实现自动控制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有使用方便、快捷、精确地进行测量的数字式溶液浓度测量系统。
本发明的技术方案是，一种数字式溶液浓度测量系统，其特点是，它由杠杆式液体比重测量装置、温度传感器、A/D转换器、单片机、数显电路或与计算机连接而成；所述的杠杆式液体比重测量装置它包括处在液体中的浮子、主杠杆、副杠杆、放大器、永久磁铁、反馈线圈，浮子置于主杠杆的一端，主杠杆支点设在中间；主杠杆和副杠杆通过连动块连接，副杠杆上设有位移检测片，位移检测器置于位移检测片下面，副杠杆支点设于其一端，另一端设有偏置弹簧调零器，副杠杆上置有反馈线圈，反馈线圈置于永久磁铁S、N和N、S极中间，位移检测器通过检测放大电路与反馈线圈相连接。由浮子测得溶液的比重电信号和由温度传感器插入溶液测得的溶液温度电信号通过A/D转换器送入单片机。
所述的温度传感器采用常规的热电偶或其他电子温度传感器。
本发明的有益效果是：本发明具有使用便捷、精确、能够实现溶液浓度自动测量，可快捷的进行计算机数据采集与自动数字显示功能，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明原理结构图；
图2是杠杆式液体比重测量装置结构示意图；
图3是检测放大电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
由图1、图2所示，一种数字式溶液浓度测量系统，其特征在于，它由杠杆式液体比重测量装置、温度传感器、A/D转换器、单片机、数显电路或与计算机连接而成；所述的杠杆式液体比重测量装置它包括处在液体1中的浮子2、主杠杆3、副杠杆6、放大器7、永久磁铁10、反馈线圈11，浮子2为金属材料，置于主杠杆3的一端，主杠杆3的支点O1设在杠杆中间；主杠杆3和副杠杆6通过连动块12连接，副杠杆6上设有位移检测片5，位移检测器4置于位移检测片5下面，副杠杆6支点O2在其一端，另一端设有偏置弹簧调零器8，副杠杆6上置有反馈线圈11，反馈线圈11置于永久磁铁10的S、N和N、S极中间，位移检测器4通过检测放大电路7及电阻13与线圈11相连接。沉浸在液体1中的浮子2受到液体浮力作用上移，通过推动主杠杆3带动副杠杆6上的位移检测片5移动，移动的位移与浮子受到的浮力成正比，位移检测器4测得与位移检测片5位移成正比的电流信号。由于浮力等于液体比重与浮子排开被测液体体积的积，所以位移检测器4测得电流信号与液体比重大小成正比，该电流信号可以测得被测液体比重。由位移检测器4测得溶液的比重电信号和由温度传感器插入溶液测得的溶液温度电信号通过A/D转换器送入单片机或接入计算机。
由图2所示，在所述的永久磁铁10一侧S极上置有磁分路调节螺钉9。
由图3所示，所述的检测放大电路7由Rw、Rx、R1组成的桥路和放大器A组成，Rx为位移检测器4中高频振荡器的阻抗，R0为负载电阻。当位移检测片5与位移检测器4之间的位移发生变化时，Rx的值将发生变化。测量之前，调节桥路中的电阻Rw，使通过负载R0的电流为零。
本发明原理结合图1、图2作一说明，在使用前首先调整好零位。然后将浮子完全浸入被测液体中，由于被测液体比重不同，浮子受到的浮力不同，在浮力作用下，杠杆系统将产生一个与浮力相应的位移信号，检测放大电路将此位移信号转换成为标准电流信号，该标准电流信号，一方面通过电磁反馈系统产生一电磁反馈力矩作用于杠杆系统使其到达新的平衡，另一方面该电流信号通过A/D转换器，送入单片机，并通过显示器直接显示出被测液体的比重，或进行远程传输，与计算机进行远距离通信，将比重值自动采集到计算机中。本发明在测量前首先调节零点，通过调节偏置弹簧调零器8来实现，调零器8也可实现量程迁移。使用时，当浮子不受浮力作用时，检测放大电路的输出电流为零，当被测液体加入容器中，将浮子2完全浸入被测液体中，浮子2的浮力作用于主杠杆3上，主杠杆3以O1为支点将此力通过连动块12传递给副杠杆6，副杠杆6以O2为支点发生偏移，同时带动副杠杆6上的位移检测片5移动，高频位移检测器4检测位移检测片5的位移并转换成与其成比例的标准电流信号，将该标准电流信号输入放在永久磁铁10中的反馈线圈11，反馈线圈11产生一反馈力作用于副杠杆6上，一方面使杠杆系统达到新的平衡态，该电流信号与浮子2所受的浮力成正比，由于浮力等于液体比重与浮子排开被测液体体积的积，所以位移检测器4测得电流信号与液体比重大小成正比，该电流信号可以测得被测液体比重。所述的温度传感器采用常规的热电偶或其他电子温度传感器，目前技术已十分成熟，直接将满足被测溶液测量范围、抗腐蚀等要求的热电偶或其他电信号测温传感器插入被测溶液中即可获得溶液温度电信号。将已经公开发表、得到广泛应用和认可的液体浓度与温度、比重关系图表编制成程序存于单片机或计算机，通过被测液体比重、温度信号可由程序计算得到该液体的浓度值。通过显示器直接显示被测溶液的浓度，或进行远程传输，与计算机进行远距离通信。

Claims (3)

1、一种数字式溶液浓度测量系统，其特征在于，它由杠杆式液体比重测量装置、温度传感器、A/D转换器、单片机、数显电路或与计算机连接而成；所述的杠杆式液体比重测量装置它包括处在液体(1)中的浮子(2)、主杠杆(3)、副杠杆(6)、放大器(7)、永久磁铁(10)、反馈线圈(11)，浮子(2)置于主杠杆(3)的一端，主杠杆(3)中间设有支点01；主杠杆(3)和副杠杆(6)通过连动块(12)连接，副杠杆(6)上设有位移检测片(5)，位移检测器(4)置于位移检测片(5)下面，副杠杆(6)一端设为支点02，另一端设有偏置弹簧调零器(8)，副杠杆(6)上置有反馈线圈(11)，反馈线圈(11)置于永久磁铁(10)S、N和N、S极中间，位移检测器(4)通过检测放大电路(7)及电阻(13)与线圈(11)相连接。由浮子(2)在溶液上的上下浮动通过主杠杆(3)带动副杠杆(6)上的位移检测片(5)的移动，由位移检测器(4)测得溶液的比重电信号和由温度传感器插入溶液测得的溶液温度电信号通过A/D转换器送入单片机或接入计算机。
2、根据权利要求1所述的数字式溶液浓度测量系统，其特征在于，在所述的永久磁铁(10)一侧S极上置有磁分路调节螺钉(9)。
3、根据权利要求1所述的数字式溶液浓度测量系统，其特征在于，在所述的检测放大电路(7)由Rw、Rx、R1组成的桥路和放大器A组成，Rx为位移检测器(4)中高频振荡器的阻抗，R0为负载电阻。
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