CN207280900U - 一种非接触式电容耦合触发开关 - Google Patents
一种非接触式电容耦合触发开关 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207280900U CN207280900U CN201721269336.3U CN201721269336U CN207280900U CN 207280900 U CN207280900 U CN 207280900U CN 201721269336 U CN201721269336 U CN 201721269336U CN 207280900 U CN207280900 U CN 207280900U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- induction electrode
- capillary
- signal
- trigger switch
- build
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 69
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 7
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 claims description 6
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 claims description 6
- 102000001253 Protein Kinase Human genes 0.000 claims 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 1
- 108060006633 protein kinase Proteins 0.000 claims 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 240000005020 Acaciella glauca Species 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 235000003499 redwood Nutrition 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
一种非接触式电容耦合触发开关，包括：毛细管、第一感应电极、第二感应电极、信号发生器和匹配电阻；第一感应电极和第二感应电极分别耦合于毛细管的外壁上，信号发生器和匹配电阻串联于第一感应电极和第二感应电极之间，信号发生器产生激励信号，激励信号对第一感应电极和第二感应电极之间形成的电容进行充放电，匹配电阻的两端作为信号输出端产生感应电压，根据所述感应电压的变化输出用于触发开、关的触发信号。该触发开关用于触发毛细管原理的粘度计的计时器时，避免了人工读取的迟滞时间误差、避免人工读取的视线误差、避免了不同的操作人员带来的操作误差，也避免了对电极的腐蚀损耗，具有极佳的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及流体触发开关技术领域，具体涉及一种适用于品氏粘度计、乌氏粘度计、恩氏粘度计、奥氏粘度计、雷氏粘度计的非接触式电容耦合触发开关。
背景技术
粘度是流体物质的一种物理特性，它反映流体受外力作用时分子间呈现的内部摩擦力。物质的粘度与其化学成分密切相关。在工业生产和科学研究中，常以通过测量粘度来监控物质的成分或品质。例如，在高分子材料的生产过程中，应用粘度计可以监测合成反应生成物的粘度，自动控制反应终点。其他如石油裂化、润滑油掺合、某些食品和药物等的生产过程自动控制，原油管道输送过程监测，各种石油制品和油漆的品质检验等，都需要进行粘度测量。
在粘度测量领域，可以主要分为动力粘度、运动粘度和条件粘度。而恩氏粘度计、乌氏粘度计、品氏粘度计、奥氏粘度计、塞氏粘度计、雷氏粘度计都属于以条件单位表示的粘度，属于条件粘度测量的范畴。这类粘度计的特点都是：以一定量的试样，在规定温度下，从粘度计流出所需要的秒数。
目前恩氏粘度计、乌氏粘度计、品氏粘度计、奥氏粘度计、塞氏粘度计、雷氏粘度计的实现是靠自动化技术施以水浴或油浴加热的方式保证毛细管环境温度，然后在计量过的毛细管中人工记录一定量待测溶液经过毛细管的时间。而人工计时的方式存在以下几点问题：①读毛细管的起始和终点刻度线时，一定要保证目光平视刻度线，不然读取的间隔时间会有偏差，如图1所示；②人工按秒表计时会有一定的操作延迟，可能会造成误差；③因操作习惯等主观因素，不同的测试人员手动计时会产生检测误差；④多次测试过程中不能保证操作统一规范：以恩氏粘度计为例，测定液体在一定温度、容积的条件下，从恩氏粘度计流出的时间(秒)与蒸馏水在20℃时流出的时间(秒)之比，即为液体的恩氏粘度，单位为恩格拉度。需要同时检测待测液和水的流经时间。而人工计时的方式容易在两次测量的过程当中产生人为计时误差，导致数据不准确；⑤人工计时的方式进行检测时，不利于仪器集成多通道同时检测的全自动化仪器。
应用毛细管原理的粘度计自动化方案，主要涉及到的技术瓶颈就是采用何种方式触发计时器计时。国外有人采用电极的方法进行触发，但是电极与待测溶液接触，会带来长期腐蚀或者可靠性等问题。
还有采用光电对管的形式进行触发，这种形式的触发式传感器应用在毛细玻璃管上，由于毛细玻璃管截面是圆弧状，传感器安装的位置不对会造成光线折射，导致触发不灵敏。并且光电对管式触发器对待测溶液的透光率等也有一定的要求范围，不利于应用的推广和使用。
发明内容
本申请提供一种非接触式电容耦合触发开关，包括毛细管、第一感应电极、第二感应电极、信号发生器和匹配电阻；
第一感应电极和第二感应电极分别耦合于毛细管的外壁上，信号发生器和匹配电阻串联于第一感应电极和第二感应电极之间，信号发生器产生激励信号，激励信号对第一感应电极和第二感应电极之间形成的电容进行充放电，匹配电阻的两端作为信号输出端产生感应电压，根据感应电压的变化输出用于触发开、关的触发信号。
一种实施例中，第一感应电极和第二感应电极错位耦合于毛细管的外壁两侧。
一种实施例中，第一感应电极和第二感应电极分别为直线型，且对称耦合于毛细管的外壁两侧。
一种实施例中，第一感应电极和第二感应电极分别为半环状，且对称耦合于毛细管的外壁两侧。
一种实施例中，第一感应电极和第二感应电极分别为圆环状，上下耦合于毛细管的外壁。
一种实施例中，还包括信号调理模块，信号调理模块耦合至匹配电阻两端。
一种实施例中，信号发生器为方波信号发生器、三角函数波信号发生器或三角波信号发生器。
依据上述实施例的非接触式电容耦合触发开关，由于当毛细管中通入待测溶液时，第一感应电极和第二感应电极之间形成的电容的中间介质发生变化，匹配电阻能极快的产生变化的感应电压，响应速度在微秒级，信号输出端根据感应电压的变化输出触发外部计时器开和关的触发外部计时器开、关的触发信号，避免了人工读取的迟滞时间误差；实现自动计时，避免人工读取的视线误差，避免了不同的操作人员带来的操作误差，通过电容耦合的形式，不与待测液进行接触，也避免了对电极的腐蚀损耗，具有极佳的可靠性，另外，非接触式电容耦合触发开关流经的待测溶液电导率和感应电压呈非常好的高斜率状态，所以对不同溶液的识别程度高，利于在毛细管粘度计的自动化方案推广和应用。
附图说明
图1为毛细管读数误差示意图；
图2为非接触式电容耦合触发开关构成示意图；
图3为电极在毛细管的安装示意图；
图4为电极在毛细管的另一安装示意图；
图5为电极在毛细管的另一安装示意图；
图6为电极在毛细管的另一安装示意图；
图7为两种不同溶液的输出信号电压幅值示意图；
图8为信号输出端电压幅值与毛细管内电导率的非线性关系示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
本例提供一种非接触式电容耦合触发开关，如图2所示，包括毛细管1、第一感应电极2、第二感应电极3、信号发生器4和匹配电阻5，第一感应电极2和第二感应电极3分别耦合于毛细管1的外壁上，信号发生器4和匹配5串联于第一感应电极2和第二感应电极3之间，信号发生器4产生激励信号，激励信号对第一感应电极2和第二感应电极3之间形成的电容进行充放电，匹配电阻5的两端作为信号输出端，匹配电阻5产生一感应电压，信号输出端根据感应电压的变化输出用于触发外部计时器开、关的触发信号。
本例中，将第一感应电极2和第二感应电极3耦合安装至毛细管1的外壁，避免了第一感应电极2和第二感应电极3直接与毛细管1内的溶液直接接触，具体耦合方式如图3、图4、图5和图6所示，其中，图3中，第一感应电极2和第二感应电极3错位耦合于毛细管1的外壁两侧；图4中，第一感应电极2和第二感应电极3分别为直线型，且对称耦合于毛细管1的外壁两侧；图5中，第一感应电极2和第二感应电极3分别为半环状，且对称耦合于毛细管1的外壁两侧；图6中，第一感应电极2和第二感应电极3分别为圆环状，上下耦合于毛细管1的外壁；需要说明的是，第一感应电极2和第二感应电极3分别与毛细管1的耦合包括但不限于本例列举的几种耦合方式。
本例的非接触式电容耦合触发开关的工作原理是：在信号发生器4的激励信号作用下，激励信号对第一感应电极2和第二感应电极3之间形成的电容进行充放电，在匹配电阻5两端可以检测到一个感应电压，当毛细管1中通入待测溶液时，由于第一感应电极2和第二感应电极3之间形成的电容的中间介质发生变化，相应的，介电常数也会发生变化，从而电容的容量发生变化，同时，在充放电的过程中，匹配电阻5两端的感应电压幅值也会产生变化，而且，感应电压幅值随时间的变化有非常大的斜率，因此，信号输出端能精确输出相应的触发信号，使得触发开关具有非常高的灵敏度。
本例中的匹配电阻5是与第一感应电极2和第二感应电极3之间形成的电容进行匹配，可以通过用电桥检测仪进行匹配电阻5的电极阻抗进行测量，也可以通过不同数量级阻值进行试验。
举例说明本例的非接触式电容耦合触发开关的具体应用，信号发生器4采用2MHz、幅值为3.3V的方波信号发生器，毛细管1采用石英材质，管道内径为2.71mm，外径为4.12mm，第一感应电极2和第二感应电极3采用铜箔缠绕，电极长度为15mm，两电极间距为8.5mm，采用注射器和食品级硅胶管对非接触式电容耦合触发开关进行连接，以不同的注射速率用去离子水进样，用示波器记录匹配电阻5的输出电压，当管路中无水通过时，信号输出端电压约为50mv，当管路中有水通过时，信号输出端电压约为80mv，将信号输出端电压与预设电压阀值进行大小比较，根据比较结果输出开或关的触发信号。在其他实施例中，信号发生器4也可以是三角函数波信号发生器或三角波信号发生器。
以恩式粘度计为例：根据《GB-T 266-1988石油产品恩氏黏度测定法》规定，恩氏粘度是试样在某高温度从恩氏粘度计流出200ml所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需的时间(s)(即粘度计的水值)之比。200mL水2和200mL待测液体1的“电压幅值——时间”图如图7所示，t1-t0与t3-t2，以及t4-t5的时间几乎相同，约为微妙级。
通过实验的验证，电导率和感应电压之间的趋势如图8所示。当待测溶液的电导率较大时，电压幅值的变化差异很大，所以非常容易识别；当待测溶液的电导率较小时，电压幅值变化的斜率很大，说明微小的电导率差异会造成较大的电压幅值变化，另外，本例还包括信号调理模块6，信号调理模块6耦合至匹配电阻5两端，通过信号调理模块6可以将感应电压进行滤波放大，如此可以达到更高的分辨率，以适应不同的应用领域。
以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (7)
1.一种非接触式电容耦合触发开关，其特征在于，包括：毛细管、第一感应电极、第二感应电极、信号发生器和匹配电阻；
所述第一感应电极和第二感应电极分别耦合于所述毛细管的外壁上，所述信号发生器和匹配电阻串联于所述第一感应电极和第二感应电极之间，所述信号发生器产生激励信号，所述激励信号对所述第一感应电极和第二感应电极之间形成的电容进行充放电，所述匹配电阻的两端作为信号输出端产生感应电压，根据所述感应电压的变化输出用于触发外部计时器开、关的触发信号。
2.如权利要求1所述的非接触式电容耦合触发开关，其特征在于，所述第一感应电极和第二感应电极错位耦合于所述毛细管的外壁两侧。
3.如权利要求1所述的非接触式电容耦合触发开关，其特征在于，所述第一感应电极和第二感应电极分别为直线型，且对称耦合于所述毛细管的外壁两侧。
4.如权利要求1所述的非接触式电容耦合触发开关，其特征在于，所述第一感应电极和第二感应电极分别为半环状，且对称耦合于所述毛细管的外壁两侧。
5.如权利要求1所述的非接触式电容耦合触发开关，其特征在于，所述第一感应电极和第二感应电极分别为圆环状，上下耦合于所述毛细管的外壁。
6.如权利要求2至5中任一项所述的非接触式电容耦合触发开关，其特征在于，还包括信号调理模块，所述信号调理模块耦合至所述匹配电阻两端。
7.如权利要求1所述的非接触式电容耦合触发开关，其特征在于，所述信号发生器为方波信号发生器、三角函数波信号发生器或三角波信号发生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721269336.3U CN207280900U (zh) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 一种非接触式电容耦合触发开关 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721269336.3U CN207280900U (zh) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 一种非接触式电容耦合触发开关 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207280900U true CN207280900U (zh) | 2018-04-27 |
Family
ID=61988408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721269336.3U Active CN207280900U (zh) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 一种非接触式电容耦合触发开关 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207280900U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116818606A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-09-29 | 东莞市鸿馥生物科技有限公司 | 一种烟油动力粘度检测装置 |
-
2017
- 2017-09-29 CN CN201721269336.3U patent/CN207280900U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116818606A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-09-29 | 东莞市鸿馥生物科技有限公司 | 一种烟油动力粘度检测装置 |
| CN116818606B (zh) * | 2022-10-14 | 2024-01-12 | 东莞市鸿馥生物科技有限公司 | 一种烟油动力粘度检测装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chetpattananondh et al. | A self-calibration water level measurement using an interdigital capacitive sensor | |
| CN103954847A (zh) | 一种油纸复合绝缘频域介电谱及电导率测试的试验装置 | |
| JPS58501094A (ja) | 流体中に浸漬された探査子の熱交換と関連する該流体の少なくとも１つの瞬時的パラメ−タを算定する方法及び該方法を実行するための装置 | |
| CN102901752B (zh) | 凝胶成胶时间测定方法和装置 | |
| CN101113963A (zh) | 一种测量液体导热系数的方法及其装置 | |
| CN105717278A (zh) | 一种土壤盐水温传感器 | |
| CN207280900U (zh) | 一种非接触式电容耦合触发开关 | |
| CN103528925A (zh) | 带桨叶型转子的旋转粘度计及其测量颗粒流体粘度的方法 | |
| CN103675217A (zh) | 一种气体检测方法及装置 | |
| CN102455204B (zh) | 用于釜式容器的液位测量系统和方法以及釜式容器 | |
| CN205749379U (zh) | 一种基于电容检测原理的水含量测量仪 | |
| CN104502231A (zh) | 一种用于高温高压的双毛细管粘度计及其测试方法 | |
| CN201041558Y (zh) | 谐波探测技术测量液体导热系数和热扩散率的装置 | |
| Heidari et al. | Conductivity effect on the capacitance measurement of a parallel-plate capacitive sensor system | |
| Huang et al. | Local void fractions and bubble velocity in vertical air-water two-phase flows measured by needle-contact capacitance probe | |
| CN102621036A (zh) | 一种采用压阻式微悬臂梁在线快速测量流体密度的方法 | |
| CN103868959A (zh) | 一种重质油稳定性表征的装置及方法 | |
| CN204594616U (zh) | 用于高压实验的微压差计量装置 | |
| US4916678A (en) | Viscometer | |
| CN103454001A (zh) | 同时监测变压器油面及绕组温度的方法及设备 | |
| US3320529A (en) | Method for testing a dielectric liquid | |
| CN114018308A (zh) | 仪表检验系统 | |
| CN208537040U (zh) | 一种测温装置 | |
| CN206929970U (zh) | 一种六速旋转粘度计新型加热装置 | |
| CN204301886U (zh) | 测温电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 310053 Room 301, floor 3, building 3, No. 611, Dongguan Road, Binjiang District, Hangzhou, Zhejiang Province Patentee after: Zhongkong Quanshi Technology (Hangzhou) Co.,Ltd. Address before: 310053 Room B3155, 3rd floor, 368 Liuhe Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee before: ZHEJIANG TRACETECH TECHNOLOGY CO.,LTD. |