CN209841845U - 一种酒精度及净含量测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及白酒生产技术领域，尤其涉及一种酒精度及净含量测量系统，其包括测量控制器、容量瓶、放置于容量瓶内的上压力传感器、下压力传感器及温度传感器，所述容量瓶包括瓶体及瓶颈，所述瓶颈中部标有刻度线，所述刻度线包括标准0位线、上极限标线及下极限标线，所述测量控制器包括数据处理模块、显示模块、两个压力传感器接口、温度传感器接口及显示屏，所述两个压力传感器接口分别与上压力传感器、下压力传感器及数据处理模块电连接，所述温度传感器接口分别与温度传感器及数据处理模块电连接，所述显示模块分别与数据处理模块及显示屏电连接。本实用新型提供的装置能够对酒精度和单瓶容量同时进行计量且自动进行温度补偿。

Description

一种酒精度及净含量测量系统

技术领域

本实用新型涉及白酒生产技术领域，尤其涉及一种酒精度及净含量测量系统。

背景技术

白酒制造企业在生产过程中需要在蒸馏、贮存、勾调、灌装等各个工艺环节中实时度量白酒的酒精度含量。现在的测量方法是：使用酒精计和温度计测量并记录被测酒样在当前温度下的酒精计示值和温度值，然后通过查询“酒精换算表”得到20℃时被测酒样的标准酒度值。在实际工作中，遇到连续多批次大量测量多个不同酒样时，需频繁更换不同量程范围的酒精计并连续进行观测、读数和记录以及不断检索酒精换算表，会使操作者的工作量大幅增加，工作效率比较低，而且极容易出现人为的差错，并且操作酒精计需具备一定的专业知识，如：需按酒精计与液面接触的弯月面下缘读数，读取酒精计示值时应估读到分度值的十分之一，酒精计在酒样中上下浮动不得超过三个分度值，酒精计浸入酒样时不得与容器四周、底部及温度计发生碰撞等，未经过长期专业训练的人员无法熟练掌握其操作要领，从而使得测量结果产生较大误差。另外，成品白酒灌装时，为保证出厂产品符合国家相关标准规范对酒精度和净含量的规定，除需对酒精度进行准确测量外，还需对单瓶容量进行精确计量。目前采用的方法是：首先，使用精度相对较高的“容量瓶”对定量灌装机进行校准(因容量瓶的瓶颈细长，使液面缩小，可获得更高的精度)。具体做法是：启动灌装机灌装一组样品并逐一记录与之对应的灌装头编号，使用容量瓶分别测量各样品的体积，根据偏差量逐个调整对应灌装头的灌装量。重复以上步骤若干次，直到确认灌装量稳定达标方可开始批量生产。因为白酒是由能互相混合的酒精和纯水组成的单相均匀的酒精溶液，其密度特性不同于纯水，受温度的影响较大，例如：50％vol(20℃时)的白酒(注，％vol指酒精溶液的“体积百分比浓度”，亦即日常俗称的“酒度”)在0℃时的密度为957.026㎏/m³，而在40℃时的密度为899.270㎏/m³，500ml(20℃时)的体积差达到了31.21ml。这是由于环境温度的变化引起酒液的密度发生了改变，从而导致了体积的改变，因此在生产环节中，当班检验员需随时对成品酒进行取样，随机抽验其酒精度和净含量是否超差，发现问题，需立刻对灌装机灌装量进行调整；还有更为重要的一点是，现行国家规范对酒精度和净含量的规定全部指的是在标准温度，即20℃下的测量值。酒精度已经通过查询“酒精换算表”做出了有效补偿，而对“净含量”的补偿方法，目前国家相关部门并没有出台任何相关的标准和规范，各白酒制造企业目前也没有探索出任何行之有效且简便易行的补偿方法或工具。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供能够对酒精度和单瓶容量同时进行计量且自动进行温度补偿的一种酒精度及净含量测量系统。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现：

一种酒精度及净含量测量系统，其包括测量控制器、容量瓶、放置于容量瓶内的上压力传感器、下压力传感器及温度传感器，所述容量瓶包括瓶体及瓶颈，所述瓶颈中部标有刻度线，所述刻度线包括标准0位线、上极限标线及下极限标线，所述测量控制器包括数据处理模块、显示模块、两个压力传感器接口、温度传感器接口及显示屏，所述两个压力传感器接口分别与上压力传感器、下压力传感器及数据处理模块电连接，所述温度传感器接口分别与温度传感器及数据处理模块电连接，所述显示模块分别与数据处理模块及显示屏电连接。

进一步，容量瓶的瓶体底部为平面，瓶身为球形，瓶颈为细长的圆柱形。

进一步，容量瓶瓶颈顶部一体成型有漏斗。

本实用新型的有益效果

本实用新型提供的一种酒精度及净含量测量系统，具有多方面的技术优势，具体体现在：

1.无需携带及使用极易破损的玻璃酒精计和温度计，测量时无需人工进行观测、读数、记录和检索查询，从而使工作效率大幅度地得以提高，并极大地降低了人为的出错概率。

2.测量时无需根据酒精度频繁更换不同量程范围的酒精计，且操作人员无需经过专业训练即可熟练使用仪器并准确读数。

3.在成品灌装环节使用本装置，可以一次性同时对酒精度和净含量两个关键指标进行准确计量，从而极大地简化了操作流程，提高了工作效率。

4.本实用新型提供的装置具有温度补偿功能，从根本上彻底解决了现有检测手段无法准确测量标准温度下“出厂净含量”这个困扰白酒制造企业多年的技术难题。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型控制原理结构示意图；

图中1.下压力传感器，2.温度传感器，3.上压力传感器，4.瓶体,5.刻度线,6.瓶颈，7.漏斗。

具体实施方式

一种酒精度及净含量测量系统，其包括测量控制器、容量瓶、放置于容量瓶内的上压力传感器3、下压力传感器1及温度传感器2，所述容量瓶包括瓶体4及瓶颈6，所述瓶颈中部标有刻度线5，所述刻度线包括标准0位线、上极限标线及下极限标线，所述测量控制器包括数据处理模块、显示模块、两个压力传感器接口、温度传感器接口及显示屏，所述两个压力传感器接口分别与上压力传感器、下压力传感器及数据处理模块电连接，所述温度传感器接口分别与温度传感器及数据处理模块电连接，所述显示模块分别与数据处理模块及显示屏电连接。

进一步，容量瓶的瓶体底部为平面，瓶身为球形，瓶颈为细长的圆柱形。

进一步，容量瓶瓶颈顶部一体成型有漏斗7。

本实用新型的技术原理：

我们日常所称的“酒精度”，在我国特指酒精溶液的“体积百分比浓度”，它是一个与密度密切相关的量。在实际使用中，通过测量待测酒精溶液的密度和温度，然后查询《国际酒精表》，可得到与之相对应的该溶液在该温度下的“体积百分比浓度”。

实用新型采用的是“静压法”。

表达式为：P＝ρgh (1-1)

式中：P—静止液体中某点处的压强；

ρ—液体的密度；

g—重力加速度；

h—静压强产生点至液面的高度。

实际使用时，需取得静止液体中某两点的测量数值，方可计算，则上式变为：P₁-P₂＝ρg(h₁-h₂) (1-2)

设：ΔP＝P₁-P₂

Δh＝h₁-h₂

则，式(1-2)变为：ΔP＝ρgΔh (1-3)

式中：ΔP—静止液体中某两点处的压强差；

Δh—该两点处的高度差。

本实用新型使用的上压力传感器、下压力传感器放置在容量瓶内，容量瓶瓶颈中部标有刻度线，刻度线包括标准0位线、上极限标线及下极限标线，其中标准0位线为该容量瓶标准容量标线，上极限标线及下极限标线为标准规定的该容量的酒精溶液超标的极限值标线，将待测酒精溶液倒入容量瓶内，而使上压力传感器、下压力传感器分别浸入到待测溶液中，并使它们之间产生一个高度差Δh，人工测量并记录Δh具体数值，并且上压力传感器、下压力传感器会将各自测得的实时压强数值传递给控制器内的数据处理模块，数据处理模块接收到该信息会将其转化为压强差ΔP数值，并通过显示模块处理后显示在显示屏上，并利用式(1-3)计算待测液体密度值ρ。另外容量瓶内还放置有温度传感器，用于测量当前温度数值，并将信息传递给数据处理模块，数据处理模块接收到信息后根据密度和温度的数值，可以得到当前温度下酒精溶液体积百分比浓度，然后再利用“酒精换算表”，进行换算，可以直接得到标准温度(20℃)下的体积百分比浓度，并经显示模块处理后显示在显示屏上。由此，可测得待测酒精溶液的标准酒度，本实用新型无需携带及使用极易破损的玻璃酒精计和温度计，测量时无需人工进行观测、读数、记录和检索查询，即可准确测得待测酒精溶液的标准酒度，使工作效率大幅度地得以提高，并极大地降低了人为的出错概率，同时测量时无需根据酒精度频繁更换不同量程范围的酒精计，且操作人员无需经过专业训练即可熟练使用仪器并准确读数，工作效率进一步提高。

另外，实时容量指当前温度下的体积容量，在正式开始测量酒精溶液的实时单瓶容量之前，首先对容量瓶进行“预校准”，步骤如下：

①将纯水加入容量瓶内至标准0位线处，测量并记录所加入的纯水体积V_标；

②测量并记录下压力传感器至标准0位线间的长度值h_标；

③测量瓶颈的内径，计算并记录其截面积S_标。

预校准工作结束，开始正式测量实时单瓶容量，步骤如下：

①将一整瓶待测酒样全部加入量瓶中，其液面应该恰好位于上下极限标线之间。(注：因量瓶的容积是特定的，一种型号的容量瓶只能测量同一体积范围内的溶液。所以在测量前，应正确选用与所测单瓶容量相匹配的容量瓶)待液面波动停止后，依据前述测量待测酒精溶液标准酒度的步骤测量其密度值ρ；

②根据下压力传感器测得的压强值P₁，数据处理模块根据式(1-1)可以计算出下传感器至液面的高度值h₁；

③数据处理模块再根据h_差＝h₁-h_标，计算V_差，则V_差＝h_差×S_标；

④数据处理模块计算出待测酒样实时体积V_测，则V_测＝V_差+V_标。

至此，可得到待测酒样在当前温度下的实时单瓶容量。

⑶温度补偿

用前述方法测得的“实时单瓶容量”并不是国家标准规定的标准温度(20℃)下的标准容量。因此，需对其进行补偿，以便于与标准容量比对，及时发现偏差。温度补偿的方向有两个，即正向补偿和反向补偿，详述如下：

①正向补偿

亦即，将当前温度下的实时容量折算成标准温度(20℃)下的标准容量，步骤如下：

a.数据处理模块根据测得的实时体积和密度计算实时质量，即m_t＝ρ_tV_t；

b.再根据前述测得的待测酒样的标准酒度，利用《国际酒精表》，得到待测酒样在标准温度下的密度ρ₂₀；

c.因质量不随温度变化，所以标准温度下的质量等于实时质量，即m₂₀＝m_t；

d.数据处理模块计算出标准温度下的标准体积V₂₀，则V₂₀＝m₂₀÷ρ₂₀。

至此，得到标准容量V₂₀，可与国标规定的标准净含量进行比对，以检验实时单瓶容量是否超差。

②反向补偿

亦即，将国家标准规定的标准温度(20℃)下须达到的出厂“净含量”折算成当前温度下的“净质量”和“净体积”，步骤如下：

a.根据前述测得的待测酒样的标准酒度，可以得到待测酒样在标准温度下的密度ρ₂₀；

b.操作人员手动输入标准温度(20℃)下须达到的出厂“净含量”V_净；

c.计算标准温度下的标准净质量m_净，则m_净＝ρ₂₀V_净；

d.因质量不随温度变化，所以当前温度下的净质量等于标准温度下的净质量；

e.根据测得的实时体积和实时密度计算当前温度下的实时质量，即m_t＝ρ_tV_t；

f.计算实时质量与净质量的差值Δm，即Δm＝m_t-m_净，并予以显示输出；

g.还可以根据“净质量”m_净和当前温度下的“实时密度”ρ_t，计算标准温度下的“标准净含量”V_净折算到当前温度下的“折算净含量”V_折，则V_折＝m_净÷ρ_t；

h.计算实时体积与折算净含量的差值ΔV，即ΔV＝V_t-V_折，并输出。

上述测得的Δm及ΔV即为当前温度下的实时单瓶含量与标准温度下须达到的标准净含量的偏差值，可用来检验并调整灌装头的灌装量。实际工作中，我们倾向于使用“反向补偿法”。这样可以更加迅速、直观地发现实际值与标准值之间的偏差，及时做出调整。

数据处理模块正是基于以上原理将其程序写入数据处理模块内而形成。

容量瓶的瓶体底部为平面，瓶身为球形，瓶颈为细长的圆柱形，可以提高测量的精确度。

容量瓶瓶颈顶部一体成型有漏斗，方便向容量瓶内倾倒酒精。

综上所述，本实用新型提供的一种酒精度及净含量测量系统，能够对酒精度和单瓶容量同时进行计量且自动进行温度补偿。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种酒精度及净含量测量系统，其特征在于，包括测量控制器、容量瓶、上压力传感器、下压力传感器及温度传感器，所述容量瓶包括瓶体及瓶颈，所述瓶颈中部标有刻度线，所述刻度线包括标准0位线、上极限标线及下极限标线，所述上压力传感器、下压力传感器及温度传感器放置于容量瓶瓶身内，所述测量控制器包括数据处理模块、显示模块、两个压力传感器接口、温度传感器接口及显示屏，所述两个压力传感器接口分别与上压力传感器、下压力传感器及数据处理模块电连接，所述温度传感器接口分别与温度传感器及数据处理模块电连接，所述显示模块分别与数据处理模块及显示屏电连接。

2.根据权利要求1所述的一种酒精度及净含量测量系统，其特征在于，容量瓶的瓶体底部为平面，瓶身为球形，瓶颈为细长的圆柱形。

3.根据权利要求2所述的一种酒精度及净含量测量系统，其特征在于，容量瓶瓶颈顶部一体成型有漏斗。