CN206990612U - 水溶性酸测试仪控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水溶性酸测试技术领域，提出的水溶性酸测试仪控制***，包括控制器，控制器与人机交互模块、转盘和抽液模块、颜色检测模块、加热和振荡模块均连接，转盘和抽液模块包括均通过动力装置驱动模块与控制器连接的转盘电机、蠕动泵组，动力装置驱动模块包括依次连接的晶体管和触发器，晶体管与转盘电机、蠕动泵组均连接，触发器与控制器连接，加热和振荡模块包括均与控制器连接的振荡电机和加热器；蠕动泵组包括分别用于抽取原液和指示剂的第一蠕动泵和第二蠕动泵；控制器还与限位模块、温度传感器连接。本实用新型构思巧妙，操作简便，解决了现有技术中检测手段完全是手工操作，还需要配置大量的药液，过程复杂的技术问题。

Description

水溶性酸测试仪控制***

技术领域

本实用新型属于水溶性酸测试技术领域，涉及一种水溶性酸测试仪控制***。

背景技术

目前在发电厂、供电公司变电场所以及大的工矿企业都存在使用大量的变压器。而且现有使用的变压器不论是大型的主变或者小型的变压器大部分还是油浸式的。油浸式变压器就是在变压器内部灌充专用变压器油，变压器油在油箱内起到绝缘、冷却、防腐等作用。由此可见变压器油质量的好坏对于一台变压器来说起到至关重要的作用，所以对变压器油质量指标的日常检测非常重要。变压器油在使用过程中会老化分解产生无机酸或小分子的有机酸，这些酸会对变压器本体产生腐蚀，降低变压器的使用寿命。使用时操作人员需定期对变压器油中这些水溶性酸含量进行检查，传统的检测手段完全是手工操作，还需要配置大量的药液，过程非常复杂。

实用新型内容

本实用新型提出一种水溶性酸测试仪控制***，解决了现有技术中检测手段完全是手工操作，还需要配置大量的药液，过程复杂的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

水溶性酸测试仪控制***，包括控制器，

所述控制器与人机交互模块、转盘和抽液模块、颜色检测模块、加热和振荡模块均连接，

所述转盘和抽液模块包括均通过动力装置驱动模块与所述控制器连接的转盘电机、蠕动泵组，

所述动力装置驱动模块包括依次连接的晶体管和触发器，所述晶体管与所述转盘电机、蠕动泵组均连接，所述触发器与所述控制器连接，

所述加热和振荡模块包括均与所述控制器连接的振荡电机和加热器。

作为进一步的技术方案，所述蠕动泵组包括分别用于抽取原液和指示剂的第一蠕动泵和第二蠕动泵。

作为进一步的技术方案，所述控制器还与限位模块、温度传感器均连接。

作为进一步的技术方案，所述振荡电机和所述加热器均通过光耦电路与所述控制器连接。

作为进一步的技术方案，所述第一蠕动泵的个数为1～5个，所述第二蠕动泵包括分别用于提取溴甲酚紫指示剂和溴甲酚绿指示剂的两个蠕动泵。

作为进一步的技术方案，所述控制器还与通讯传输接口、数据存储模块、仿真器和热敏打印机均连接。

作为进一步的技术方案，所述控制器通过输出转换电路与发光二极管连接。

作为进一步的技术方案，所述输出转换电路包括依次连接的三极管和继电器，所述三极管与控制器连接，所述继电器与发光二极管连接，且所述继电器与单向二极管反并联连接。

作为进一步的技术方案，所述控制器通过接口转换器与扩展通讯传输接口连接。

本实用新型使用原理及有益效果为：

1、本实用新型通过水溶性酸测试仪控制***的设置实现了水溶性酸检测的自动化操作，只需加入油样仪器便可依次完成加热、振荡、静放、分离、检测等操作，无需人工配置大量的药液，有效简化了测试过程中的操作流程，降低了测试的繁琐性和操作人员的劳动强度，节约了人工，提高了测试效率和精确度，使得不具备专业测试知识的人也可完成测试，符合高效生产的使用要求。另外，本实用新型采用比色法测定pH值，彩色大屏液晶操作***，该仪器采用电子眼检测大大提高了人眼检测的误差。本仪器采用全自动设计，大大减少了操作人员与药液的接触，提高了操作人员长期接触试剂的安全性。经测试本仪器完全符合GB/T7598-2008标准，为国内首创，可准确检测变压器油，汽轮机油和抗燃油等石油产品的水溶性酸。

2、本实用新型将抽取样品杯中液体和指示剂的蠕动泵分离设置，有效避免了同一蠕动泵与不同液体均接触易造成液体污染的现象发生，确保了设备测试结果的准确性；同时抽取样品液和指示剂采用不同蠕动泵，也缩短了抽取不同液体间的时间差，提高了工作效率。

限位模块的设置使得转盘电机转动到设定杯位时可自动停止转动，实现了设备运转的自动化，有效降低了操作人员的劳动强度，提高了设备运转的精确度。其中限位模块可通过限位传感器来实现，限位传感器可采用STR10型限位传感器，或者可以检测样品杯位置的其他类型。

本实用新型中温度测试可以通过普通的温度计进行测试，也可采用温度传感器，而采用温度传感器，使得设备在运转过程中可对油样的温度进行实时监控，实现测试过程中温度的精准监控，保证了测试效果，避免了温度偏差对测试结果的不良影响，设置科学合理。温度传感器采用高精度的18B20型温度传感器，进一步提高了工作过程中加热器温度控制的准确性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型控制***框线示意图；

图2为本实用新型中人机交互模块的电路原理图；

图3为本实用新型中转盘和抽液模块的电路原理图；

图4为本实用新型中加热和振荡模块的电路原理图；

图5为本实用新型中输出转换电路的结电路原理图；

图6为本实用新型中仿真器的电路原理图；

图7为本实用新型中接口转换器的电路原理图；

图中：1-控制器，2-人机交互模块，3-转盘和抽液模块，31-动力装置驱动模块，311-晶体管，312-触发器，32-转盘电机，33-蠕动泵组，331-第一蠕动泵，332-第二蠕动泵，4-颜色检测模块，5-加热和振荡模块，51-振荡电机，52-加热器，53-光耦电路，6-限位模块，7-温度传感器，8-输出转换电路，81-三极管， 82-继电器，83-单向二极管，9-数据存储模块，10-仿真器，11-热敏打印机，12- 通讯传输接口，13-发光二极管，14-接口转换器，15-扩展通讯传输接口，16-稳压器，17-开关电源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～7所示，本实用新型提出的水溶性酸测试仪控制***，包括控制器1，

控制器1与人机交互模块2、转盘和抽液模块3、颜色检测模块4、加热和振荡模块5均连接，

转盘和抽液模块3包括均通过动力装置驱动模块31与控制器1连接的转盘电机32、蠕动泵组33，

动力装置驱动模块31包括依次连接的晶体管311和触发器312，晶体管311 与转盘电机32、蠕动泵组33均连接，触发器312与控制器1连接，

加热和振荡模块5包括均与控制器1连接的振荡电机51和加热器52。

使用时，将盛有油样和水的样品杯放置仪器转盘上，操作人员通过人机交互模块2中的交互工具(触摸屏或电脑等)设置好试验和***参数，启动设备开始试验。加热和振荡模块5中的加热器52对样品杯中液体进行加热，加热到设置温度后，振荡电机51启动使得样品杯内的油样和水充分混合，在此过程中液体温度始终保持在标准要求范围内，之后静置一定时间使得试样样品分层。分层后转盘和抽液模块3控制转盘电机32转动，待样品杯旋转至设定杯位时，手动或通过限位模块6控制转盘电机32停止转动。之后，蠕动泵组33先将设定杯位上样品杯中的液体进行抽取后加入试验杯中，再抽取一定量的指示剂加入到试验杯中，待试验杯中各液体充分混合后，颜色检测模块4检测试验杯中样品和指示剂混合液的颜色，并将其与控制器1中存储的标准溶液颜色进行对比，得到该样品的pH值。整个试验结束后人机交互模块2会将实验结果显示到液晶屏上。

其中，控制器1通过稳压器16(AMS1117-3.3)与开关电源17连接，稳压器16的加入可将开关电源17的电压调整至控制器1工作所需大小，这一设置有效增加了设备使用过程中电源电压的稳定性，提高了设备整体的工作稳定性，保证了使用效果。人机交互模块2的设置增加了设备的人机交互功能，提高了设备的适用范围，便于用户对不同种类的样品进行测试；动力装置驱动模块31 的设置实现了不同动力装置(转盘电机32、蠕动泵组33)的有序工作，提高了设备运转的精确性和可控性，进一步保证了测试效果的准确性。

本实用新型所用人机交互模块2可采用具有触摸屏式显示器或与鼠标键盘配合使用的显示器。其中显示器可采用DGUS液晶触摸屏，屏尺寸5.0英寸，比例16：9，分辨率800*480，支持触摸屏，可靠性、稳定性好，抗干扰能力强。按键值返回配合变量图标、变量录入配合艺术字、滑块拖动配合曲线显示等等触控功能与显示功能相配合即可完成非常炫酷的人机交互效果。

颜色检测模块4可采用TCS230颜色传感器，通过分别检测一种颜色反映出来的光的红、绿、蓝分量，通过把光强线性转换为频率信号，量化出R、G、B 值，从而计算出颜色。不同的光线通过物体反映出来的光强是不同的。所以进行白平衡，即首先测量出基准光源的RGB光强值。然后将水溶性酸色阶在同一光线下通过不同色颜色区分红、绿、蓝分量。将标准色阶保存在单片机内，用实验结果的溶液颜色跟标准色阶进行精准的数据区分，从而分辨出实验结果跟哪一pH值得标准色阶相吻合。

本实用新型通过水溶性酸测试仪控制***的设置实现了水溶性酸检测的自动化操作，只需加入油样仪器便可依次完成加热、振荡、静放、分离、检测等操作，无需人工配置大量的药液，有效简化了测试过程中的操作流程，降低了测试的繁琐性和操作人员的劳动强度，节约了人工，提高了测试效率和精确度，使得不具备专业测试知识的人也可完成测试，符合高效生产的使用要求。另外，本实用新型采用比色法测定pH值，彩色大屏液晶操作***，该仪器采用电子眼检测大大提高了人眼检测的误差。本仪器采用全自动设计，大大减少了操作人员与药液的接触，提高了操作人员长期接触试剂的安全性。经测试本仪器完全符合GB/T7598-2008标准，为国内首创，可准确检测变压器油，汽轮机油和抗燃油等石油产品的水溶性酸。

进一步，蠕动泵组33包括分别用于抽取样品液和指示剂的第一蠕动泵331 和第二蠕动泵332。

本实用新型将抽取样品杯中液体和指示剂的蠕动泵分离设置，有效避免了同一蠕动泵与不同液体均接触易造成液体污染的现象发生，确保了设备测试结果的准确性；同时抽取样品液和指示剂采用不同蠕动泵，也缩短了抽取不同液体间的时间差，提高了工作效率。

进一步，控制器1还与限位模块6、温度传感器7均连接。

限位模块6的设置使得转盘电机32转动到设定杯位时可自动停止转动，实现了设备运转的自动化，有效降低了操作人员的劳动强度，提高了设备运转的精确度。其中限位模块6可通过限位传感器来实现，限位传感器可采用STR10 型限位传感器，或者可以检测样品杯位置的其他类型。

本实用新型中温度测试可以通过普通的温度计进行测试，也可采用温度传感器，而采用温度传感器7，使得设备在运转过程中可对油样的温度进行实时监控，实现测试过程中温度的精准监控，保证了测试效果，避免了温度偏差对测试结果的不良影响，设置科学合理。温度传感器采用高精度的18B20型温度传感器，进一步提高了工作过程中加热器温度控制的准确性。

进一步，振荡电机51和加热器52均通过光耦电路53与控制器1连接。

本实用新型采用具有大功率固态继电器的光耦电路53控制振荡电机51和加热器52，控制器1通过固态继电器可以直接控制220V交流电，确保了振荡电机51和加热器52的正常运转，进一步确保了设备使用的安全性和稳定性。

进一步，第一蠕动泵331的个数为1～5个，第二蠕动泵332包括分别用于提取溴甲酚紫指示剂和溴甲酚绿指示剂的两个蠕动泵。

第一蠕动泵331设为多个，使得设备可一次测试多个油样，这一设置大大提高了测试效率，缩短了测试时间。

不同指示剂采用不同蠕动泵进行抽取，保证了不同指示剂间不会交叉感染，进一步增强了设备的测试精度，设置科学合理。

进一步，控制器1还与通讯传输接口12、数据存储模块9、仿真器10和热敏打印机11均连接。

数据存储模块9的设置使得设备具有很好的掉电保持功能，可储存断电前的100条实验数据，方便用户之后对其进行调取。另外，设备还设有通讯传输接口12(如USB接口，无线蓝牙传输接口)，使其与电脑连接方便，便于数据传输与管理，可随时将数据传送到计算机中进行分析和统计，符合用户使用需求，设计科学合理。热敏打印机11的设置，使得设备在检测完成后，可根据需要随时将检测结果打印成实验报告，便于后续查看或存储，实现了设备的多功能性，设计科学合理，符合用户使用需求。

数据存储模块9采用24C02器件，用于掉电数据保存。因为单片机内部没有EEPROM，所以电路外扩了24C02，该芯片的容量为2Kbit，也就是256个字节，用于存储重要数据，该芯片直接挂在STM32的IO口上。该芯片可自动递增地址，具有高可靠性，擦写寿命可达100万次，数据保持时间可达100 年。

仿真器10采用20针标准JTAG调试口，在电路板标号为：JTAG。该JTAG 口直接可以和ULINK或者JLINK或者STLINK等调试器(仿真器)连接。

进一步，控制器1通过输出转换电路8与发光二极管13连接。

发光二极管13采用高亮LED光源，这一设置可更准确地测量试验品的透光颜色，保证颜色检测这一工序测试结果的准确性，进一步提高设备测试的精确性。

输出转换电路8的设置可将控制器1输出的小电流进行放大，进而满足发光二极管13的工作要求。

进一步，输出转换电路8包括依次连接的三极管81和继电器82，三极管 81与控制器1连接，继电器82与发光二极管13连接，且继电器82与单向二极管83反并联连接。

单向二极管83的设置增加了继电器82使用过程中的安全性，进而确保了整个设备运转的安全性和稳定性，设置科学合理。

进一步，控制器1通过接口转换器14与扩展通讯传输接口15连接。

扩展通讯传输接口15的设置增加了设备通讯传输接口的数量，进一步增强了设备信息、传输、存储与人机交互的使用性能，符合用户的使用需求。

其中，本实用新型所采用的三极管81型号为8050，继电器82型号为 RELAY-SPDT，单向二极管83型号为1N4148。数据存储模块9采用的是 ST24C02RM3，仿真器10采用JTAG调试口。接口转换器14型号为PL2303。控制器1型号为STM32F103RBT6，温度传感器7型号为DS18B20，颜色检测模块4型号为TCS230，稳压器16为AMS1117-3.3稳压器，触发器312的型号均为MC74HC574DW，晶体管311型号为ULN2803。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (9)

1.水溶性酸测试仪控制***，其特征在于，包括控制器(1)，

所述控制器(1)与人机交互模块(2)、转盘和抽液模块(3)、颜色检测模块(4)、加热和振荡模块(5)均连接，

所述转盘和抽液模块(3)包括均通过动力装置驱动模块(31)与所述控制器(1)连接的转盘电机(32)、蠕动泵组(33)，

所述动力装置驱动模块(31)包括依次连接的晶体管(311)和触发器(312)，所述晶体管(311)与所述转盘电机(32)、蠕动泵组(33)均连接，所述触发器(312)与所述控制器(1)连接，

所述加热和振荡模块(5)包括均与所述控制器(1)连接的振荡电机(51)和加热器(52)。

2.根据权利要求1所述的水溶性酸测试仪控制***，其特征在于，所述蠕动泵组(33)包括分别用于抽取原液和指示剂的第一蠕动泵(331)和第二蠕动泵(332)。

3.根据权利要求1所述的水溶性酸测试仪控制***，其特征在于，所述控制器(1)还与限位模块(6)、温度传感器(7)均连接。

4.根据权利要求1所述的水溶性酸测试仪控制***，其特征在于，所述振荡电机(51)和所述加热器(52)均通过光耦电路(53)与所述控制器(1)连接。

5.根据权利要求2所述的水溶性酸测试仪控制***，其特征在于，所述第一蠕动泵(331)的个数为1～5个，所述第二蠕动泵(332)包括分别用于提取溴甲酚紫指示剂和溴甲酚绿指示剂的两个蠕动泵。

6.根据权利要求1所述的水溶性酸测试仪控制***，其特征在于，所述控制器(1)还与通讯传输接口(12)、数据存储模块(9)、仿真器(10)和热敏打印机(11)均连接。

7.根据权利要求1所述的水溶性酸测试仪控制***，其特征在于，所述控制器(1)通过输出转换电路(8)与发光二极管(13)连接。

8.根据权利要求7所述的水溶性酸测试仪控制***，其特征在于，所述输出转换电路(8)包括依次连接的三极管(81)和继电器(82)，所述三极管(81)与控制器(1)连接，所述继电器(82)与发光二极管(13)连接，且所述继电器(82)与单向二极管(83)反并联连接。

9.根据权利要求1～7任一项所述的水溶性酸测试仪控制***，其特征在于，所述控制器(1)通过接口转换器(14)与扩展通讯传输接口(15)连接。