CN2242458Y - 微机控制运动粘度计 - Google Patents

Abstract

一种微机控制运动粘度计，由单片微机及测量控制电路，辅助加热器、控温加热器、搅拌器、照明灯、恒温浴缸、毛细管粘度计、温度传感器、数码管显示器、报警器、开关稳压电源及键盘组成，由单片微机对恒温浴缸自动进行加温和恒温控制，数字显示温度，并由微机计时，自动计算，显示所测油样运动粘度和恩氏粘度。它具有操作，维护简便、测定数据准确，性价比高的优点，无需人工干预，大大减轻了化验人员的劳动强度。

Description

微机控制运动粘度计

本实用新型涉及粘度计，尤其涉及一种微机控制运动粘度计。

运动粘度是石油产品的一项重要指标，几乎所有的有关油品标准都将其列为必测项目。也是铁路化验部门对于各类在用油的常规化验项目。国家为此确定了专门的标准GB_265-88。

由于油品的粘温特性随温度变化量很大，因此在测定过程中，必须保持温场的恒定，GB_265-88规定试验温度必须保持恒定到±0.1℃，因此，试验对恒温浴缸的温度调整提出了很高的要求。长期以来，化验部门沿用的是传统的两位式控温技术，并采用人工目视读数辅助控温，手动计时，测定结果由人工进行数据处理，控温精度差，劳动强度大，费时、费工、测试精度也比较低。近年来，虽然在恒温浴的结构上做了一些改进，但测控技术方面的改进却不大。国产现有产品大都是简单的电气控制，较好的自动粘度计也仅采用了早期微处理器Z₈₀等，在抗干扰性及可靠性方面均劣于目前的工控型单片机，而且其操作调节较复杂，因此使用面较窄。随着国民经济的发展，大量内燃设备投入使用。化验部门迫切需要一种在现有运动粘度测定器基础上升级换代的新型智能仪器。

本实用新型的目的在于：提供一种具有较高的性能价格比、操作方便、维护简单，同时具有数据处理能力，可直接测出运动粘度和恩氏粘度值的微机控制运动粘度计。

本实用新型由单片机及测量控制电路、高速升温辅助加热器、两组控温加热器、搅拌器、照明灯，恒温浴缸、毛细管粘度计、温度传感器、数码管显示器、报警器及开关稳压电源组成，由单片机控制加热器对恒温浴缸自动进行快速加温和恒温控制，数字显示温度和计时，自动计算并显示测量结果。

本实用新型在单片机内增设了升温控温接口电路由74系列驱动器、光电耦合器、三极管、固态继电器以及其它阻容元件构成。

本实用新型的单片机内的6个电子秒表及温度显示共用数码管显示器及键盘，由单片机分配次数和通路。

本实用新型的温度测量电路采用了高精度线性补偿运算放大器，高精度双积分A/D转换器。

本实用新型具有以下优点：

采用工控型单片微机技术，实现整机控制、测量和数据处理，硬件结构简单，将主要功能交由软件实现，可靠性高，调试维护修改简单；恒温、温度测量全部控制均由单片机执行，无需人工干预，大大减轻了化验人员的劳动强度，提高了测量精度。本实用新型还具有操作方便、维护简单，测定数据准确、性价比高的优点，同时还具有数据处理能力和纠错显示能力。

图1：为本实用新型装置框图。

图2：为本实用新型原理流程框图。

图3：为本实用新型升温控温接口电路的电路图。

图4：为本实用新型温度测量电路的电路图。

以下结合实施例对照附图对本实用新型进行详细说明

本实用新型由微机及测量控制电路1、辅助加热器(100W)2、控温加热器(600W、300W)3、4、搅拌器5、照明灯6、恒温浴缸7，温度传感器8、数码管显示器9、报警器10、毛细管粘度计11、开关稳压电源12及键盘13组成。由微机控制加热器2、3、4对恒温浴缸7自动进行快速加温和恒温控制、数字显示温度和计时，自动计算并显示测量结果。

本实用新型在单片微机内增设了一个由微机控制的高速辅助升温及控温接口以实现高精度控温。该升温及控温接口电路由74系列同相(如：7407)驱动器、光电耦合器GD、三极管T₁、固态继电器GJ₅及电阻R₁、R₂、R₃、R₄组成。单片微机的中央处理器8031的P₁₅、P_1.1、P_1.0分别控制三个加热器2、3、4，它们分别接同相驱动器的输入1、11、13脚，驱动器输出脚2或10接至光电耦合器GD控制触发端，光电耦合器GD输出经电阻R₃至三极管T₁基极，三极管T₁的集电极接固态继电器GJ₅负端，固态继电器控制加热器3、4与220伏电源的通断，其原理如下：控制300W和600W加热器为两组相同电路，以300W为例，加热时P_1.5输出高电位，使同相驱动器7407脚2为高电位，光电耦合器GD截止，三极管T₁导通，使固态继电器GJ₅过零触发导通，220V交流电加在300W加热器上，使300W加热器工作。300W和600W加热器的工作方成为间歇式通断方式，以便进行PID调节和恒温控制。固态继电器GJ₅采用无触点固态继电器，而且是过零触发模式。1000W加热器只是在快升温时投入工作，每次测量只动作一次，因此采用前级工作原理与另二加热器相似，为了防止控制电路对单片微机***产生干扰，单片微机电源和控制电路的电源是分开的，并通过光电耦合器进行隔离。图中D+5V为单片机电源，A+5V为控制电路电源，

为控制电路地。

本实用新型温度测量电路由温度传感器8、运算放大器IC、电容C₁、C₂及电阻R₅、R₆、R₇组成。温度传感器Rt采用精密铂电阻温度传感器(Pt100)、运算放大器IC采用高精度低漂移运算放大器OP₀₇，其7脚接+5V、4脚接-5V，电阻R₅一端接2.5V基准电压，另一端接温度传感器Rt。本实用新型A/D转换器为41/2位双积分A/D转换器ICL₇₁₃₅，这是一种低速A/D转换器，其速率均为每秒2-3次至10次，但转换分辨率高，线性好，抗工频干扰能力强，易与微机接口。本实用新型的恒温浴缸采用双层保温装置，其恒温控制采用微机高速辅助升温加PID调节的控制模式，即在高设定的恒温点较远时，开启全部加热器，当接近设定的恒温点时，再由微机根据室温与设定恒温点的差值决定选用控温加热器3或4，或两组一齐调控。

本实用新型的单片机内的6个电子秒表及温度显示共用数码管显示器及键盘，并由单片机分配次数和通路。

本实用新型采用手动秒表计时，充分利用单片机定时器资源，通过调整定时常数，使计时精度优于0.05秒，并可实现测定计时数据直接读入。本实用新型还设置了校时输出接口，可直接输出计时脉冲信号，由标准计或校表仪校核。为提高手控计时精度，计时按键采用短行程高灵敏度按键，并在软件处理上取消防抖延时，采用直接跳转方式，有效提高了计时精度。

本实用新型的测量过程如下：当开启本仪器时，开关稳压电源12供给各部分所需电源，照明灯6点亮，将恒温浴缸7照明，搅拌器5不断搅拌恒温浴缸7内的加热液体，温度传感器8感受待加热液体的温度，经单片微机及测量控制电路1根据所确定的试验温度决定三个加热器2、3、4是否都投入工作，在加热到接近其试验温度时，关闭辅助加热器2，由控温加热器3或4或两者共同工作进行比例积分微分(PID)调节。使其恒温在试验温度上，当恒温时间到，报警器10报讯，提醒操作人员可开始对一直浸在恒温浴缸7中的毛细管粘度计11进行测量，恒温浴缸7内一般放入四支毛细管粘度计，均对其内的油样由一点流动到另一点进行计时，数码管显示器9计时，自动计算并显示运动粘度或恩氏粘度。

Claims (4)

1、一种微机控制运动粘度计，包括单片微机及测量控制电路(1)、控温加热器(3、4)、搅拌器(5)、照明灯(6)、恒温浴缸(7)、温度传感器(8)，毛细管粘度计(11)，键盘(13)及电源(12)，其特征在于：还包括辅助加热器(2)，数码管显示器(9)，报警器(10)，电源(12)采用开关稳压电源，由单片微机控制加热器(2、3、4)对恒温浴缸(7)自动进行快速和恒温控制，数字显示温度和计时，自动计算并显示测量结果。

2、根据权利要求1所述的微机控制运动粘度计、其特征在于：微机及测量控制电路(1)中设有升温及控温接口电路，由74系列同相驱动器，光电耦合器(GD)、三极管(T₁)、固态继电器(GJ₅)及电阻(R₁-R₄)组成；单片微机的中央处理器8031的P_1.5、P_1.1、P_1.0分别控制三个加热器(2、3、4)，并分别接同相驱动器的输入1、11、13脚，同相驱动器输出脚2或10接至光电耦合器(GD)控制触发端，光电耦合器(GD)输出经电阻(R₃)至三极管(T₁)基极，其集电极接至继电器(GJ₅)，由继电器(GJ₅)控制加热器的通斯电。

3、根据要求1或2所述的微机控制运动粘度计，其特征在于：单片机内的6个电子秒表及温度显示共用数码管显示端(9)及键盘(13)，并由单片机分配次数和通路。

4、根据权利要求1或2所述的微机控制运动粘度计，其特征在于：微机及测量控制电路(1)中的温度测量电路由温度传感器(8)、运算放大器(IC)，抗干扰电容(C₁、C₂)及电阻(R₅-R₇)，温度传感器(2)采用精密铂电阻温度传感器，运算放大器(IC)用高精度低漂移运算放大器；A/D转换器为4  1/2位双积分A/D转换器。

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