專(zhuān)利名稱(chēng)：一種毛細(xì)管粘度計(jì)的自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置及計(jì)時(shí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種毛細(xì)管粘度計(jì)的自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置，屬毛細(xì)管粘度計(jì)的自動(dòng)計(jì)時(shí)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
毛細(xì)管粘度計(jì)是測(cè)定高分子溶液粘度、分子量、支化度等有關(guān)特性參數(shù)的重要儀器。傳統(tǒng)的高分子溶液烏式粘度測(cè)量中，采用的是肉眼觀察和手動(dòng)秒表計(jì)時(shí)的方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，精度不高。為了更快速、更準(zhǔn)確地測(cè)定高聚物的特性粘度，美國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)家先后研制出各種不同的自動(dòng)毛細(xì)管粘度測(cè)試儀器。如德國(guó)SCHOTT公司和美國(guó)CANNON公司均生產(chǎn)系列自動(dòng)毛細(xì)管粘度測(cè)定儀，國(guó)內(nèi)上海和南京也有公司生產(chǎn)自動(dòng)粘度測(cè)試儀，但這些自動(dòng)粘度儀都通過(guò)光纖探頭進(jìn)行液位檢測(cè)，由于過(guò)度追求自動(dòng)化程度和儀器的通用性，使得其設(shè)計(jì)上存在一些缺陷，不利于儀器精度的提高，如檢測(cè)探頭和粘度計(jì)分離，不同粘度計(jì)可以隨時(shí)替換等。由于每次取放的位置存在誤差，加上取放操作對(duì)檢測(cè)探頭或光纖頭的碰撞和污染，難免引進(jìn)誤差；另外，光纖檢測(cè)不適于深色液體，普通光電元件的耐溫程度較低，在進(jìn)行高溫粘度測(cè)試時(shí)也無(wú)法使用。發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種毛細(xì)管粘度計(jì)的自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置及計(jì)時(shí)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
—種毛細(xì)管粘度計(jì)的自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置，包括三根鉬絲電極A、B和C、兩個(gè)電橋、兩個(gè)比較放大器、兩個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、顯示驅(qū)動(dòng)芯片和數(shù)字顯示器，其特征在于鉬絲電極A —端固定在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn)a上，鉬絲電極B —端固定在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn)b上，兩根鉬絲電極A、B的另一端分別與第一及第二個(gè)電橋中的橋臂電阻連接；鉬絲電極C 一端固定在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn)b處以下，其另一端連接到接入兩電橋的電源負(fù)極端，從而使得由鉬絲電極A或B、鉬絲電極C及被測(cè)液體串接構(gòu)成待測(cè)電阻；第一個(gè)電橋及第二個(gè)電橋的“橋”支路端分別接到第一及第二個(gè)比較放大器中的輸入端，第一及第二個(gè)比較放大器的輸出端分別接到第一及第二個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端，兩電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別連接到單片機(jī)的接口上；單片機(jī)通過(guò)其I/O 口和顯示驅(qū)動(dòng)芯片相連接，顯示驅(qū)動(dòng)芯片和數(shù)字顯示器相連接；
所述的電平轉(zhuǎn)換電路由一個(gè)限流電阻后面連接一非門(mén)電路構(gòu)成。
所述的三根鉬絲電極A、B和C直接燒結(jié)在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管的玻璃管壁內(nèi)以使其固定，管外鉬絲電極部分用玻璃管封裝固定在玻璃管外壁上，玻璃管封口處裝有接線(xiàn)柱 A’ B’ C’分別和鉬絲電極A、B和C相連接。
一種利用上述計(jì)時(shí)裝置進(jìn)行計(jì)時(shí)的方法，采用中斷處理方式進(jìn)行計(jì)時(shí)，包括顯示處理過(guò)程和中斷處理過(guò)程(即計(jì)時(shí)處理過(guò)程)，其中顯示處理過(guò)程步驟如下
D開(kāi)始；
2)定時(shí)器初始化；
3)置中斷定時(shí)器；
4)置外中斷；
5)置毫秒計(jì)數(shù)器；
6)判斷是否到達(dá)刷新時(shí)間，如果刷新時(shí)間到，轉(zhuǎn)入步驟7)，如果時(shí)間不到，返回重復(fù)步驟6)；
7)顯示區(qū)數(shù)據(jù)處理，顯示刷新；
8)判斷A電極和B電極是否同時(shí)接通，如果同時(shí)接通時(shí)則轉(zhuǎn)入步驟9)，如果未同時(shí)接通則直接返回步驟6)；
9)計(jì)時(shí)顯示器復(fù)位，然后返回步驟6)。
在執(zhí)行顯示處理過(guò)程中，當(dāng)A電極斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生中斷，執(zhí)行中斷處理過(guò)程(即執(zhí)行計(jì)時(shí)處理過(guò)程)，步驟如下
①中斷處理開(kāi)始；
②判斷A電極是否斷開(kāi)，如果斷開(kāi)，轉(zhuǎn)入步驟③，如果未斷開(kāi)，返回重復(fù)步驟②；
③復(fù)位計(jì)時(shí)器；
④判斷是否A電極斷開(kāi)且B電極接通，如果是則轉(zhuǎn)入步驟⑤，如果不是則返回重復(fù)步驟④
⑤累加計(jì)時(shí)；
⑥判斷A電極和B電極是否同時(shí)斷開(kāi)，如果同時(shí)斷開(kāi)則轉(zhuǎn)入下一步，如果未同時(shí)斷開(kāi)則返回步驟⑤；
⑦計(jì)時(shí)停止；
⑧返回?cái)帱c(diǎn)處。
本發(fā)明的工作原理如下當(dāng)毛細(xì)管粘度計(jì)的檢測(cè)管進(jìn)行測(cè)量時(shí)，被測(cè)液體液面位于計(jì)時(shí)線(xiàn)a位置之上時(shí)，由于所測(cè)液體的導(dǎo)電性能使得形成一個(gè)由鉬絲電極A、電橋A中的橋臂電阻、直流電源和鉬絲電極C組成的閉合回路，另一個(gè)閉合回路由鉬絲電極B、電橋B中的橋臂電阻、直流電源和鉬絲電極C組成，兩個(gè)電橋中的“橋”支路端的信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器放大后，引入電平轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換及信號(hào)放大后再將信號(hào)送入單片機(jī)中；當(dāng)被測(cè)液體液面下降到位于計(jì)時(shí)線(xiàn)a以下時(shí)，第一個(gè)閉合回路斷開(kāi)(A電極斷開(kāi))，其斷開(kāi)狀態(tài)下的電橋輸出信號(hào)通過(guò)第一路比較放大器放大及電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后將信號(hào)送入單片機(jī)中，在計(jì)時(shí)線(xiàn)a處鉬絲電極A的端點(diǎn)離開(kāi)液面的瞬間時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)；當(dāng)被測(cè)液體液面下降到位于計(jì)時(shí)線(xiàn)b以下時(shí)，兩路閉合回路斷開(kāi)，兩個(gè)電橋的輸出信號(hào)通過(guò)兩路比較放大器放大及電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后將信號(hào)送入單片機(jī)中，在計(jì)時(shí)線(xiàn)b處鉬絲電極B的端點(diǎn)離開(kāi)液面的瞬間時(shí)刻計(jì)時(shí)結(jié)束，通過(guò)單片機(jī)計(jì)時(shí)后將計(jì)時(shí)結(jié)果送到數(shù)字顯示器以顯示時(shí)間。當(dāng)被測(cè)液體再次被吸到計(jì)時(shí)線(xiàn)a以上時(shí)，兩路閉合回路接通，計(jì)時(shí)顯示器復(fù)位，準(zhǔn)備下一次測(cè)量計(jì)時(shí)。
本發(fā)明的有益效果
I.檢測(cè)探頭固定到粘度計(jì)管壁上，防止碰撞和振動(dòng)引起的探測(cè)頭移動(dòng)引起的誤
2.可以檢測(cè)各種顏色或透明度的液體。
3.鉬絲電極的耐溫程度遠(yuǎn)大于光纖等光電元件，可以檢測(cè)更高溫度的液體。
4.制作簡(jiǎn)單，成本較低。


圖I是毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管部位示意圖，圖2是本發(fā)明毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管部位三根鉬絲電極A、B和C的固定部位示意圖。
其中1.球泡，2.毛細(xì)管，3.計(jì)時(shí)線(xiàn)a，4.計(jì)時(shí)線(xiàn)b。
圖3是本發(fā)明自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
其中5.電橋，6.電橋，7.電平轉(zhuǎn)換電路，8.電平轉(zhuǎn)換電路，9.單片機(jī)，10.顯示驅(qū)動(dòng)芯片，11.直流電源、12.比較放大器，13.比較放大器，14.數(shù)字顯示器。
圖4是本發(fā)明裝置中電橋、比較放大器及電平轉(zhuǎn)換電路的電路示意圖。
其中15.保護(hù)電阻，16.保護(hù)電阻，17.比較放大器，18.限流電阻，19.非門(mén)電路； 圖中電橋的M N端為檢流計(jì)G支路，即“橋”支路端，P Q端為電源E支路端，Ra為橋臂電阻，Rb、Rx為標(biāo)準(zhǔn)電阻。
圖5是本發(fā)明方法中顯示處理過(guò)程的流程框圖。其中1)-9)為其各個(gè)步驟。
圖6是本發(fā)明方法中中斷處理過(guò)程的流程框圖。其中①-⑧為其各個(gè)步驟。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。
實(shí)施例I :
本發(fā)明實(shí)施例I如圖1-4所示，包括三根鉬絲電極A、B和C、兩個(gè)電橋5和6、兩個(gè)比較放大器7、8、兩個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路12、13、單片機(jī)9、顯示驅(qū)動(dòng)芯片10和數(shù)字顯示器14，其特征在于鉬絲電極A —端固定在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn)a 3上，鉬絲電極B —端固定在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn)b4上，兩根鉬絲電極A、B的另一端分別與第一及第二個(gè)電橋5和6中的橋臂電阻Ra連接；鉬絲電極C 一端固定在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn) b4處下面，其另一端連接到接入兩電橋5和6的電源負(fù)極端，從而使得由鉬絲電極A或B、 鉬絲電極C及被測(cè)液體串接構(gòu)成待測(cè)電阻；第一個(gè)電橋及第二個(gè)電橋的“橋”支路M N端分別經(jīng)保護(hù)電阻15、16接到第一及第二個(gè)比較放大器7和8中的輸入端，第一及第二個(gè)比較放大器7和8的輸出端分別接到第一及第二個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路12和13的輸入端，兩電平轉(zhuǎn)換電路12、13的輸出端分別連接到單片機(jī)9的接口上；單片機(jī)9通過(guò)其I/O 口和顯示驅(qū)動(dòng)芯片10相連接，顯示驅(qū)動(dòng)芯片10和數(shù)字顯示器14相連接；
所述的電平轉(zhuǎn)換電路12或13是由一個(gè)限流電阻18后面連接一非門(mén)電路19構(gòu)成。
所述的三根鉬絲電極A、B和C直接燒結(jié)在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管的玻璃管壁內(nèi)以使其固定，管外鉬絲電極部分用玻璃管封裝固定在玻璃管外壁上，玻璃管封口處裝有接線(xiàn)柱 A’ B’ C’分別和鉬絲電極A、B和C相連接。
本發(fā)明實(shí)施例所用單片機(jī)為PIC16F877單片機(jī)。
實(shí)施例2
一種利用上述計(jì)時(shí)裝置進(jìn)行計(jì)時(shí)的方法，采用中斷處理方式進(jìn)行計(jì)時(shí)，包括顯示處理過(guò)程和中斷處理過(guò)程(即計(jì)時(shí)處理過(guò)程)，其中顯示處理過(guò)程如圖5所示，步驟如下
I)開(kāi)始；
2)定時(shí)器初始化；
3)置中斷定時(shí)器；
4)置外中斷；
5)置毫秒計(jì)數(shù)器；
6)判斷是否到達(dá)刷新時(shí)間，如果刷新時(shí)間到，轉(zhuǎn)入步驟7)，如果時(shí)間不到，返回重復(fù)步驟6)；
7)顯示區(qū)數(shù)據(jù)處理，顯示刷新；
8)判斷A電極和B電極是否同時(shí)接通，如果同時(shí)接通時(shí)則轉(zhuǎn)入步驟9)，如果未同時(shí)接通則直接返回步驟6)；
9)計(jì)時(shí)顯示器復(fù)位，然后返回步驟6)；
在執(zhí)行顯示處理過(guò)程中，當(dāng)A電極斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生中斷，執(zhí)行中斷處理過(guò)程(即執(zhí)行計(jì)時(shí)處理過(guò)程)，如圖6所示，步驟如下
①中斷處理開(kāi)始；
②判斷A電極是否斷開(kāi)，如果斷開(kāi)，轉(zhuǎn)入步驟③，如果未斷開(kāi)，返回重復(fù)步驟②；
③復(fù)位計(jì)時(shí)器；
④判斷是否A電極斷開(kāi)且B電極接通，如果是則轉(zhuǎn)入步驟⑤，如果不是則返回重復(fù)步驟④；
⑤累加計(jì)時(shí)；
⑥判斷A電極和B電極是否同時(shí)斷開(kāi)，如果同時(shí)斷開(kāi)則轉(zhuǎn)入下一步，如果未同時(shí)斷開(kāi)則返回步驟⑤；
⑦計(jì)時(shí)停止；
⑧返回原中斷點(diǎn)處。
權(quán)利要求
1.一種毛細(xì)管粘度計(jì)的自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置，包括三根鉬絲電極A、B和C、兩個(gè)電橋、兩個(gè)比較放大器、兩個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、顯示驅(qū)動(dòng)芯片和數(shù)字顯示器，其特征在于鉬絲電極A 一端固定在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn)a上，鉬絲電極B—端固定在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn)b上，兩根鉬絲電極A、B的另一端分別與第一及第二個(gè)電橋中的橋臂電阻連接； 鉬絲電極C 一端固定在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn)b處以下，其另一端連接到接入兩電橋的電源負(fù)極端，從而使得由鉬絲電極A或B、鉬絲電極C及被測(cè)液體串接構(gòu)成待測(cè)電阻； 第一個(gè)電橋及第二個(gè)電橋的“橋”支路端分別接到第一及第二個(gè)比較放大器中的輸入端， 第一及第二個(gè)比較放大器的輸出端分別接到第一及第二個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端，兩電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別連接到單片機(jī)的接口上；單片機(jī)通過(guò)其I/O 口和顯示驅(qū)動(dòng)芯片相連接，顯示驅(qū)動(dòng)芯片和數(shù)字顯示器相連接；電平轉(zhuǎn)換電路由一個(gè)限流電阻后面連接一非門(mén)電路構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求I所述的一種毛細(xì)管粘度計(jì)的自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置，其特征在于所述的三根鉬絲電極A、B和C直接燒結(jié)在毛細(xì)管粘度計(jì)檢測(cè)管的玻璃管壁內(nèi)以使其固定，管外鉬絲電極部分用玻璃管封裝固定在玻璃管外壁上，玻璃管封口處裝有接線(xiàn)柱A’ B’ C’分別和鉬絲電極A、B和C相連接。
3.一種利用上述計(jì)時(shí)裝置進(jìn)行計(jì)時(shí)的方法，采用中斷處理方式進(jìn)行計(jì)時(shí)，包括顯示處理過(guò)程和中斷處理過(guò)程，其中顯示處理過(guò)程步驟如下1)開(kāi)始；2)定時(shí)器初始化；3)置中斷定時(shí)器；4)置外中斷；5)置毫秒計(jì)數(shù)器；6)判斷是否到達(dá)刷新時(shí)間，如果刷新時(shí)間到，轉(zhuǎn)入步驟7)，如果時(shí)間不到，返回重復(fù)步驟6)；7)顯示區(qū)數(shù)據(jù)處理，顯示刷新；8)判斷A電極和B電極是否同時(shí)接通，如果同時(shí)接通時(shí)則轉(zhuǎn)入步驟9)，如果未同時(shí)接通則直接返回步驟6)；9)計(jì)時(shí)顯示器復(fù)位，然后返回步驟6)；在執(zhí)行顯示處理過(guò)程中，當(dāng)A電極斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生中斷，執(zhí)行中斷處理過(guò)程，步驟如下①中斷處理開(kāi)始；②判斷A電極是否斷開(kāi)，如果斷開(kāi)，轉(zhuǎn)入步驟③，如果未斷開(kāi)，返回重復(fù)步驟②；③復(fù)位計(jì)時(shí)器；④判斷是否A電極斷開(kāi)且B電極接通，如果是則轉(zhuǎn)入步驟⑤，如果不是則返回重復(fù)步驟④；⑤累加計(jì)時(shí)；⑥判斷A電極和B電極是否同時(shí)斷開(kāi)，如果同時(shí)斷開(kāi)則轉(zhuǎn)入下一步，如果未同時(shí)斷開(kāi)則返回步驟⑤；⑦計(jì)時(shí)停止；⑧返回原中斷點(diǎn)處。
全文摘要
一種毛細(xì)管粘度計(jì)的自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置，屬毛細(xì)管粘度計(jì)的自動(dòng)計(jì)時(shí)技術(shù)領(lǐng)域。包括鉑絲電極和單片機(jī)等，其特征在于鉑絲電極A、B一端分別固定在檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn)a、b處，鉑絲電極A、B另一端分別和兩個(gè)電橋橋臂電阻相連接，橋臂電阻連接直流電源的正極；鉑絲電極C一端固定在檢測(cè)管內(nèi)計(jì)時(shí)線(xiàn)b處以下，其另一端連接到電橋的負(fù)極；兩個(gè)電橋的電壓輸出信號(hào)經(jīng)比較放大器放大后接入兩電平轉(zhuǎn)換電路，兩電平轉(zhuǎn)換電路分別接到單片機(jī)接口上；單片機(jī)和數(shù)字顯示器相連。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)為檢測(cè)頭固定到管壁上，防止碰撞振動(dòng)引起探頭移動(dòng)帶來(lái)的誤差。能測(cè)各種顏色或透明度的液體。鉑絲電極耐溫大于光纖等光電元件，可檢測(cè)高溫度液體。制作簡(jiǎn)單，成本低。
文檔編號(hào)G01N11/06GK102539286SQ20111036378
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者張華勇, 李天鐸, 邱書(shū)波 申請(qǐng)人:山東輕工業(yè)學(xué)院