專利名稱：新型蓄電池電解液密度綜合測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄電池電解液各指標(biāo)測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種對各種蓄電池電解液的液位高度、溫度和電解液密度值進(jìn)行一次性測量的新型蓄電池電解液密度綜合測量。
背景技術(shù)：
新型蓄電池電解液密度綜合測量儀主要應(yīng)用于汽修廠、空軍基地等經(jīng)常需要對蓄電池的各項性能指標(biāo)做測試以判定該蓄電池是否需要更換或補(bǔ)充電解液、是否需要充電、是否已經(jīng)充好等。這些指標(biāo)包括電解液密度、溫度、在電池內(nèi)的液面高度等。以前的測試方法是用普通的浮力計測密度、用溫度計側(cè)當(dāng)前溫度、用頁面尺測量液面高度、用萬用表測電壓，完成對一塊蓄電池的測試需要四種設(shè)備，不僅繁瑣、效率低、工作強(qiáng)度大，而且密度測量值不夠準(zhǔn)確(誤差超過10%)，精度較高的密度儀要么是進(jìn)口的設(shè)備、要么就是臺式的，需將電解液從蓄電池中取出做分析，無法用在現(xiàn)場環(huán)境中，本測量儀測量液體密度的精度超過0.5%，液面高度和溫度測量精度高于1% ;密度測量范圍為0.8至1.5，液面高度測量范圍O至5 cm視用戶要求，溫度測量范圍O至70°C ;密度測量靈敏度高，可分辨0.1%的變化；三種指標(biāo)的一次性測量、顯示時間不超過30秒；可存儲100次測量結(jié)果，并可通過串行通信口與電腦連接、上傳數(shù)據(jù)用于存儲、分析；現(xiàn)有單一測密度的便攜設(shè)備精度不高于5%，遠(yuǎn)低于本系統(tǒng)。新型蓄電池電解液密度綜合測量儀以密度測量為主，由于密度不能直接測得，所以將密度測量轉(zhuǎn)化為在體積一定的情況下，對液體質(zhì)量進(jìn)行測量，再通過公式P =m/v將質(zhì)量轉(zhuǎn)換為密度，從而實現(xiàn)對液體密度的測量。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有儀器的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種可以對蓄電池電解液多種參數(shù)進(jìn)行高效率、高精度、高可靠性和穩(wěn)定性的測量工具和方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下方案:—種新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，包括液位測量裝置、吸液排液裝置、稱重裝置、顯示裝置、內(nèi)部液位控制裝置、溫度測量裝置、鍵盤控制裝置和主板電路，該儀器采用AD公司的ADuC847單片機(jī)，24位AD，可對蓄電池電解液密度、溫度和液面高度進(jìn)行一次性高精度測量，且以密度測量為主，可分辨0.1%的密度變化，液面高度和溫度測量精度均高于1%，儀器體積小方便攜帶，且測量速度快，各指標(biāo)一次性測量的平均時間在40秒以內(nèi)，儀表設(shè)有串行通信接口，可將測量的多組蓄電池指標(biāo)發(fā)送到電腦上進(jìn)行存儲。所述稱重裝置包括稱重傳感器和計量罐，計量罐整體是圓柱形，接近開口的位置設(shè)計的口徑較小，目的是為了防止計量罐內(nèi)液體因計量罐抖動而出現(xiàn)液面大幅度的波動，影響體積的標(biāo)定與測量，計量罐內(nèi)底部設(shè)計為凹面，是為了能排空罐內(nèi)的樣液，防止對下一次測量產(chǎn)生影響，計量罐內(nèi)壁光滑，能防止殘液粘在內(nèi)壁上影響測量結(jié)果，計量罐與應(yīng)變式傳感器相連，罐內(nèi)的溫度傳感器，液位控制傳感器和進(jìn)液管均單獨設(shè)計，不與計量罐相連，所述應(yīng)變式傳感器只獲得計量罐和液體的重量，保證了測量的精確性；所述內(nèi)部液位控制裝置設(shè)置在計量罐口徑處，當(dāng)液位觸及探針時，微型水泵會自動停止吸液，控制進(jìn)入計量罐的液體量，保證進(jìn)入計量管的液體體積為一定值，所述稱重裝置和所述內(nèi)部液位控制裝置配合稱重算法、重量-密度轉(zhuǎn)換算法、溫度補(bǔ)償?shù)韧瓿梢后w密度測量。所述液位測量裝置包括吸液管、電子尺和液位傳感器，所述電子尺前端安裝液位傳感器，所述吸液管與電子尺相連，吸液管為硬質(zhì)材料，通過吸液管的伸縮控制液位傳感器的上下移動，當(dāng)液位傳感器接觸液面時，液晶屏?xí)@示所述液體深度，位傳感器由兩根銅質(zhì)探針構(gòu)成，兩根銅質(zhì)探針與液體接觸的端點在同一水平面上。所述溫度測量裝置，由所述PT100溫度傳感器構(gòu)成，由于電解液具有腐蝕性，所以將接觸電解液部分改為石墨材質(zhì)。主板電路包括:依次連接的傳感器輸入接口、鍵盤電路、液晶顯示電路、電源電路和單片機(jī)外圍電路，所述單片機(jī)外圍電路分別連接鍵盤電路、傳感器電路、液晶電路、電源電路以及外接口，所述外接口為微型泵和電磁閥及電子尺接口，所述單片機(jī)型號為ADuC847，為防止干擾，設(shè)置獨立電源為所述單片機(jī)ADuC847供電，考慮到ADuC847的諸多I/O端口和功能，所有按鍵以及液晶均直接與該芯片直接相連。所述鍵盤控制裝置采用了 4位獨立按鍵、一個自鎖開關(guān)和一個非自鎖開關(guān)，所述自鎖開關(guān)作為整個儀表的電源開關(guān)，所述4位獨立按鍵和所述一個非自鎖開關(guān)作為5個功能鍵分別實現(xiàn)相應(yīng)功能，可對液位、溫度、密度進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定，通過所述鍵盤控制裝置對各指標(biāo)測量進(jìn)行控制。所述測量包括以下過程:校準(zhǔn)、鍵盤掃描和顯示實時測量值等信息，判斷是否產(chǎn)生ADC中斷，進(jìn)行中斷處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成采樣的數(shù)據(jù)軟件濾波、溫度補(bǔ)償，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換運(yùn)算等；所述判斷是否產(chǎn)生ADC中斷的步驟還包括讀取液位AD值、讀取溫度AD值和讀取重量AD值，并經(jīng)過遞推濾波算法濾波，轉(zhuǎn)換運(yùn)算，溫度補(bǔ)償，得出實時液位、溫度和密度值。本儀器的校準(zhǔn)方法為兩點校準(zhǔn)法，首先將儀器水平放置，由于計量罐本身的重量，稱重傳感器會產(chǎn)生感應(yīng)電流I1，將此時電流I1對應(yīng)的重量M1設(shè)置為O ;再將計量罐內(nèi)放滿水，稱重傳感器會產(chǎn)生感應(yīng)電流I2，此時能得到對應(yīng)的重量M2，根據(jù)公式y(tǒng) = kx+b得
權(quán)利要求
1.一種新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征于:該測量儀包括液位測量裝置、吸液排液裝置、稱重裝置、顯示裝置、內(nèi)部液位控制裝置、溫度測量裝置、鍵盤控制裝置和主板電路，該儀器采用AD公司的ADuC847單片機(jī)，24位AD，可對蓄電池電解液密度、溫度和液面高度進(jìn)行一次性高精度測量，且以密度測量為主，可分辨0.1%的密度變化，液面高度和溫度測量精度均高于1%，儀器體積小方便攜帶，且測量速度快，各指標(biāo)一次性測量的平均時間在40秒以內(nèi)，儀表設(shè)有串行通信接口，可將測量的多組蓄電池指標(biāo)發(fā)送到電腦上進(jìn)行存儲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:所述稱重裝置包括稱重傳感器和計量罐，計量罐內(nèi)壁光滑且底面為凹型設(shè)計，保證每次測量完成計量管內(nèi)液體都可完全排空，不影響下次測量；所述內(nèi)部液位控制裝置設(shè)置在計量罐口徑處，當(dāng)液位觸及探針時，微型水泵會自動停止吸液，控制進(jìn)入計量罐的液體量，保證進(jìn)入計量管的液體體積為一定值，所述稱重裝置和所述內(nèi)部液位控制裝置配合重量-密度轉(zhuǎn)換算法完成液體密度測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:所述液位測量裝置包括吸液管、電子尺和液位傳感器，所述電子尺前端安裝液位傳感器，所述吸液管與電子尺相連，所述液位傳感器由兩根銅質(zhì)探針構(gòu)成，所述兩根銅質(zhì)探針與液體接觸的端點在同一水平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:所述溫度測量裝置，由所述PT100溫度傳感器構(gòu)成，由于電解液具有腐蝕性，所以將接觸電解液部分改為石墨材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:主板電路包括:依次連接的傳感器輸入接口、鍵盤電路、液晶顯示電路、電源電路和單片機(jī)外圍電路，所述單片機(jī)外圍電路分別連接鍵盤電路、傳感器電路、液晶電路、電源電路以及外接口，所述外接口為微型泵和電磁閥及電子尺接口，所述單片機(jī)型號為ADUC847，為防止干擾，設(shè)置獨立電源為所述單片機(jī)ADuC8 47供電，考慮到ADuC847的諸多I/O端口和功能，所有按鍵以及液晶均直接與該芯片直接相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:所述鍵盤控制裝置采用了 4位獨立按鍵、一個自鎖開關(guān)和一個非自鎖開關(guān)，所述自鎖開關(guān)作為整個儀表的電源開關(guān)，所述4位獨立按鍵和所述一個非自鎖開關(guān)作為5個功能鍵分別實現(xiàn)相應(yīng)功能，可對液位、溫度、密度進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定，通過所述鍵盤控制裝置對各指標(biāo)測量進(jìn)行控制；所述測量包括以下過程:校準(zhǔn)、鍵盤掃描和顯示實時測量值等信息，判斷是否產(chǎn)生ADC中斷，進(jìn)行中斷處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成采樣的數(shù)據(jù)軟件濾波、溫度補(bǔ)償，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換運(yùn)算等；所述判斷是否產(chǎn)生ADC中斷的步驟還包括讀取液位AD值、讀取溫度AD值和讀取重量AD值，并經(jīng)過遞推濾波算法濾波，轉(zhuǎn)換運(yùn)算，溫度補(bǔ)償，得出實時液位、溫度和密度值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:本儀器的校準(zhǔn)方法為兩點校準(zhǔn)法，首先將儀器水平放置，由于計量罐本身的重量，稱重傳感器會產(chǎn)生感應(yīng)電流I1，將此時電流I1對應(yīng)的重量M1設(shè)置為O ;再將計量罐內(nèi)放滿水，稱重傳感器會產(chǎn) ,Mj-M,生感應(yīng)電流I2，此時能得到對應(yīng)的重量M2，根據(jù)公式y(tǒng) = kx+b Uk=八―& 得到斜率為k的一次直線，然后就可以實時測量裝入液體的重量，由重量轉(zhuǎn)換為密度的的方法是根據(jù)公式
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:所述遞推EH-t—L濾波為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，該測量儀包括液位測量裝置、吸液排液裝置、稱重裝置、顯示裝置、內(nèi)部液位控制裝置、溫度測量裝置、鍵盤控制裝置和主板電路，該儀器采用AD公司的ADuC847單片機(jī)，24位AD，可對蓄電池電解液密度、溫度和液面高度進(jìn)行一次性高精度測量，且以密度測量為主，可分辨0.1%的密度變化，液面高度和溫度測量精度均高于1%，儀器體積小方便攜帶，且測量速度快，各指標(biāo)一次性測量的平均時間在40秒以內(nèi)，儀表設(shè)有串行通信接口，可將測量的多組蓄電池指標(biāo)發(fā)送到電腦上進(jìn)行存儲。
文檔編號G01N9/00GK103149123SQ201310035878
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者丁宏, 雷旭, 趙生諾, 張海洋, 黃爭, 李佃龍, 丁小夏, 汪方杰, 郝燕超, 賀沙沙 申請人:魯東大學(xué)