專利名稱：智能工業(yè)酸度計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種工業(yè)成份分析測試用的智能儀器，也可以說是工業(yè)自動化測試儀器。
目前我國主要生產(chǎn)酸度計的廠家有上海雷磁儀器廠。該廠生產(chǎn)的產(chǎn)品是實驗室用的測試儀器，這種產(chǎn)品在工廠中只能離線在理化室進(jìn)行樣品的酸堿度測定。此外的生產(chǎn)廠家還有浙江蕭山儀表廠和山東招遠(yuǎn)順寶電子公司，他們主要生產(chǎn)在線測定酸堿度的工業(yè)酸度計。能實時的測定工業(yè)生產(chǎn)過程中某物料的pH值。蕭山廠的產(chǎn)品是普通分析儀器，但精度不高，尤其是傳感器部分壽命短。招遠(yuǎn)廠生產(chǎn)的也是普通型工業(yè)酸度計。
本實用新型的目的是提供一種智能化的工業(yè)用酸度計，它增設(shè)了單片微機8098控制的自動數(shù)據(jù)采集打印電路系統(tǒng)，采用新型結(jié)構(gòu)的電極電位傳感器，該酸度計線性分析好、精度高，傳感器耐腐蝕、壽命長。
本實用新型的目的是由以下方案來實現(xiàn)的由電極電位傳感器、阻抗變換器和微機控制的自動數(shù)據(jù)采集打印電路系統(tǒng)構(gòu)成。該傳感器是由內(nèi)外電極構(gòu)成，并與一個封裝的阻抗變換器相接，單片機系統(tǒng)外圍芯片GAL化，面板上設(shè)置有大數(shù)碼顯示塊顯示實測pH值，還有變色發(fā)光二極管，指示按鍵盤的設(shè)置狀態(tài)。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做詳細(xì)說明

圖1為傳感器的結(jié)構(gòu)圖，圖2為面板。
本實用新型主要包括電極電位傳感器、阻抗變換器、微機控制的自動數(shù)據(jù)采集打印電路系統(tǒng)。傳感器是由內(nèi)外電極構(gòu)成。內(nèi)電極(內(nèi)導(dǎo)桿)5的一端與連接管7相連，電極8置于連接管內(nèi)，連接管下部依次裝有主體9和壓緊帽10。外電極(外導(dǎo)桿)4的下端與主體外套6相連。外導(dǎo)桿上部依歡裝有緊固帽3、高位槽2以及接線盒1。內(nèi)電極采用銀一氯化銀作為參比電極(基準(zhǔn)電極)。外電極是用敏感玻璃泡制成的指示電極(工作電極)。二者作為一體，共同構(gòu)成總體的玻璃指示電極。其內(nèi)充有含一定氫離子濃度[H+]的緩沖溶液。玻璃電極所產(chǎn)生的電極電位E既是被測溶液pHx的函數(shù)，又是內(nèi)溶液pHo的函數(shù)。pHo是已知的標(biāo)準(zhǔn)溶液，改變pHo可以改變玻璃電極的電位，因此根據(jù)被測溶液的pHx變化范圍來選擇pHo，以達(dá)到合適的量程范圍以提高測量精度。玻璃電極受污染后會嚴(yán)重影響精度，本傳感器采用射流清洗裝置，使電極周圍產(chǎn)生的射流漩渦作用將附著在電極上的污染物清洗掉，以保證測量精度。
電極電位傳感器是一個高阻抗(幾百兆歐)的傳感器，其接口電路必須有足夠的絕緣電阻才能保證其檢測的準(zhǔn)確度。由于信號源內(nèi)阻高，對電磁干擾也很敏感，因此在進(jìn)行信號處理前，必須要接入一個采用特殊屏蔽措施的阻抗變換器。該阻抗變換器實質(zhì)上是一個絕緣柵場效應(yīng)管差分對與一片高精度遠(yuǎn)放集成電路組成。為了保密并提高抗干擾性能，現(xiàn)已用環(huán)氧樹脂封裝。
本酸度計采用了單片微機控制的自動數(shù)據(jù)采集打印電路系統(tǒng)。本設(shè)計采用8098單片機。在單片機系統(tǒng)所配套的各種芯片的選通信號、外部設(shè)備的選通信號常規(guī)是采用小規(guī)模集成邏輯電路芯片組成，但這樣所用元器件多、線路復(fù)雜。本方案中單片機系統(tǒng)外圍芯片GAL化，采用可編程通用門陣列GAL替代常規(guī)的小規(guī)模邏輯電路，既簡化了電路，又增加了儀表的可靠性，且易于實現(xiàn)加密。
本方案中的面板上設(shè)置有大數(shù)碼顯示塊11顯示實測pH值，指示醒目，還裝有變色發(fā)光二極管，指示按鍵盤的設(shè)置狀態(tài)。還設(shè)置了定位調(diào)節(jié)12、斜率調(diào)節(jié)13、下限14、上限15、↓/P鍵16、↑/T鍵17、打印機18、S/M鍵19、時鐘20、測量/設(shè)定21。利用微型打印機可實時打印實測pH值和測量時間。利用軟件實現(xiàn)單鍵的雙功能，以此來替代智能儀器的簡易鍵盤，簡化了線路且易于操作。雙功能鍵的具體功能由變色發(fā)光二級管的顏色來指示。
本實用新型與已有技術(shù)相比具有以下特點電極電位傳感器是一體化射流清洗式，解決了機械清洗對電極的干擾。高阻抗變換器解決了傳感器與信號處理電路的匹配，提高抗電磁干擾的能力。面板的設(shè)計利于操作人員監(jiān)視，便于操作。采用微機系統(tǒng)能自動消除測量誤差，提高測量精度，并能實時自動記錄測量的pH值及測試時間。
權(quán)利要求1.一種智能工業(yè)酸度計，包括有電極電位傳感器、阻抗變換器和微機控制的自動數(shù)據(jù)采集打印電路系統(tǒng)，其特征在于a).電極電位傳感器的結(jié)構(gòu)是由內(nèi)、外電極構(gòu)成，內(nèi)電極(內(nèi)導(dǎo)桿)5的一端與連接管7相連，電極8置于連接管內(nèi)，連接管下部依次裝有主體9和壓緊帽10，外電極(外導(dǎo)桿)的下端與主體外套6相連，外導(dǎo)桿上部依次裝有緊固帽3、高位槽(2)以及接線盒1；b).該傳感器與一個封裝的阻抗變換器相接；c).單片機系統(tǒng)外圍芯片GAL化，采用可編程通用門陣列GAL替代常規(guī)的小規(guī)模邏輯電路；d).面板上設(shè)置有大數(shù)碼顯示塊顯示實測pH值，還裝有變色發(fā)光二極管，指示按鍵盤的設(shè)置狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的酸度計，其特征在于上述傳感器的內(nèi)電極采用銀—氯化銀作為參比電極(基準(zhǔn)電極)，外電極是用敏感玻璃泡制成的指示電極(工作電極)。
3.如權(quán)利要求1所述的酸度計，其特征在于上述的阻抗變換器是由一個絕緣柵場效應(yīng)管差分對與一片高精度遠(yuǎn)放集成電路構(gòu)成。
專利摘要本實用新型為一種智能工業(yè)酸度計。它包括由內(nèi)外電極構(gòu)成的電極電位傳感器，封裝的阻抗變換器，并采用微機控制的自動數(shù)據(jù)采集打印電路系統(tǒng)，簡潔大方，便于操作的面板設(shè)計，本方案的特點是電極電位傳感器一體化射流清洗式，解決了機械清洗對電極的干擾。高阻抗變換器解決了傳感器與信號處理電路的匹配，提高抗電磁干擾的能力。采用微機系統(tǒng)能自動消除測量誤差，提高測量精度并能實時自動記錄測量的pH值及測試時間。
文檔編號G01N27/26GK2220071SQ9421846
公開日1996年2月14日 申請日期1994年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月17日
發(fā)明者張文政, 張弘, 薛錦誠, 曹順山, 孫寶閣, 冷磊 申請人:北京理工大學(xué), 曹順山, 孫寶閣, 冷磊