一種便攜式密度計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種便攜式密度計(jì)，包括多個(gè)壓力傳感器、溫度傳感器、測桿、手操器；手操器內(nèi)設(shè)置調(diào)理電路、多通道AD轉(zhuǎn)換電路、以及CPU智能處理單元；多個(gè)壓力傳感器和溫度傳感器通過測桿內(nèi)的信號(hào)線連接信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路連接連接多通道AD轉(zhuǎn)換電路，多通道AD轉(zhuǎn)換電路連接CPU智能處理單元；CPU智能處理單元通過第一壓力傳感器和第二壓力傳感器測到的壓力得到液體的密度。制造過程中放入烘箱作溫度補(bǔ)償。多個(gè)壓力傳感器測到的壓力采用最小二乘法線性擬合，溫度傳感器測到的溫度采用三維曲面溫度補(bǔ)償算法進(jìn)行修正。
【專利說明】
一種便攜式密度計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及液體測量儀器，特別涉及一種便攜式密度計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的便攜式密度計(jì)多為國外進(jìn)口產(chǎn)品，主要用U型震蕩管原理制造，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本昂貴。目前國內(nèi)還沒有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)廉物美的此類產(chǎn)品。
[0003]本實(shí)用新型利用差壓原理制造，即利用阿基米德原理，利用一定距離的兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)之間壓力差值，通過集成電路折算出液體介質(zhì)的密度。
[0004]本實(shí)用新型的原理在國內(nèi)外尚屬空白，其精度雖然達(dá)不到國外U型震蕩管便攜式密度計(jì)萬分之五的精度要求，但能滿足國內(nèi)外中低端市場的使用要求。成本僅為國外產(chǎn)品的 1/4。
[0005]該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，解決了目前市場上便攜式密度計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作維修繁瑣、性能不穩(wěn)定、造價(jià)昂貴的缺陷，而本實(shí)用新型的精度可達(dá)千分之一，能夠滿足市場的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型采用兩個(gè)獨(dú)立的小量程高精度壓力傳感器同時(shí)測量壓力，分別記為Pl和P2，用兩個(gè)壓力傳感器測得的壓力值相互做差，即可得到差壓值DP=P1_P2，兩只壓力傳感器的間距為H是已知固定值，因此被測介質(zhì)的密度為P=(Pl-P2)/gH，再加上內(nèi)置的溫度傳感器可同時(shí)測量介質(zhì)溫度，輕松實(shí)現(xiàn)一臺(tái)儀表完成兩臺(tái)儀表的測量任務(wù)。同時(shí)每個(gè)壓力傳感器采用最小二乘法線性擬合技術(shù)，和三維曲面溫度補(bǔ)償計(jì)算，完美的將傳感器的溫度誤差和線性誤差通過軟件計(jì)算進(jìn)行了修正，進(jìn)一步提高了儀表測量的精確度。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]一種便攜式密度計(jì)，包括第一壓力傳感器、溫度傳感器、第二壓力傳感器、測桿、手操器;手操器內(nèi)設(shè)置第一信號(hào)調(diào)理電路、第二信號(hào)調(diào)理電路、第三信號(hào)調(diào)理電路、多通道AD轉(zhuǎn)換電路、以及CPU智能處理單元;第一壓力傳感器、溫度傳感器以及第二壓力傳感器通過測桿內(nèi)的信號(hào)線分別連接第一信號(hào)調(diào)理電路、第二信號(hào)調(diào)理電路、和第三信號(hào)調(diào)理電路;第一信號(hào)調(diào)理電路、第二信號(hào)調(diào)理電路、和第三信號(hào)調(diào)理電路連接多通道AD轉(zhuǎn)換電路，多通道AD轉(zhuǎn)換電路連接CPU智能處理單元;CPU智能處理單元通過第一壓力傳感器和第二壓力傳感器測到的壓力得到液體的密度。
[0009]進(jìn)一步地，第一壓力傳感器、溫度傳感器、第二壓力傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、多通道AD轉(zhuǎn)換電路、CPU智能處理單元和手操器在制造過程中放入烘箱作溫度補(bǔ)償。
[0010]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的便攜式密度計(jì)還包括與CPU智能處理單元連接的LED顯示單元、數(shù)字通信單元、參數(shù)存儲(chǔ)單元、以及按鍵。
[0011]進(jìn)一步地，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器測到的壓力采用最小二乘法線性擬合，溫度傳感器測到的溫度采用三維曲面溫度補(bǔ)償算法進(jìn)行修正。
[0012]進(jìn)一步地，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器安裝在測桿內(nèi)部，或者安裝在測桿底部或者安裝在側(cè)桿側(cè)面。
[0013]進(jìn)一步地，測桿形狀為圓管、方管、或者扁管等。
[0014]進(jìn)一步地，測桿用軟管或分段組裝制造。
[0015]本實(shí)用新型同時(shí)提供了上述便攜式密度計(jì)的制造方法，其步驟如下:
[0016]I)加工制造機(jī)械結(jié)構(gòu)件零部件
[0017]加工制造探頭座、連接桿、連接座、測桿、儀表座等機(jī)械結(jié)構(gòu)件；
[0018]2)組裝結(jié)構(gòu)件
[0019]第一壓力傳感器、第二壓力傳感器分別裝配入探頭座中，把溫度傳感器裝配入連接桿中；
[0020]3)焊接結(jié)構(gòu)件
[0021 ]把探頭座、連接桿、連接座、測桿、儀表座等結(jié)構(gòu)件焊接在一起，完成測桿總成的制作；
[0022]4)密封試驗(yàn)
[0023]用氣體檢漏儀對(duì)測桿總成作密封測試，檢測各焊點(diǎn)的密封性能；
[0024]5)制作線路板
[0025]制作信號(hào)調(diào)理線路板、AD轉(zhuǎn)換電路板、CPU智能板、LED顯示板；
[0026]6)組裝線路板
[0027]把各線路板和即插件裝配入手操器中；
[0028]7)溫度補(bǔ)償試驗(yàn)
[0029]連接測桿總成中的第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和溫度傳感器，連同各線路板和手操器一起放入烘箱作溫度補(bǔ)償試驗(yàn)，并標(biāo)定；
[0030]8)總檢
[0031]檢測儀器的各項(xiàng)性能指標(biāo)，貼標(biāo)簽、貼合格證。
[0032]本實(shí)用新型有益效果如下:這種新型的便攜式密度計(jì)，填補(bǔ)了國內(nèi)外的空白，制作成本僅為U型震蕩管便攜式密度計(jì)的1/4，大大降低了制造成本，且性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、維修操作方便，易于規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。
【附圖說明】
[0033]圖1為本實(shí)用新型便攜式密度計(jì)的結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖2為本實(shí)用新型便攜式密度計(jì)的電路圖；
[0035]圖中，1-第一壓力傳感器;2-溫度傳感器;3-第二壓力傳感器;4-連接座;5-測桿；6-儀表座；7-手操器；21-第一信號(hào)調(diào)理電路；22-第二信號(hào)調(diào)理電路；23-第三信號(hào)調(diào)理電路；18-多通道AD轉(zhuǎn)換電路;28-CPU智能處理單元;31-LED顯示單元;32-數(shù)字通信單元;33-參數(shù)存儲(chǔ)單元;34-按鍵。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地，提供實(shí)施方式的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。
[0037]圖1所示為本實(shí)用新型便攜式密度計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本實(shí)用新型的便攜式密度計(jì)包括第一壓力傳感器I，溫度傳感器2，第二壓力傳感器3，連接座4，測桿5，儀表座6，手操器7。
[0038]圖2為本實(shí)用新型多參數(shù)密度/液位儀的電路圖。如圖2所示，第一壓力傳感器1，溫度傳感器2，以及第二壓力傳感器3通過探頭座和連接桿內(nèi)的信號(hào)線分別連接第一信號(hào)調(diào)理電路21，第二信號(hào)調(diào)理電路22，和第三信號(hào)調(diào)理電路23。第一信號(hào)調(diào)理電路21，第二信號(hào)調(diào)理電路22，和第三信號(hào)調(diào)理電路23連接多通道AD轉(zhuǎn)換電路18。多通道AD轉(zhuǎn)換電路18連接CPU智能處理單元28。
[0039]CPU智能處理單元28通過第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器3測到的壓力得到液體的密度。其原理如下:第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器3同時(shí)測量壓力分別記為Pl和P2，用Pl和P2相互做差，即可得到差壓值DP=P1-P2，第一壓力傳感器I和第二壓力傳感器3的間距H是固定值，因此被測介質(zhì)的密度P=(P1_P2) /gHo
[0040]為了提高本實(shí)用新型的便攜式密度計(jì)的精度，各傳感器和線路板手操器可以整體放入烘箱作溫度補(bǔ)償試驗(yàn)。對(duì)于加長便攜式密度計(jì)可以將導(dǎo)線或軟管盤起后一起放入烘箱中。
[0041 ] 如圖2所示，本實(shí)用新型的便攜式密度計(jì)還包括與CPU智能處理單元28連接的LED顯示單元31，數(shù)字通信單元32，參數(shù)存儲(chǔ)單元33，以及按鍵34。
[0042]為了提高本實(shí)用新型便攜式密度計(jì)測量值的準(zhǔn)確性，第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器3測到的壓力采用最小二乘法線性擬合，溫度傳感器2測到的溫度采用三維曲面溫度補(bǔ)償算法進(jìn)行修正。
[0043]本實(shí)用新型的便攜式密度計(jì)，其傳感器可以安裝在探頭座和連接桿的內(nèi)部，或者安裝在底部或者安裝在側(cè)面。
[0044]本實(shí)用新型的便攜式密度計(jì)，探頭座和測桿5的形狀可以是圓管、方管、或者扁管等。
[0045]本實(shí)用新型的便攜式密度計(jì)，測桿5也可以用軟管或?qū)Ь€連接。
[0046]本實(shí)用新型同時(shí)提供了上述便攜式密度計(jì)的制造方法，其步驟如下:
[0047]I)加工制造機(jī)械結(jié)構(gòu)件零部件
[0048]加工制造探頭座、連接桿、連接座、測桿、儀表座等機(jī)械結(jié)構(gòu)件；
[0049]3)組裝結(jié)構(gòu)件
[0050]第一壓力傳感器、第二壓力傳感器分別裝配入探頭座中，把溫度傳感器裝配入連接桿中；
[0051 ] 3)焊接結(jié)構(gòu)件
[0052]把探頭座、連接桿、連接座、測桿、儀表座等結(jié)構(gòu)件焊接在一起，完成測桿總成的制作；
[0053]4)密封試驗(yàn)
[0054]用氣體檢漏儀對(duì)測桿總成作密封測試，檢測各焊點(diǎn)的密封性能；
[0055]5)制作線路板
[0056]制作信號(hào)調(diào)理線路板、AD轉(zhuǎn)換電路板、CPU智能板、LED顯示板；
[0057]6)組裝線路板
[0058]把各線路板和即插件裝配入手操器中；
[0059]7)溫度補(bǔ)償試驗(yàn)
[0060]連接測桿總成中的第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和溫度傳感器，連同各線路板和手操器一起放入烘箱作溫度補(bǔ)償試驗(yàn)，并標(biāo)定；
[0061]8)總檢
[0062]檢測儀器的各項(xiàng)性能指標(biāo)，貼標(biāo)簽、貼合格證。
[0063]本實(shí)用新型便攜式密度計(jì)的性能指標(biāo)如下:
[0064]①量程:密度0~3g/cm3、溫度_40~100°C；
[0065]②精度:密度0.1%、溫度0.1°C;
[0066]③電源:電池供電；
[0067]④記憶100組測量數(shù)據(jù)；
[0068]⑤可連接電腦傳輸數(shù)據(jù)或連接打印機(jī)打印數(shù)據(jù)；
[0069]⑥工作溫度:-40~10(TCo
[0070]利用本實(shí)用新型便攜式密度計(jì)的技術(shù)方案，可以設(shè)計(jì)制造如下類型的測量儀表:
[0071]便攜式密度儀；
[0072]便攜式比重計(jì)；
[0073]便攜式比重儀；
[0074]手持式密度計(jì)；
[0075]手持式密度儀；
[0076]手持式比重計(jì)；
[0077]手持式比重儀。
[0078]本實(shí)用新型便攜式密度計(jì)的使用方法如下:
[0079]①打開電源開關(guān)，清零數(shù)據(jù)；
[0080]②垂直插入需要測量的液體介質(zhì)中，沒入上下探頭，即可讀取數(shù)據(jù)；
[0081 ]③按“記憶”鍵，即可存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)；
[0082]④接入電腦可傳輸測量數(shù)據(jù)，接入專用打印機(jī)可打印出測量數(shù)據(jù)。
[0083]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式密度計(jì)，其特征在于包括第一壓力傳感器、溫度傳感器、第二壓力傳感器、測桿、手操器;所述手操器內(nèi)設(shè)置第一信號(hào)調(diào)理電路、第二信號(hào)調(diào)理電路、第三信號(hào)調(diào)理電路、多通道AD轉(zhuǎn)換電路、以及CPU智能處理單元;所述第一壓力傳感器、所述溫度傳感器以及所述第二壓力傳感器通過所述測桿內(nèi)的信號(hào)線分別連接所述第一信號(hào)調(diào)理電路、所述第二信號(hào)調(diào)理電路、和所述第三信號(hào)調(diào)理電路;所述第一信號(hào)調(diào)理電路、所述第二信號(hào)調(diào)理電路、和所述第三信號(hào)調(diào)理電路連接所述多通道AD轉(zhuǎn)換電路，所述多通道AD轉(zhuǎn)換電路連接所述CPU智能處理單元;所述CPU智能處理單元通過所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器測到的壓力得到液體的密度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式密度計(jì)，其特征在于，還包括與所述CPU智能處理單元連接的LED顯示單元、數(shù)字通信單元、參數(shù)存儲(chǔ)單元、以及按鍵。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式密度計(jì)，其特征在于，所述測桿形狀為圓管、方管或者扁管。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式密度計(jì)，其特征在于，所述測桿是軟管或分段組裝。
【文檔編號(hào)】G01N9/26GK205580923SQ201620237187
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】陸春亮
【申請(qǐng)人】上海崢嵐實(shí)業(yè)有限公司