專(zhuān)利名稱(chēng)：溶液pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)及其自動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，具體是一種溶液pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)及其自動(dòng)控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的化學(xué)反應(yīng)經(jīng)常需要在一個(gè)特定的pH值范圍內(nèi)進(jìn)行，目前沒(méi)有對(duì)液相反應(yīng)系統(tǒng)的pH值進(jìn)行檢測(cè)，并同時(shí)再進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制的儀器或裝置。市售的酸度計(jì)(也稱(chēng)pH計(jì))只能檢測(cè)液相體系的pH值，但是它不能對(duì)不斷加入反應(yīng)溶液的系統(tǒng)的pH值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制，更沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間對(duì)敞開(kāi)系統(tǒng)的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制的能力。市售的電位滴定儀只能判斷酸與堿相互滴定時(shí)的等當(dāng)點(diǎn)，它也不能對(duì)液相系統(tǒng)的pH值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種溶液pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)及其自動(dòng)控制方法。本發(fā)明能對(duì)溶液的pH值和溫度值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)整溶液的pH值和溫度值。本發(fā)明由熱電偶傳感器1、pH值傳感器2、第一運(yùn)算放大電路3、自動(dòng)量程切換電路4、第二運(yùn)算放大電路5、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6、微計(jì)算機(jī)電路7、鍵盤(pán)電路8、顯示電路9、接口控制電路10、加液泵11、加熱器12組成；熱電偶傳感器1的信號(hào)輸出端連接第二運(yùn)算放大電路5的信號(hào)輸入端，第二運(yùn)算放大電路5的信號(hào)輸出端連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6的一個(gè)模擬信號(hào)輸入端，pH值傳感器2的信號(hào)輸出端連接第一運(yùn)算放大電路3的信號(hào)輸入端，第一運(yùn)算放大電路3的信號(hào)輸出端連接自動(dòng)量程切換電路4的信號(hào)輸入端，自動(dòng)量程切換電路4的信號(hào)輸出端連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6的另一個(gè)模擬信號(hào)輸入端，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6的數(shù)據(jù)輸出端連接微計(jì)算機(jī)電路7的數(shù)據(jù)輸入端，微計(jì)算機(jī)電路7顯示數(shù)據(jù)輸出端連接顯示電路9的數(shù)據(jù)輸入端，微計(jì)算機(jī)電路7的數(shù)據(jù)輸出輸入端連接鍵盤(pán)電路8的數(shù)據(jù)輸入輸出端，微計(jì)算機(jī)電路7的數(shù)據(jù)輸出端連接接口控制電路10的數(shù)據(jù)輸入端，接口控制電路10的一個(gè)控制輸出端連接加液泵11的控制輸入端，接口控制電路10的另一個(gè)控制輸出端連接加熱器12的控制輸入端；該發(fā)明自動(dòng)控制方法的步驟是開(kāi)始001；初始化002；CPU開(kāi)中斷003，CPU開(kāi)中斷由鍵盤(pán)觸發(fā)產(chǎn)生后跳入鍵盤(pán)中斷子程序031；判斷是否測(cè)控pH值004，判斷為是，則運(yùn)行pH值測(cè)控子程序005；送顯示007；上述004步驟是否測(cè)控pH值判斷為否，則運(yùn)行溫度值測(cè)控子程序006；送顯示007；第n個(gè)測(cè)量值覆蓋了第(n-1)個(gè)測(cè)量值008；保存測(cè)量值009；判斷控制與否010，判斷為否，則運(yùn)行結(jié)束014；判斷為是，則運(yùn)行判斷pH控制與否011，判斷為否，則運(yùn)行置加熱器控制狀態(tài)開(kāi)012；結(jié)束014；上述011步驟pH控制與否判斷為是，則運(yùn)行置加液泵狀態(tài)開(kāi)013；結(jié)束014。本發(fā)明能長(zhǎng)時(shí)間對(duì)敞開(kāi)系統(tǒng)或封閉系統(tǒng)中溶液的pH值和溫度值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)控，具有高穩(wěn)定性、高精確性、檢/控點(diǎn)準(zhǔn)確、溶液pH值一致性好的優(yōu)點(diǎn)，其溶液pH值的測(cè)控范圍為1＜pH＜13，精度為±0.05，溫度測(cè)控范圍為20℃≤T值≤70℃。


圖1是本發(fā)明的整體電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明自動(dòng)控制方法的步驟框圖，圖3是鍵盤(pán)中斷方法031的步驟框圖，圖4是PH值測(cè)控方法005的步驟框圖，圖5是溫度值測(cè)控方法006的步驟框圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由熱電偶傳感器1、pH值傳感器2、第一運(yùn)算放大電路3、自動(dòng)量程切換電路4、第二運(yùn)算放大電路5、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6、微計(jì)算機(jī)電路7、鍵盤(pán)電路8、顯示電路9、接口控制電路10、加液泵11、加熱器12組成；熱電偶傳感器1的信號(hào)輸出端連接第二運(yùn)算放大電路5的信號(hào)輸入端，第二運(yùn)算放大電路5的信號(hào)輸出端連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6的一個(gè)模擬信號(hào)輸入端，pH值傳感器2的信號(hào)輸出端連接第一運(yùn)算放大電路3的信號(hào)輸入端，第一運(yùn)算放大電路3的信號(hào)輸出端連接自動(dòng)量程切換電路4的信號(hào)輸入端，自動(dòng)量程切換電路4的信號(hào)輸出端連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6的另一個(gè)模擬信號(hào)輸入端，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6的數(shù)據(jù)輸出端連接微計(jì)算機(jī)電路7的數(shù)據(jù)輸入端，微計(jì)算機(jī)電路7顯示數(shù)據(jù)輸出端連接顯示電路9的數(shù)據(jù)輸入端，微計(jì)算機(jī)電路7的數(shù)據(jù)輸出輸入端連接鍵盤(pán)電路8的數(shù)據(jù)輸入輸出端，微計(jì)算機(jī)電路7的數(shù)據(jù)輸出端連接接口控制電路10的數(shù)據(jù)輸入端，接口控制電路10的一個(gè)控制輸出端連接加液泵11的控制輸入端，接口控制電路10的另一個(gè)控制輸出端連接加熱器12的控制輸入端；該發(fā)明自動(dòng)控制方法的步驟是開(kāi)始001；初始化002；CPU開(kāi)中斷003，CPU開(kāi)中斷由鍵盤(pán)觸發(fā)產(chǎn)生后跳入鍵盤(pán)中斷子程序031；判斷是否測(cè)控pH值004，判斷為是，則運(yùn)行pH值測(cè)控子程序005；送顯示007；上述004步驟是否測(cè)控pH值判斷為否，則運(yùn)行溫度值測(cè)控子程序006；送顯示007；第n個(gè)測(cè)量值覆蓋了第(n-1)個(gè)測(cè)量值008；保存測(cè)量值009；判斷控制與否010，判斷為否，則運(yùn)行結(jié)束014；判斷為是，則運(yùn)行判斷pH控制與否011，判斷為否，則運(yùn)行置加熱器控制狀態(tài)開(kāi)012；結(jié)束014；上述011步驟pH控制與否判斷為是，則運(yùn)行置加液泵狀態(tài)開(kāi)013；結(jié)束014。所述鍵盤(pán)中斷方法031的步驟是(如圖3)功能鍵032，判斷為否，則運(yùn)行返回037；判斷為是，則運(yùn)行控制與否033；判斷為否，則運(yùn)行返回037；判斷為是，則運(yùn)行pH控制與否034；判斷為否，則運(yùn)行預(yù)設(shè)溫度值036；去返回037；上述034步驟pH控制與否判斷為是，則運(yùn)行預(yù)設(shè)pH值035；去返回037。pH值測(cè)控方法005的步驟是(如圖4)對(duì)pH值采樣051；對(duì)pH值采樣滿五次嗎052，判斷為否，則返回運(yùn)行對(duì)pH值采樣051；判斷為是，則運(yùn)行去除極值求平均值053；該次測(cè)量結(jié)果減前四次測(cè)量結(jié)果的平均值的絕對(duì)值小于等于0.05？054，判斷為是，則運(yùn)行控制與否055；判斷為否，則返回運(yùn)行對(duì)pH值采樣051，判斷為是，則運(yùn)行置加液泵狀態(tài)關(guān)056；再返回對(duì)pH值采樣051；上述054步驟該次測(cè)量結(jié)果減前四次測(cè)量結(jié)果的平均值的絕對(duì)值小于等于0.05？判斷為否，則運(yùn)行送顯示007。溫度值測(cè)控方法006的步驟是(如圖5)對(duì)溫度值采樣061；對(duì)溫度值采樣滿五次嗎062，判斷為否，則返回運(yùn)行對(duì)溫度值采樣061；判斷為是，則運(yùn)行去除極值求平均值063；該次測(cè)量結(jié)果減前四次測(cè)量結(jié)果的平均值的絕對(duì)值小于等于0.5？064，判斷為是，則運(yùn)行控制與否065；判斷為否，則返回運(yùn)行對(duì)溫度值采樣061，判斷為是，則運(yùn)行置加熱器狀態(tài)關(guān)066；再返回對(duì)溫度值采樣061；上述064步驟該次測(cè)量結(jié)果減前四次測(cè)量結(jié)果的平均值的絕對(duì)值小于等于0.5？判斷為否，則運(yùn)行送顯示007。第一運(yùn)算放大電路3選用的型號(hào)是LM308，自動(dòng)量程切換電路4選用的型號(hào)是LM308、MOC3063，第二運(yùn)算放大電路5選用的型號(hào)是AD620，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6選用的型號(hào)是ADC0809，微計(jì)算機(jī)電路7選用的型號(hào)是AT89C55，顯示電路9選用的型號(hào)是74LS164。
權(quán)利要求
1.溶液pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于它由熱電偶傳感器(1)、pH值傳感器(2)、第一運(yùn)算放大電路(3)、自動(dòng)量程切換電路(4)、第二運(yùn)算放大電路(5)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(6)、微計(jì)算機(jī)電路(7)、鍵盤(pán)電路(8)、顯示電路(9)、接口控制電路(10)、加液泵(11)、加熱器(12)組成；熱電偶傳感器(1)的信號(hào)輸出端連接第二運(yùn)算放大電路(5)的信號(hào)輸入端，第二運(yùn)算放大電路(5)的信號(hào)輸出端連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(6)的一個(gè)模擬信號(hào)輸入端，pH值傳感器(2)的信號(hào)輸出端連接第一運(yùn)算放大電路(3)的信號(hào)輸入端，第一運(yùn)算放大電路(3)的信號(hào)輸出端連接自動(dòng)量程切換電路(4)的信號(hào)輸入端，自動(dòng)量程切換電路(4)的信號(hào)輸出端連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(6)的另一個(gè)模擬信號(hào)輸入端，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(6)的數(shù)據(jù)輸出端連接微計(jì)算機(jī)電路(7)的數(shù)據(jù)輸入端，微計(jì)算機(jī)電路(7)顯示數(shù)據(jù)輸出端連接顯示電路(9)的數(shù)據(jù)輸入端，微計(jì)算機(jī)電路(7)的數(shù)據(jù)輸出輸入端連接鍵盤(pán)電路(8)的數(shù)據(jù)輸入輸出端，微計(jì)算機(jī)電路(7)的數(shù)據(jù)輸出端連接接口控制電路(10)的數(shù)據(jù)輸入端，接口控制電路(10)的一個(gè)控制輸出端連接加液泵(11)的控制輸入端，接口控制電路(10)的另一個(gè)控制輸出端連接加熱器(12)的控制輸入端。
2.溶液pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制方法，其特征在于自動(dòng)控制方法的步驟是開(kāi)始(001)；初始化(002)；CPU開(kāi)中斷(003)，CPU開(kāi)中斷由鍵盤(pán)觸發(fā)產(chǎn)生后跳入鍵盤(pán)中斷子程序(031)；判斷是否測(cè)控pH值(004)，判斷為是，則運(yùn)行pH值測(cè)控子程序(005)；送顯示(007)；上述(004)步驟是否測(cè)控pH值判斷為否，則運(yùn)行溫度值測(cè)控子程序(006)；送顯示(007)；第n個(gè)測(cè)量值覆蓋了第(n-1)個(gè)測(cè)量值(008)；保存測(cè)量值(009)；判斷控制與否(010)，判斷為否，則運(yùn)行結(jié)束014；判斷為是，則運(yùn)行判斷pH控制與否(011)，判斷為否，則運(yùn)行置加熱器控制狀態(tài)開(kāi)(012)；結(jié)束(014)；上述(011)步驟pH控制與否判斷為是，則運(yùn)行置加液泵狀態(tài)開(kāi)(013)；結(jié)束(014)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溶液pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制方法，其特征在于鍵盤(pán)中斷方法(031)的步驟是功能鍵(032)，判斷為否，則運(yùn)行返回(037)；判斷為是，則運(yùn)行控制與否(033)；判斷為否，則運(yùn)行返回(037)；判斷為是，則運(yùn)行pH控制與否(034)；判斷為否，則運(yùn)行預(yù)設(shè)溫度值(036)；去返回(037)；上述(034)步驟pH控制與否判斷為是，則運(yùn)行預(yù)設(shè)pH值(035)；去返回(037)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溶液pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制方法，其特征在于pH值測(cè)控方法(005)的步驟是對(duì)pH值采樣(051)；對(duì)pH值采樣滿五次嗎(052)，判斷為否，則返回運(yùn)行對(duì)pH值采樣(051)；判斷為是，則運(yùn)行去除極值求平均值(053)；該次測(cè)量結(jié)果減前四次測(cè)量結(jié)果的平均值的絕對(duì)值小于等于0.05？(054)，判斷為是，則運(yùn)行控制與否(055)；判斷為否，則返回運(yùn)行對(duì)pH值采樣(051)，判斷為是，則運(yùn)行置加液泵狀態(tài)關(guān)(056)；再返回對(duì)pH值采樣(05 1)；上述(054)步驟該次測(cè)量結(jié)果減前四次測(cè)量結(jié)果的平均值的絕對(duì)值小于等于0.05？判斷為否，則運(yùn)行送顯示(007)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溶液pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制方法，其特征在于溫度值測(cè)控方法(006)的步驟是對(duì)溫度值采樣(061)；對(duì)溫度值采樣滿五次嗎(062)，判斷為否，則返回運(yùn)行對(duì)溫度值采樣(061)；判斷為是，則運(yùn)行去除極值求平均值(063)；該次測(cè)量結(jié)果減前四次測(cè)量結(jié)果的平均值的絕對(duì)值小于等于0.5？(064)，判斷為是，則運(yùn)行控制與否(065)；判斷為否，則返回運(yùn)行對(duì)溫度值采樣(061)，判斷為是，則運(yùn)行置加熱器狀態(tài)關(guān)(066)；再返回對(duì)溫度值采樣(061)；上述(064)步驟該次測(cè)量結(jié)果減前四次測(cè)量結(jié)果的平均值的絕對(duì)值小于等于0.5？判斷為否，則運(yùn)行送顯示(007)。
全文摘要
溶液pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)及其自動(dòng)控制方法。它具體是溶液pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)及其自動(dòng)控制方法。(1)的輸出端通過(guò)(5)與(6)的輸入端連接，(2)的輸出端通過(guò)(3)、(4)與(6)的輸入端連接，(6)、(8)、(9)的輸出端分別接(7)的三個(gè)輸入端，(7)的輸出端接(10)的輸入端，(10)的輸出端連接(11)的輸入端，(10)的輸出端接(12)的輸入端?？刂品椒ㄩ_(kāi)始(001)；初始化(002)；CPU開(kāi)中斷(003)；是否測(cè)控pH值(004)；pH值測(cè)控子程序(005)；溫度值測(cè)控子程序(006)；送顯示(007)，第n個(gè)測(cè)量值覆蓋了第(n－1)個(gè)測(cè)量值(008)；保存測(cè)量值(009)；控制與否(010)；pH控制與否(011)；置加熱器控制狀態(tài)開(kāi)(012)；置加液泵狀態(tài)開(kāi)(013)；結(jié)束(014)。它能對(duì)溶液的pH值和溫度值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)整。
文檔編號(hào)G05D21/00GK1598729SQ20041004381
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月18日
發(fā)明者顧大明, 張繼梅, 高農(nóng) 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)