專利名稱：超聲波乳化液在線濃度計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種超聲波液體濃度檢測裝置，尤其適用于冷軋乳化液濃度的在線測量。
在冷連軋生產(chǎn)中，乳化液的濃度高低對鋼板的產(chǎn)量、質(zhì)量有很大影響，現(xiàn)有技術(shù)中采用化學(xué)分析方法，即取100毫升乳化液，加酸后加熱到100℃并保持4-8小時，使油水徹底分離，再測量析出的乳化液體積來測量其濃度，這種方法耗時、不能及時指導(dǎo)生產(chǎn)控制、精度又低(為±0.1％)，若乳化液尚未徹底析出或部分油粘附在器皿壁上精度更低。中國專利CN10624416公開了一種“超聲波液體濃度檢測儀”，是用于電解法生產(chǎn)雙氧水濃度的在線檢測或其他二元混和液體的成份分析，是由放置在被測液體中的探頭箱部分和電路兩部分組成，探頭箱內(nèi)安置測溫探頭和超聲探頭，測溫探頭和超聲探頭經(jīng)電纜與電路部分相連，該濃度檢測儀將探頭測出的液體溫度、聲時與ROM中儲存的雙氧水濃度、溫度及聲時關(guān)系計算出被測液體的濃度。
本實用新型的目的是在上述現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，得到一種超聲波乳化液濃度在線測量儀器，可連續(xù)在線監(jiān)測乳化液的濃度、溫度，并具有較高的抗干擾能力。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種超聲波乳化液在線濃度計，它包括超聲探頭25、測溫電路、A/D轉(zhuǎn)換器6、地址控制和數(shù)據(jù)線11、CPU9、ROM12、復(fù)位單穩(wěn)23、發(fā)射電路24、放大器22、過零電平檢測電路21、測時門20、高速計時器19、晶體振蕩器14、結(jié)束單穩(wěn)器15、測幅門16、測幅分頻器13，其技術(shù)關(guān)鍵為它還包括(1)儲存乳化液的溫度、濃度、聲時關(guān)系的ROM12，(2)放大器22的輸入端有由限幅電路和調(diào)諧選頻電路組成的濾波電路，(3)高速計數(shù)器19的數(shù)據(jù)經(jīng)并行口27讀入CPU9。
所述的限幅、濾波電路為耦合電容C1、C3和限幅電阻R4串聯(lián)，電路中還串聯(lián)有反向并聯(lián)的限幅二極管D1、D2構(gòu)成的限幅電路，和電感L、電容C2組成的濾波器。
RAM和I/O擴(kuò)展器17與八路開關(guān)18相連。
該濃度計經(jīng)串行口10與計算機(jī)28連接。
本實用新型是為了冷連軋機(jī)乳化液而專門設(shè)計的，ROM中儲存有乳化液的溫度、濃度、聲時關(guān)系曲線，用測得的聲時、溫度從儲存的關(guān)系算出乳化液的濃度。
由于乳化液中難免有鐵屑等雜質(zhì)，增加了聲的衰減，本實用新型在發(fā)射電路和放大器之間加了調(diào)諧濾波電路。
以下結(jié)合附圖
介紹本實用新型的一個實施例。
附圖為本實用新型超聲波乳化液在線濃度計實施例的電路原理圖。
參見附圖，本實用新型的電路包括測溫電路1-2、鍵盤3、鍵盤與字碼顯示控制器7(8279)、數(shù)字顯示器8、D/A(0832)5、記錄儀4、A/D(0809)6、地址、控制和數(shù)據(jù)線11、ROM12(2764/27128)、CPU9、RAM和I/O擴(kuò)展器17(8155)、串行口10(R232)、并行口27、復(fù)位單穩(wěn)23、發(fā)射電路24、放大器22、過零電平檢測電路21、測時門20、25MHz石英振蕩器14、結(jié)束單穩(wěn)器15、測幅門16、測幅分頻器13。
其中，測溫電路由高精度電源1、電阻R1～R3和鉑電阻Pt組成的測溫電橋和溫度放大器2(0P07)組成。CPU9通過地址、控制和數(shù)據(jù)線11與外圍的ROM12、RAM和I/O擴(kuò)展器17、D/A、A/D及鍵盤和字碼顯示控制器7相互傳遞數(shù)據(jù)、命令和中斷服務(wù)要求，ROM12中存儲整機(jī)運(yùn)行程序和不同濃度乳化液的溫度、聲時關(guān)系，置于乳化液輸送管道的壓電換能器25和反射板26利用測出的聲時與溫度數(shù)據(jù)，即可從保存的關(guān)系算出相應(yīng)的濃度值，D/A5將算出的濃度百分比數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號供記錄儀4連續(xù)記錄。
測量聲時開始時，A/D6按照CPU的指令立即開始進(jìn)行將溫度模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，等待CPU讀取，鍵盤與字碼顯示器7將用戶鍵入的顯示要求傳給CPU儲存起來并按用戶的要求顯示測量的結(jié)果在數(shù)字顯示器8上顯示。發(fā)射電路24在開始測溫的同時產(chǎn)生一正脈沖信號，輸入調(diào)諧選頻電路，經(jīng)耦合電容C1、C3和限幅電阻R4、限幅二極管D1、D2組成的限幅電路限幅，再經(jīng)電感L、電容C2組成的濾波電路，將換能器25諧振頻率外的無用或干擾信號濾去，使得放大器22的增益可調(diào)得更大而不會振蕩，外界機(jī)械可電的干擾不易影響測量，增強(qiáng)儀器在現(xiàn)場使用的抗干擾能力。過零檢測電路21從發(fā)射及多次反射回波中檢出要測的那個波到達(dá)的過零電平瞬刻，產(chǎn)生一個從發(fā)射瞬刻到回波到達(dá)的過零瞬刻的正方波，控制測時門20上測時時標(biāo)通過，后沿觸動結(jié)束單穩(wěn)器15，結(jié)束單穩(wěn)15控制計幅門16，讓接收回波中超過高閥電平的信號個數(shù)被測幅分頻器13分頻后供CPU計數(shù)。采用25MHz石英晶振14做時標(biāo)，高速計時器19的高速8位數(shù)據(jù)經(jīng)并行口27直接讀入CPU寄存，低八位直接經(jīng)T0口讀入。
RAM和I/O擴(kuò)展器17由八路開頭18控制，供微調(diào)聲時，以補(bǔ)償實驗室曲線與現(xiàn)場乳化液的差別和探頭加工尺寸無法達(dá)到聲時測量精度的問題。若通過鍵盤輸入，掉電后會失去，一旦失去，顯示濃度會有誤差；若每次掉電重新輸入也不方便。采用該八位開關(guān)簡單可靠，一次設(shè)定后可永久保存，免去操作人員每次掉電后必須重新鍵入既費(fèi)事，又不能保證每次掉電后立刻發(fā)現(xiàn)重新輸入，在掉電到重新輸入期間，濃度顯示值有誤差的問題。
濃度計的CPU經(jīng)RS232串行口與計算機(jī)28連接，可將測得的溫度、聲時幅度平均值和由溫度、聲時、濃度關(guān)系算出的濃度傳輸給計算機(jī)，計算機(jī)用數(shù)字和圖表顯示溫度、濃度、聲時、幅度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并可儲存、回調(diào)、打印?；卣{(diào)時不僅顯示實測數(shù)據(jù)而且計算出溫度、濃度平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差，便于客觀、科學(xué)地評價各班生產(chǎn)的好壞。
本實用新型可實現(xiàn)冷軋乳化液的連續(xù)在線監(jiān)測，其濃度、溫度靈敏度達(dá)0.01％、0.01℃，精度優(yōu)于0.1％、0.1℃，能自動剔除錯誤數(shù)據(jù)，有較強(qiáng)的抗干擾能力。
權(quán)利要求1.一種超聲波乳化液在線濃度計，它包括超聲探頭25、測溫電路、A/D轉(zhuǎn)換器6、地址、控制和數(shù)據(jù)線11、CPU9、ROM12、RAM和I/O擴(kuò)展器17、復(fù)位單穩(wěn)23、發(fā)射電路24、放大器22、過零電平檢測電路21、測時門20、高速計時器19、晶體振蕩器14、結(jié)束單穩(wěn)器15、測幅門16、測幅分頻器13，其特征是它還包括(1)儲存乳化液的溫度、濃度、聲時關(guān)系的ROM12，(2)放大器22的輸入端有由限幅電路和調(diào)諧選頻電路組成的濾波電路，(3)高速計數(shù)器19的數(shù)據(jù)經(jīng)并行口27讀入CPU9。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波乳化液在線濃度計，其特征是所述的限幅、濾波電路為耦合電容C1、C3和限幅電阻R4串聯(lián)，電路中還串聯(lián)有反向并聯(lián)的限幅二極管D1、D2構(gòu)成的限幅電路，和電感L、電容C2組成的濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波乳化液在線濃度計，其特征是所述的RAM和I/O擴(kuò)展器17與八路開關(guān)18相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波乳化液在線濃度計，其特征是濃度計經(jīng)串行口10與計算機(jī)28連接。
專利摘要本實用新型涉及一種超聲波乳化液在線濃度計,它包括:超聲探頭25、測溫電路、A/D、地址、控制和數(shù)據(jù)線11、CPU9、儲存乳化液溫度、濃度、聲時關(guān)系的ROM12、RAM和I/O擴(kuò)展器17、復(fù)位單穩(wěn)23、發(fā)射電路24、放大器22、過零電平檢測電路21、測時門20、高速計時器19、晶體振蕩器14、結(jié)束單穩(wěn)器15、測幅門16、測幅分頻器13,其測量濃度、溫度靈敏度達(dá)到0.01%、0.01℃,精度優(yōu)于0.1%,0.1℃,能自動剔除聲時突變或過小時的錯誤數(shù)據(jù),有較強(qiáng)的抗干擾能力,在線檢測迅速、準(zhǔn)確。
文檔編號G01N29/02GK2291664SQ97202740
公開日1998年9月16日 申請日期1997年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月28日
發(fā)明者王康健, 朱士明, 徐耀寰, 盧杰, 呂錦華, 梁軍汀, 董宏偉 申請人:寶山鋼鐵(集團(tuán))公司, 同濟(jì)大學(xué)