一种自动称量式数显液体密度计装置及其密度检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种自动称量式数显液体密度计装置及其密度检测方法，包括自动测试单元、工控机单元、金属浴单元、按键显示单元和电源单元；金属浴单元包括两组金属浴控温槽，每组金属浴控温槽包括样品测试槽位、样品预热槽位和浮子预热槽位；自动测试单元中称重传感器固定于电动推杆上，浮子挂于称重传感器的挂钩上；电动推杆、称重传感器和温度传感器分别与工控机单元电连接；工控机单元与按键显示单元和电源单元电连接。本发明专利技术采用工控机单元对电动推杆进行控制，并采用温度传感器和称重传感器实现自动测量过程中的温度测量和浮子重力测量，可快速获得样品液体实测密度值，提高了密度计装置的工作效率和测量结果的准确性。

An Automatic Weighing Digital Liquid Densitometer and Its Density Detection Method

The invention provides an automatic weighing digital liquid densitometer device and its density detection method, including an automatic test unit, an industrial computer unit, a metal bath unit, a key display unit and a power supply unit; a metal bath unit comprises two sets of metal bath temperature control troughs, each group of metal bath temperature control troughs includes a sample test trough and a sample. Preheating cell and float preheating cell; weighing sensor in automatic test unit is fixed on electric push rod and float is attached to the hook of weighing sensor; electric push rod, weighing sensor and temperature sensor are respectively connected with industrial control unit; industrial control unit is electrically connected with key display unit and power supply unit. The invention adopts industrial computer unit to control the electric push rod, and adopts temperature sensor and weighing sensor to realize temperature measurement and float gravity measurement in the process of automatic measurement. The measured density value of sample liquid can be quickly obtained, and the working efficiency of the densitometer device and the accuracy of the measurement result can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种自动称量式数显液体密度计装置及其密度检测方法
本专利技术涉及测量
，具体地说，涉及一种自动称量式数显液体密度计装置及其密度检测方法。
技术介绍
传统的韦氏天平法、比重瓶法等密度检测方法测试操作繁琐，测量结果易受环境温度、目测刻度标示等客观或主观因素影响，测量范围窄小、样品用量大、测试设备清洗难等。随着电子技术的发展，自动数显液体密度计技术发展已趋向成熟，自动数显液体密度计可实现操作简便，测量过程自动快速、精确、可多次重复等优点，设备自动计算测量结果，无需人工换算，设备维护方便。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种自动称量式数显液体密度计装置及其密度检测方法，以克服现有技术中的缺陷。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种自动称量式数显液体密度计装置，所述自动称量式数显液体密度计装置包括自动测试单元、工控机单元、金属浴单元、按键显示单元和电源单元；其中，金属浴单元包括两组金属浴控温槽，每组所述金属浴控温槽包括一个样品测试槽位、一个样品预热槽位和一个浮子预热槽位，所述金属浴控温槽外部包覆有云母隔热板；所述金属浴控温槽内部具有半导体制冷片和电加热棒，半导体制冷片和电加热棒分别与工控机单元电连接；自动测试单元包括电动推杆、称重传感器、温度传感器和浮子；电动推杆可移动地设置在样品测试槽位的上方，称重传感器固定于电动推杆上，所述浮子挂于称重传感器的挂钩上；温度传感器可移动地设置在样品测试槽位的上方，电动推杆、称重传感器和温度传感器分别与工控机单元电连接；工控机单元与按键显示单元和电源单元电连接。通过上述技术方案，金属浴单元采用两组独立的控温槽，并且控温槽采用金属浴作为恒温槽，具有快速调节控温槽温度上升、下降的功能；采用耐高温、低热传导的云母隔热板，实现有效的隔热、保温功能，有效的提高了测量结果的准确性；控温槽采用制冷半导体片实现制冷功能，通过调节工作电流的大小，可方便调节制冷速度，半导体片作用速度快，工作安静，使用寿命长；采用电加热棒实现加热功能，电加热棒加热速度快，易于快速升温控制；测量过程中，采用工控机单元对电动推杆进行控制，并采用高精度的温度传感器和称重传感器实现自动测量过程中的温度测量和浮子重力测量，基于阿基米德浮力原理工控机单元可以快速获得样品液体实测密度值、实测温度值、标准密度值、体积系数值等，提高了密度计装置的工作效率和测量结果的准确性。作为对本专利技术所述的自动称量式数显液体密度计装置的进一步说明，优选地，工控机单元通过GPIO接口与电动推杆电连接和信号连接，并控制电动推杆滑动的启停和方向，且工控机单元通过PWM脉冲输出控制电动推杆的滑动速度。通过上述技术方案，利用工控机单元对电动推杆进行启停和方向控制，并基于PWM脉冲数据输出，实现电动推杆的滑动速度的调节，使电动推杆的电机带动支架上下滑动，进而实现浮子的自动上下提放速度调节功能，以保证测量更精准、更稳定可靠。作为对本专利技术所述的自动称量式数显液体密度计装置的进一步说明，优选地，工控机单元通过GPIO接口与半导体制冷片和电加热棒电连接和信号连接，并控制半导体制冷片制冷的启停和电加热棒加热的启停，且工控机单元通过PWM脉冲输出控制所述半导体制冷片的制冷速度和所述电加热棒的加热速度。通过上述技术方案，利用工控机单元对半导体制冷片和电加热棒进行启停控制，并基于PWM脉冲数据输出，实现半导体制冷片与加热棒的制冷和加热速度的控制，以保证恒温槽可以快速升温和制冷。作为对本专利技术所述的自动称量式数显液体密度计装置的进一步说明，优选地，在样品测试槽位上方架设有电动搅拌棒，工控机单元通过GPIO接口与电动搅拌棒电连接和信号连接，并控制电动搅拌棒搅拌的启停，且工控机单元通过PWM脉冲输出控制电动搅拌棒的搅拌速度。通过上述技术方案，样品测试槽配置电动搅拌棒，利用工控机单元对电动搅拌棒进行控制，在测试前，对液体进行自动搅拌，实现被测液体温度均匀，减少测量误差。作为对本专利技术所述的自动称量式数显液体密度计装置的进一步说明，优选地，电动推杆在两组所述金属浴控温槽的样品测试槽位之间移动，且电动推杆在每一样品测试槽位的上方上下移动。通过上述技术方案，两组控温槽共用一个电动推杆，可在一个测试槽测量完成后，即刻在另一测试槽进行测量，节省时间和成本。作为对本专利技术所述的自动称量式数显液体密度计装置的进一步说明，优选地，样品测试槽位配置有密封盖，样品测试槽位的顶部环设有感应器，所述密封盖盖设在所述感应器上，所述感应器与工控机单元电连接。通过上述技术方案，测量易挥发液体时，测试槽配置密封盖，实现防止易挥发液体挥发导致测量误差的功能。作为对本专利技术所述的自动称量式数显液体密度计装置的进一步说明，优选地，工控机单元通过RS422接口与称重传感器电连接和信号连接，工控机单元读取称重传感器的重力测量数据；工控机单元通过UART接口与温度传感器电连接和信号连接，工控机单元读取温度传感器的温度检测数据。通过上述技术方案，利用工控机单元实现对称重传感器和温度传感器的数据通信，实现自动测量过程中的温度测量和浮子重力测量。作为对本专利技术所述的自动称量式数显液体密度计装置的进一步说明，优选地，电源单元包括AC220转DC12V电源稳压模块和电源监测控制电路。通过上述技术方案，采用高效能、低功耗的AC220转DC12V电源稳压模块，为各单元提供稳定可靠的DC12V工作电压；采用电源监测控制电路，提供实时自动监测功能，当工作电流异常时，将立即停止对除工控机单元外的其他单元的供电。为了实现本专利技术的另一目的，本专利技术还提供了一种利用所述的自动称量式数显液体密度计装置的密度检测方法，所述密度检测方法包括如下步骤：1)在样品测试槽位和样品预热槽位中各加入20ml纯水，把浮子放入对应金属浴的浮子预热槽位中进行加温预热；2)将体积为350ml的液体样品倒入烧杯中，并将装有液体样品的烧杯放置于样品预热槽位中进行预热；或者，3)将装有液体样品的烧杯放置于样品测试槽位中，把电动推杆移动到需要测量的样品测试槽位正上方，将达到温度要求的浮子挂在电动推杆上的称重传感器的挂钩上；4)移动温度传感器至烧杯中，并启动电动搅拌棒搅拌液体样品，使液体样品温度均匀；5)工控机单元控制电动推杆顺序提放浮子3次，再次提放浮子3次，等待浮子处于静止平衡状态，称重传感器进行重力测量，第一次测量完成，再重复进行第二次测量，两次测量完成，电动推杆自动上升到开始时的位置；6)工控机单元根据两次重力测量数值计算两次标准密度差值和平均标准密度值、体积系数值。本专利技术的有益效果：1、本专利技术基于阿基米德浮力原理，采用电动推杆带动浮子的自动上下提放，以及温度传感器和称重传感器在测量过程中的温度测量和浮子重力测量，并基于WinCE工控机的自动控制和高速数据处理技术，实现测量完成后高速的数据处理，可快速获得样品液体实测密度值、实测温度值、标准密度值、体积系数值等，提高了密度计装置的工作效率和测量结果的准确性；2、本专利技术采用金属浴作为恒温槽具有快速调节控温槽温度上升、下降的功能，并设置两组独立的控温槽，可以同时进行两次测量；3、控温槽采用耐高温、低热传导的云母隔热板，实现有效的隔热、保温功能，有效的提高了测量结果的准确性；4、控温槽采用电加热棒实现加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动称量式数显液体密度计装置，其特征在于，所述自动称量式数显液体密度计装置包括自动测试单元(1)、工控机单元(2)、金属浴单元(3)、按键显示单元(4)和电源单元(5)；其中，金属浴单元(3)包括两组金属浴控温槽，每组所述金属浴控温槽包括一个样品测试槽位(31)、一个样品预热槽位(32)和一个浮子预热槽位(33)，所述金属浴控温槽外部包覆有云母隔热板(34)；所述金属浴控温槽内部具有半导体制冷片(35)和电加热棒(36)，半导体制冷片(35)和电加热棒(36)分别与工控机单元(2)电连接；自动测试单元(1)包括电动推杆(11)、称重传感器(13)、温度传感器(14)和浮子；电动推杆(11)可移动地设置在样品测试槽位(31)的上方，称重传感器(13)固定于电动推杆(11)上，所述浮子挂于称重传感器(13)的挂钩上；温度传感器(14)可移动地设置在样品测试槽位(31)的上方，电动推杆(11)、称重传感器(13)和温度传感器(14)分别与工控机单元(2)电连接；工控机单元(2)与按键显示单元(4)和电源单元(5)电连接。

【技术特征摘要】
1.一种自动称量式数显液体密度计装置，其特征在于，所述自动称量式数显液体密度计装置包括自动测试单元(1)、工控机单元(2)、金属浴单元(3)、按键显示单元(4)和电源单元(5)；其中，金属浴单元(3)包括两组金属浴控温槽，每组所述金属浴控温槽包括一个样品测试槽位(31)、一个样品预热槽位(32)和一个浮子预热槽位(33)，所述金属浴控温槽外部包覆有云母隔热板(34)；所述金属浴控温槽内部具有半导体制冷片(35)和电加热棒(36)，半导体制冷片(35)和电加热棒(36)分别与工控机单元(2)电连接；自动测试单元(1)包括电动推杆(11)、称重传感器(13)、温度传感器(14)和浮子；电动推杆(11)可移动地设置在样品测试槽位(31)的上方，称重传感器(13)固定于电动推杆(11)上，所述浮子挂于称重传感器(13)的挂钩上；温度传感器(14)可移动地设置在样品测试槽位(31)的上方，电动推杆(11)、称重传感器(13)和温度传感器(14)分别与工控机单元(2)电连接；工控机单元(2)与按键显示单元(4)和电源单元(5)电连接。2.如权利要求1所述的自动称量式数显液体密度计装置，其特征在于，工控机单元(2)通过GPIO接口与电动推杆(11)电连接和信号连接，并控制电动推杆(11)滑动的启停和方向，且工控机单元(2)通过PWM脉冲输出控制电动推杆(11)的滑动速度。3.如权利要求1所述的自动称量式数显液体密度计装置，其特征在于，工控机单元(2)通过GPIO接口与半导体制冷片(35)和电加热棒(36)电连接和信号连接，并控制半导体制冷片(35)制冷的启停和电加热棒(36)加热的启停，且工控机单元(2)通过PWM脉冲输出控制半导体制冷片(35)的制冷速度和电加热棒(36)的加热速度。4.如权利要求1所述的自动称量式数显液体密度计装置，其特征在于，在样品测试槽位(31)上方架设有电动搅拌棒(12)，工控机单元(2)通过GPIO接口与电动搅拌棒(12)电连接和信号连接，并控制电动搅拌棒(12)搅拌的启停，且工控机单元(2)通过PWM脉冲输出控制电动搅拌棒(12)的搅拌速度。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡丽娜，陈鸿志，郑忠生，黄金兴，
申请(专利权)人：泉州市全通光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35