基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点测量方法及系统技术方案

本发明专利技术的基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点温度测量方法及系统，包括：步骤1实时读取温度值；步骤2每1秒钟读取100～250个浊度数据；步骤3计算浊度变化斜率；步骤4判断1秒钟内浊度变化斜率大于阈值的次数是否为2～8次，如果是则第一判断结果为真，进行步骤5，否则返回步骤2；步骤5判断是否连续2～8秒第一判断结果都为真，如果是则第二判断结果为真，进行步骤7；否则第二判断结果为假，进行步骤6；步骤6判断浊度读取时间是否小于10分钟，如果是则返回步骤2；否则测量失败；步骤7当第二判断结果为真时，此时温度值即为析晶点温度。本发明专利技术可解决人工目测分辨测量结果存在人为影响因素大，易出现炸药质量不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点测量方法及系统
本专利技术涉及嵌入式计算机
，涉及基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点测量方法及系统。
技术介绍
乳化炸药是矿山爆破中大量使用的工业炸药。硝酸铵溶液是乳化炸药的主要组成部分。硝酸铵溶液生产过程中需要严格控制溶液的析晶点温度，这个指标是影响乳化炸药性能指标的重要参数。目前，对这项指标的检测均为人工检测的方法。析晶点温度的检测方法为：人工取样，到化验室后将取样液置入带有温度计的锥形瓶中，手动摇晃锥形瓶并人工观察液体，当液体中出现晶体、液体变浑浊时记录液体温度，根据析晶点温度计算需要添加的水或者硝酸铵量。由于这种检测方法都需要人工目测分辨测量结果，所以人为影响因素大，容易出现炸药质量不稳定的情况。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点测量方法及系统，可自动测量硝酸铵溶液析晶点温度，提高炸药质量。本专利技术提供一种基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点温度测量方法，包括：步骤1：实时读取温度值，进行处理后显示当前温度值；步骤2：每1秒钟读取100～250个浊度数据；步骤3：计算浊度变化斜率，即当前浊度值与上次浊度值的比值；步骤4：判断1秒钟内浊度变化斜率大于阈值的次数是否为2～8次，如果是则第一判断结果为真，进行步骤5；否则第一判断结果为假，返回步骤2；步骤5：判断是否连续2～8秒内第一判断结果都为真，如果是则第二判断结果为真，进行步骤7；否则第二判断结果为假，进行步骤6；步骤6：判断浊度读取时间是否小于10分钟，如果是则返回步骤2；否则测量失败；步骤7：当第二判断结果为真时，将此时的温度值作为析晶点温度发送给LCD液晶显示模块进行显示，并向RGB三色LED模块输出测量完成控制信号；当测量失败时向RGB三色LED模块输出测量失败控制信号。进一步的，所述阈值为1.1～1.5。本专利技术还提供一种基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点温度测量系统，包括：Arduino控制单元、温度传感器模块、浊度传感器模块、LCD液晶显示模块、RGB三色LED模块、电机控制器模块、24V电源和直流电动推杆；所述温度传感器模块和浊度传感器模块固定在所述直流电动推杆末端，用于将实时检测的硝酸铵溶液温度值和液浊度值发送给Arduino控制单元；所述LCD液晶显示模块与所述Arduino控制单元连接，用于显示硝酸铵溶液的实时温度和硝酸铵溶液的析晶点温度；所述RGB三色LED模块与所述Arduino控制单元连接，使用不同颜色显示析晶点温度测量系统当前的运行状态；所述电机控制器模块分别与Arduino控制单元、24V电源和直流电动推杆相连接，根据Arduino控制单元的指令控制直流电动推杆升降运动；所述Arduino控制单元包括：温度读取模块，实时读取温度值并发送给主控模块进行处理；浊度读取模块，每1秒钟读取100～250个浊度数据，并连续读取至少8秒；斜率计算模块，计算浊度变化斜率，即当前浊度值与上次浊度值的比值；第一判断模块，判断每1秒钟内浊度变化斜率大于阈值的次数是否为2～8次，如果是则第一判断结果为真，否则第一判断结果为假；第二判断模块，判断是否连续2～8秒内第一判断结果都为真，如果是则第二判断结果为真，否则第二判断结果为假；第三判断模块，当第二判断结果为假时，判断浊度读取时间是否小于10分钟，如果是则浊度读取模块继续读取浊度值，否则测量失败；主控模块，当第二判断结果为真时，将此时的温度值发送给所述LCD液晶显示模块进行显示，并向RGB三色LED模块输出测量完成控制信号，当测量失败时向RGB三色LED模块输出测量失败控制信号。进一步的，所述析晶点温度测量系统还包括磁力搅拌装置，用于搅拌硝酸铵溶液，保持硝酸铵溶液的温度均衡。进一步的，所述Arduino控制单元为Arduinounor3核心控制单元，所述温度传感器模块为防水型DS18B20温度传感器，所述浊度传感器模块为TSW-30浊度传感器，所述LCD液晶显示模块为使用I2C接口的LCD1602液晶显示屏，所述RGB三色LED模块为RGB全彩LED模块，所述电机控制器模块为带24V正反转输出的电动推杆电机控制器模块，所述直流电动推杆为行程10mm直流24V电动推杆，所述磁力搅拌装置通过作用于放入硝酸铵溶液中的磁力棒，对硝酸铵溶液充分搅拌，保持硝酸铵溶液的温度均衡。进一步的，所述温度传感器模块的VCC针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的5V针脚，所述温度传感器模块的GND针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的GND针脚，所述温度传感器模块的IO针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的D2针脚。进一步的，所述浊度传感器模块的GND针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的GND针脚，所述浊度传感器模块的DO针脚空闲不用，所述浊度传感器模块的AO针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的A1针脚，所述浊度传感器模块的VCC针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的5V针脚。进一步的，所述LCD液晶显示模块的GND针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的GND针脚，所述LCD液晶显示模块的VCC针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的5V针脚，所述LCD液晶显示模块的SDA针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的A4/SDA针脚，所述LCD液晶显示模块的SCL针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的A5/SCL针脚。进一步的，所述RGB三色LED模块的GND针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的GND针脚，所述RGB三色LED模块的B针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的D9PWM针脚，所述RGB三色LED模块的G针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的D10PWM/SS针脚，所述RGB三色LED模块的R针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的D11PWM/MOSI针脚。进一步的，所述电机控制器模块的GND针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的GND针脚，所述电机控制器模块的IN1针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的D4针脚，所述电机控制器模块的IN2针脚连接所述Arduinounor3核心控制单元的D5PWM针脚，所述电机控制器模块的Power+针脚连接所述24V电源的+针脚，所述电机控制器模块的Power-针脚连接所述24V电源的-针脚，所述电机控制器模块的Motor+针脚连接所述直流电动推杆的红色正极+，所述电机控制器模块的Motor-针脚连接所述直流电动推杆的黑色负极-。本专利技术的基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点测量方法及系统，可解决人工测量方法需要人工目测分辨测量结果，人为影响因素大，容易出现炸药质量不稳定的情况，取代人工自动测量硝酸铵溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点温度测量方法，其特征在于，包括：/n步骤1：实时读取温度值，进行处理后显示当前温度值；/n步骤2：每1秒钟读取100～250个浊度数据；/n步骤3：计算浊度变化斜率，即当前浊度值与上次浊度值的比值；/n步骤4：判断1秒钟内浊度变化斜率大于阈值的次数是否为2～8次，如果是则第一判断结果为真，进行步骤5；否则第一判断结果为假，返回步骤2；/n步骤5：判断是否连续2～8秒内第一判断结果都为真，如果是则第二判断结果为真，进行步骤7；否则第二判断结果为假，进行步骤6；/n步骤6：判断浊度读取时间是否小于10分钟，如果是则返回步骤2；否则测量失败；/n步骤7：当第二判断结果为真时，将此时的温度值作为析晶点温度发送给LCD液晶显示模块进行显示，并向RGB三色LED模块输出测量完成控制信号；当测量失败时向RGB三色LED模块输出测量失败控制信号。/n

【技术特征摘要】
1.基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点温度测量方法，其特征在于，包括：
步骤1：实时读取温度值，进行处理后显示当前温度值；
步骤2：每1秒钟读取100～250个浊度数据；
步骤3：计算浊度变化斜率，即当前浊度值与上次浊度值的比值；
步骤4：判断1秒钟内浊度变化斜率大于阈值的次数是否为2～8次，如果是则第一判断结果为真，进行步骤5；否则第一判断结果为假，返回步骤2；
步骤5：判断是否连续2～8秒内第一判断结果都为真，如果是则第二判断结果为真，进行步骤7；否则第二判断结果为假，进行步骤6；
步骤6：判断浊度读取时间是否小于10分钟，如果是则返回步骤2；否则测量失败；
步骤7：当第二判断结果为真时，将此时的温度值作为析晶点温度发送给LCD液晶显示模块进行显示，并向RGB三色LED模块输出测量完成控制信号；当测量失败时向RGB三色LED模块输出测量失败控制信号。


2.如权利要求1所述的基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点温度测量方法，其特征在于，所述阈值为1.1～1.5。


3.基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点温度测量系统，其特征在于，包括：Arduino控制单元、温度传感器模块、浊度传感器模块、LCD液晶显示模块、RGB三色LED模块、电机控制器模块、24V电源和直流电动推杆；
所述温度传感器模块和浊度传感器模块固定在所述直流电动推杆末端，用于将实时检测的硝酸铵溶液温度值和浊度值发送给Arduino控制单元；所述LCD液晶显示模块与所述Arduino控制单元连接，用于显示硝酸铵溶液的实时温度和硝酸铵溶液的析晶点温度；所述RGB三色LED模块与所述Arduino控制单元连接，使用不同颜色显示析晶点温度测量系统当前的运行状态；所述电机控制器模块分别与Arduino控制单元、24V电源和直流电动推杆相连接，根据Arduino控制单元的指令控制直流电动推杆升降运动；
所述Arduino控制单元包括：
温度读取模块，实时读取温度值并发送给主控模块进行处理；
浊度读取模块，每1秒钟读取100～250个浊度数据，并连续读取至少8秒；
斜率计算模块，计算浊度变化斜率，即当前浊度值与上次浊度值的比值；
第一判断模块，判断每1秒钟内浊度变化斜率大于阈值的次数是否为2～8次，如果是则第一判断结果为真，否则第一判断结果为假；
第二判断模块，判断是否连续2～8秒内第一判断结果都为真，如果是则第二判断结果为真，否则第二判断结果为假；
第三判断模块，当第二判断结果为假时，判断浊度读取时间是否小于10分钟，如果是则浊度读取模块继续读取浊度值，否则测量失败；
主控模块，当第二判断结果为真时，将此时的温度值发送给所述LCD液晶显示模块进行显示，并向RGB三色LED模块输出测量完成控制信号，当测量失败时向RGB三色LED模块输出测量失败控制信号。


4.如权利要求3所述的基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点温度测量系统，其特征在于，所述析晶点温度测量系统还包括磁力搅拌装置，用于搅拌硝酸铵溶液，保持硝酸铵溶液的温度均衡。


5.如权利要求3所述的基于Arduino的硝酸铵溶液析晶点温度测量系统，其特征在于，所述Arduino控制单元为Arduinounor...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耿城，崔雪峰，房学明，孟祥宇，
申请(专利权)人：鞍钢矿业爆破有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21