高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪，由传感器、信号处理模块、单片机、操作按钮键盘、数码显示器、ＰＷＭ变换ＤＡ输出、通讯输出和报警驱动输出构成；传感器连接信号处理模块，信号处理模块连接单片机的信号输入接口，单片机带有操作按钮键盘，数码显示器、ＰＷＭ变换ＤＡ输出、通讯输出和报警驱动输出分别连接单片机的相应输出接口。本实用新型专利技术可以满足高浓度硝酸生产厂家硝酸浓度在线分析的需求，可以连续稳定控制生产，硝酸产品的浓度质量得到保证，不再需要人工分析，也降低了工人操作强度。该高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪生产成本低，同时也可应用于其他电导率测量应用的场合，市场前景广阔。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪一、
本技术涉及一种成分分析检测装置，具体说是一种高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪。二、
技术介绍
目前，高浓度硝酸(97.5％-99.5％)的测量大多是人工在分析室进行，测量方法有主要是用“比重”法测量。在分析室进行浓度测定，分析设备昂贵，影响因数多，分析时间长，测定结果滞后，无法连续稳定控制生产，硝酸产品的浓度质量难以保证。高浓度硝酸由于其特殊性，腐蚀性强等特点，在线测量困难，测量非线性严重，测量成本高，在线测量仪开发周期长、难度大、投资高。因此，高浓度硝酸生产的在线测量问题已成为国内生产厂家高浓度硝酸的生产中提高浓度质量，产量的障碍。三、
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于克服现有技术存在的技术缺陷，提供一种成本低、精度高、操作简单的高浓度硝酸电导式在线测量仪。实现了高浓度硝酸浓度的在线测量，用于控制生产的连续稳定运行，可以提高高浓度硝酸的质量与产量。本技术的基本原理：高浓度硝酸电导式在线测量仪是一种智能型成分分析仪表，以电导法作为测量原理，传感器是铂金电极。传感器利用硝酸浓度与电导率间的一一对-->应关系将浓度转换为电导率，再通过信号处理电路(震荡电路)将电导率变化变换为频率变化，直接经单片机系统运算处理，将测出频率值再转变成硝酸浓度值显示和输出。由于硝酸浓度与电导率非线形严重，因此在设计过程中预先采集足量频率值与浓度显示值的对应数据，通过数据查表方式实现浓度值的显示。利用电导率与频率转换法实现了低成本、高精度的在线酸浓度成分分析。本技术为实现专利技术目的所采用的技术方案是，高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪由传感器(电极)、信号处理模块、单片机、操作按钮键盘、数码显示器、PWM变换DA输出、通讯输出和报警驱动输出构成；传感器连接信号处理模块(震荡电路)，信号处理模块连接单片机的信号输入接口，单片机带有操作按钮键盘，数码显示器、PWM变换DA输出、通讯输出和报警驱动输出分别连接单片机的相应输出接口。传感器利用硝酸浓度与电导率间的一一对应关系将浓度转换为电导率，再通过信号处理电路(震荡电路)将电导率变化变换为频率变化，直接经单片机系统运算处理，将测出频率值再转变成硝酸浓度值显示和输出。本技术可以满足高浓度硝酸(97.5％-99.5％)生产厂家硝酸浓度在线分析的需求，可以连续稳定控制生产，硝酸产品的浓度质量得到保证，不再需要人工分析，也降低了工人操作强度。该高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪生产成本低，同时也可应用于其他电导率测量应用的场合，市场前景广阔。四、附图说明图1为本技术高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪原理方框图；图2为本技术高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪电路原理图。-->五、具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本技术作进一步详细说明。实施例1如图1和图2所示、高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪由传感器、信号处理模块、单片机、操作按钮键盘、数码显示器、PWM变换DA输出、通讯输出和报警驱动输出构成；利用铂金电极做传感器，单片机采用C8051F31x单片机。电极经电缆线接到测量仪的端子，经J1与震荡电路连接，其震荡电路中的电极与WR3串联、C2与C0并联，作为电路的补偿电阻与电容，震荡电路的频率输出其幅值分压后由J2直接接到单片机系统U1的11脚，信号由单片机系统运算处理后，第一路输出串行数据由单片机系统U1的25、26、27脚接到LED驱动显示U3的DIN，CLK和LOAD端口，驱动数码管显示浓度值。第二路输出PDW脉宽调制由单片机系统U1的10脚接到J2，通过阻容RC滤波变成平滑的模拟信号经双运放U6进行电压、电流放大。其中WR1为零点调整电位器，WR2为量程调整电位器，Ri为4-20mA转换成1-5V的高精度电阻。第三路输出串行数据由单片机系统U1的27、28、29脚接到RS485串行通讯接口U2的1、2、4脚再从J3输出。第四路报警输出由单片机系统U1的9脚接到J2，通过光耦隔离再放大驱动继电器。三个面板指示灯接单片机系统U1的22、23、24脚。五个按钮(键盘)接单片机系统U1的5、13、14、15、16脚，实现仪表智能化的设置操作。-->本实施例主要元器件清单  U1  C8051F310  单片机系统  U2  SN75LBC184  RS485串行通讯接口  U3  MAX7219  显示驱动  U4  LM317T  三端可调稳压  U5  HA-0P07  运放  U6  LM1458  双运放   U7   MC7805   三端稳压  U8  MC7812  三端稳压  U9  MC7912  三端稳压  DPY1、DPY2、DPY3、DPY4  共阴-5101AH  高亮数码管本实施例具有以下特性：1、利用铂金电极做传感器，采用频率电导法，将电导率转换成频率(频率范围在300-1000Hz)，方法简单易行，稳定可靠，测量精度高。2、从硬件和软件上都考虑了电极与测量仪之间电缆的线电阻与线电容的补偿。增强了互换性。3、单片机C8051F31x器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU芯片，集成度高，外围器件少，功能强。使测量仪电路结构简单，抗干扰能力强。4、由浓度变换成的频率变化，直接经单片机系统运算处理后输出，减少了放大等环节，运算处理还采用了现场多次测得的经验数据，使频率与单片机系统输出的非线性关系一一对应，提高进一步了测量仪的测量精度与稳定性。5、模拟输出电路采用了与显示值成线性关系的PWM脉宽变化信号，通过RC阻容滤波作为DA转换，使模拟输出线性关系的精度提高，减少DA转换芯片。6、测量仪输出与数字显示对应的模拟信号4-20mA或1-5V以及RS485接-->口串行通讯信号，便于与计算机(DCS)连接，实现高浓度硝酸生产的在线测量，7、测量仪有浓度低报警输出，提示生产者随时注意控制产品质量。8、测量仪智能化的操作设置，方便与电极的标定调试和生产参数的设定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪，由传感器、信号处理模块、单片机、操作按钮键盘、数码显示器、ＰＷＭ变换ＤＡ输出、通讯输出和报警驱动输出构成；其特征是：传感器连接信号处理模块，信号处理模块连接单片机的信号输入接口，单片机带有操作按钮键盘，数码显示器、ＰＷＭ变换ＤＡ输出、通讯输出和报警驱动输出分别连接单片机的相应输出接口。

【技术特征摘要】
1、一种高浓度硝酸浓度电导式在线测量仪，由传感器、信号处理模块、单片机、操作按钮键盘、数码显示器、PWM变换DA输出、通讯输出和报警驱动输出构成；其特征是：传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，岳东，狄利明，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]