專利名稱：乳化液濃度自動檢測配比儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種濃度自動檢測配比儀，尤其是適于煤礦井下液壓支架和液壓支柱乳化液的自動檢測配比。
眾所周知，乳化液濃度值直接影響到液壓傳動設(shè)備的工作壽命，濃度低液壓元件易受到水的浸蝕而生銹，而且還易出現(xiàn)泄漏，反之，濃度過高又增加生產(chǎn)成本，因此，配比合適的乳化液濃度是十分必要的，一般乳化液的濃度范圍，含油量在3％～5％或5％～7％，其余是水。目前大多數(shù)是采用手工配比乳化液，很難保證合適的濃度，也有能用光測法測乳化液濃度，但都不能實現(xiàn)自動配比的目的。
本實用新型的目的是提供一種乳化液濃度自動檢測配比儀，它是利用極板式電容傳感器，對乳化液濃度(具有不同介電常數(shù)和電阻率)檢測，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換與放大，再經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換讀入單片機存儲、判斷，然后以控制電路控制電機、泵及電磁閥，進(jìn)行加油和加水，形成一個閉環(huán)調(diào)節(jié)回路。從而達(dá)到乳化液自動配比的目的。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在乳化液容器液面內(nèi)，放置極板電容傳感器Src，它是由分開的表面鍍金層的兩銅極板分別平行地固定在向下開口的絕緣槽板兩內(nèi)側(cè)，而極板電容傳感器Src的一塊電連接穩(wěn)壓管W1、電阻R11、達(dá)林頓管T1和T2的發(fā)射極，另一塊與采樣電阻R5電連接，并聯(lián)的有二極管D7、D8和D9，而達(dá)林頓管T1和T2的基極分別通過電阻R8、R9電連接運算放大器U3的輸出端，此外，控制電路的固態(tài)繼電器E與電機D串聯(lián)，再與交流電源N電連接，電機D輸出軸與泵P以聯(lián)軸器連接。
由于采用上述方案，可以檢測出乳化液濃度并自動配比出濃度達(dá)到使用要求的乳化液。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型實施例的傳感器示意圖。
圖2是本實用新型實施例信號轉(zhuǎn)換與放大電路原理圖。
圖3是本實用新型實施例防爆保護(hù)電路原理圖。
圖4本實用新型實施例控制結(jié)構(gòu)原理圖。
圖1中1.乳化液容器，2.乳化液，3.絕緣槽板，4.左銅極板，5.右銅極板。
圖2中U1單片機，P10、P11單片機的二位控口，U2或非門U3運算放大器，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9電阻，T1、T2達(dá)林頓管，RS采樣電阻。
圖3中D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9穩(wěn)壓二極管，W1精密穩(wěn)壓管，R10、R11電阻，RS采樣電阻，Src極板電容傳感器。
圖4中U1單片機，P12單片機一個位控口，U4非門7404，E固態(tài)繼電器，N交流電源，D電機，P油泵。
在圖1中，表示一種阻容型濃度／液位傳感器，它是設(shè)置在向下開口的絕緣槽板3兩內(nèi)側(cè)，分別連接表面鍍金層的兩銅極板4和5組成，放置在高水基乳化液容器1乳化液2內(nèi)，測量乳化液2的濃度和液位，其檢測原理是根據(jù)不同的液體介質(zhì)，其介電常數(shù)與電阻率是不同的，不同濃度的乳化液的介電常數(shù)與電阻率也是不同的，所以根據(jù)介電常數(shù)與電阻率可以檢測乳化液的濃度和液位，于是，把不同的介電常數(shù)與電阻率組合成一個合成阻抗，通過檢測電路轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓信號，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后讀入單片機內(nèi)存。
合成阻抗計算公式如下C＝εS／dε＝k0＋k1xR＝1000δd／xλsZ＝R(1／2πfc)≈k2／x式中c－－－－電容，法拉；ε－－－－介電常數(shù)，［庫侖］2［牛頓］－1［米］－2S－－－－面積，米2；d－－－－距離，米；k0，k1－－－－常系數(shù)，［庫侖］2［牛頓］－1［米］－2；x－－－－乳化液濃度，體積百分比；
R－－－－電阻，歐姆；δ－－－－毫克當(dāng)量；λ－－－－毫克當(dāng)量電導(dǎo)，［歐姆］－1［米］－1／毫克當(dāng)量；Z－－－－合成阻抗，歐姆；f－－－－頻率，赫茲；k2－－－系數(shù)，歐姆。
在圖2中，單片機U1的二位位控口P10、P11與信號轉(zhuǎn)換與放大電路的二位輸入線連接，其中電阻R3＝R5＝R6＝2R4配備，當(dāng)P10為高電平時，U的輸出為低電平，U3的輸出為零電平，當(dāng)P10為低電平時，運算放大器U2的輸出隨P11而變化，P11為高電平時，運算放大器U2為低電平，P11為低電平時，運算放大器U2為高電平，運算放大器U3輸出為正、負(fù)電平兩種狀態(tài)，即P11為高時，運算放大器U3的輸出信號為正電平，P11為低時，運算放大器的輸出信號為負(fù)電平。這三種狀態(tài)的信號(即正零負(fù)電平)經(jīng)達(dá)林頓管T1、T2功率放大后，加到極板式電容傳感器Src，分別測量乳化液濃度，油位和液位，從采樣電阻RS上得到的信號Urc經(jīng)過信號放大和濾波后轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓信號，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后，讀入單片機U1內(nèi)儲存。
運算放大器U3的輸出端與電阻R8和R9聯(lián)接，電阻R8與達(dá)林頓管T1的基極聯(lián)接，電阻R9與達(dá)林頓管T2的基極連接，T1的集電極接電源＋Vcc，T2的集電極接負(fù)電源－Vcc，T1與T2的發(fā)射極相連接，T1和T2的發(fā)射極相連接后與阻容傳感器Src的一塊電連接，Src的另一塊與采樣電阻RS相連接，從這連接點取出電壓信號，RS的另一端接地。
檢測配比工作原理如下先由極板電容傳感器檢測乳化液的濃度，經(jīng)信號放大及A／D轉(zhuǎn)換后，讀入單片機內(nèi)存，單片機根據(jù)檢測程序，判斷乳化液濃度是否處于合理范圍內(nèi)，分下列情況進(jìn)行處理(1)檢測到的濃度大于合理值上限，表明乳化液濃度過高，控制電路控制(防爆)電磁閥接通水源，給乳化液箱加入當(dāng)前濃度和合理濃度范圍上限的差值對應(yīng)的水量，然后關(guān)閉(防爆)電磁閥，水源斷開；
(2)檢測到的濃度處于合理范圍內(nèi)，表明濃度適中，(防爆)電磁閥和(防爆)電機都不通電，單片計算機繼續(xù)檢測信號；(3)檢測到的濃度處于合理范圍下限值以下，表明濃度過低，控制電路控制(防爆)電機與泵給系統(tǒng)加入與當(dāng)前濃度和合理值下限的差值相對應(yīng)的油量，然后(防爆)電機斷電，吸油停止。
在圖3中，電阻R10與達(dá)林頓管T1、T2的發(fā)射極相連接，R10的另一端與穩(wěn)壓二極管D1、D2、D3相連接，D1、D2、D3并聯(lián)，D4、D5、D6分別與D1、D2、D3對接，D4、D5、D6另一端并聯(lián)接地；電阻R11與D1、D2、D3相連接，另一端與穩(wěn)壓管W1相連接，W1的另一端接地，R11和W1的連接與阻容傳感器Src的一端連接，Src的另一端與采樣電阻RS相連接，在這一連接點并接三個二極管D7、D8、D9，RS和D7、D8、D9的另一端接地。
在圖4中，單片機U1的一位控口P12和非門(7404)U4的輸入端連接，非門(7404)U4的輸出端與固態(tài)繼電器E的輸入端(＋)端連接，固態(tài)繼電器E的輸入負(fù)端(－)接地；固態(tài)繼電器E輸出端的一端接交流電源N的一端，固態(tài)繼電器E的輸出端的另一端與電機D的一端連接，電機D的另一端與交流電源N連接，即固態(tài)繼電器E與電機D串聯(lián)后與交流電源N連接，電機D出軸與泵P的軸通過聯(lián)軸器實現(xiàn)機械連接，此外，電磁閥的電連接與電機D電連接方式相類似。
權(quán)利要求一種乳化液濃度自動檢測配比儀，其特征在于在乳化液容器液面內(nèi)，放置極板電容傳感器Src，它是由分開的表面鍍金層的兩銅極板分別平行地固定在向下開口的絕緣槽板兩內(nèi)側(cè)，而極板電容傳感器Src的一塊電連接穩(wěn)壓管W1、電阻R11、達(dá)林頓管T1和T2的發(fā)射極，另一塊與采樣電阻Rs電連接，并聯(lián)的有二極管D7、D8和D9，而達(dá)林頓管T1和T2的基極分別通過電阻R8、R9電連接運算放大器U3的輸出端，此外，控制電路的固態(tài)繼電器E與電機D串聯(lián)，再與交流電源N電連接，電機D輸出軸與泵P以聯(lián)軸器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種濃度自動檢測配比儀，尤其是適于煤礦井下液壓支架和液壓支柱乳化液的自動檢測配比。它具有分開的兩銅極板置于乳化液容器液面的絕緣槽板兩內(nèi)側(cè)，一銅極板連接穩(wěn)壓管W1、電阻R11、達(dá)林頓管T1和T2的發(fā)射極，另一銅極板與采樣電阻Rs電連接，并聯(lián)的有二極管D7、D8和D9，而達(dá)林頓管T1和T2的基極分別通過電阻R8、R9電連接運算放大器U3的輸出端，再通過控制電路固態(tài)繼電器E與電機D串聯(lián)，可自動檢測配比乳化液濃度。
文檔編號G01N27/00GK2101236SQ91224148
公開日1992年4月8日 申請日期1991年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月4日
發(fā)明者王正良 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)北京研究生部