一種容器罐內(nèi)流體可用量在線實(shí)時監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種在線實(shí)時監(jiān)控裝置，具體涉及一種容器罐內(nèi)流體可用量在線實(shí)時監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)有市場上用于測定可視性差容器中不定型流體(液體或氣體)含量的裝置，大多數(shù)是基于超聲波、紅外線、激光器、壓力傳感器或溫度傳感器這5種原理，然而這些裝置在一些超低溫或強(qiáng)腐蝕的液體或氣體上應(yīng)用會出現(xiàn)實(shí)制安裝困難、測量精度低、穩(wěn)定性差等不足。如生物實(shí)驗(yàn)室常用的液氮量的測定，若采用超聲波監(jiān)控液氮可用量，由于需要振片產(chǎn)生超聲波，液氮在常溫下會不斷沸騰，加上遇上水氣會產(chǎn)生薄冰，造成超聲波傳感器振片結(jié)冰而損壞；若采用紅外線或激光器，由于液氮沸騰產(chǎn)生大量水蒸氣會遮擋光線造成測量誤差增大，測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的現(xiàn)象；若采用壓力傳感器，壓力傳感器必需要與液氮直接或間接接觸，液氮的沸點(diǎn)是負(fù)196度，在這個溫度下大部分壓力傳感器無法正常工作，加上安裝壓力傳感器需要在容量的底部開孔，液氮的保存一般是在真空的不銹鋼保溫瓶內(nèi)，無法進(jìn)行二次安裝。
[0003]而生物樣本在液氮泡浸等實(shí)驗(yàn)操作過程中，實(shí)驗(yàn)人員可能會對生物樣本頻繁放置和減置，使整體重量頻繁發(fā)生變化，而由于實(shí)驗(yàn)對液氮的液位具有特殊要求，如果不能及時掌控容器罐內(nèi)的液氮含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將受到嚴(yán)重影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型采用測定重量的方法進(jìn)行測量氣體或液體的可用量，結(jié)合w1-fi和以太網(wǎng)通訊技術(shù)，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)直接發(fā)送到云服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時警報(bào)和獲取氣體或液體使用情況，克服現(xiàn)有監(jiān)控技術(shù)的不足。
[0005]本實(shí)用新型目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種容器罐內(nèi)流體可用量在線實(shí)時監(jiān)控裝置，包括:稱重傳感器陣列模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)傳送模塊和存儲監(jiān)控模塊；所述稱重傳感器陣列模塊包括多個稱重傳感器，用于檢測流體重量；
[0007]所述數(shù)據(jù)采集模塊接收稱重傳感器陣列模塊的信號，傳遞到顯示模塊進(jìn)行顯示，同時通過數(shù)據(jù)傳送模塊傳遞給存儲監(jiān)控模塊；
[0008]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括HX 711 24位高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片、校準(zhǔn)操作按鈕、操作識別開關(guān)和單片機(jī)；
[0009]所述數(shù)據(jù)采集模塊接收所述稱重傳感器陣列模塊的信號后傳遞給單片機(jī)，所述校準(zhǔn)操作按鈕和操作識別開關(guān)分別與單片機(jī)連接，可以向單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)操作信號；
[0010]所述數(shù)據(jù)傳送模塊包括無線傳送模塊和網(wǎng)口連接模塊；
[0011]所述存儲監(jiān)控系統(tǒng)采用云服務(wù)器。
[0012]進(jìn)一步的，所述稱重傳感器陣列模塊包括多個稱重傳感器陣列并聯(lián)連接，并使用高精度電位器調(diào)節(jié)平衡，用于檢測流體重量；
[0013]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括HX 711 24位高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片(以下簡稱轉(zhuǎn)換芯片)、校準(zhǔn)操作按鈕、瓶蓋識別開關(guān)和AVR單片機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)換芯片把稱重傳感器的電阻值轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，再使用兩線制數(shù)字傳輸與單片機(jī)通訊；所述校準(zhǔn)操作按鈕采用兩個防水復(fù)位開關(guān)，一個向高位校準(zhǔn)，一個向低位校準(zhǔn)，以用于校準(zhǔn)當(dāng)前容器罐內(nèi)流體可用量的實(shí)際數(shù)據(jù)；所述瓶蓋識別開關(guān)用于檢測容器蓋是否處于打開狀態(tài)；所述AVR單片機(jī)，優(yōu)選地采用ATMEL公司的8位微處理AVR核心處理器，ATMega 2560，速度為16MHz，且?guī)в?6個輸入輸出引腳，內(nèi)置256K的EEPROM和8K RAM ；
[0014]所述顯示模塊采用16K色TFT顯示屏，分辨率為202*128，用于顯示當(dāng)前重量，可用量百分比等信息；
[0015]所述數(shù)據(jù)傳送模塊包括無線傳送模塊和網(wǎng)口連接模塊，其中無線傳送模塊采用ESP 8266芯片，該芯片支持IEEE 802.11無線標(biāo)準(zhǔn)，即Wifi無線連接，采用IPv6進(jìn)行連接；網(wǎng)口連接模塊采用W5500芯片，該芯片采用自動硬件TCP/IP通訊協(xié)議，可大大減輕主處理器的運(yùn)行負(fù)擔(dān)；
[0016]所述存儲監(jiān)控系統(tǒng)采用云服務(wù)器(Elastic Compute Service,簡稱ECS)，該服務(wù)器由于計(jì)算服務(wù)處理能力可彈性伸縮，其管理方式比物理服務(wù)器更簡單高效，可以快速構(gòu)建更穩(wěn)定、安全的應(yīng)用，同時降低開發(fā)運(yùn)維的難度和整體IT成本。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提供的流體可用量實(shí)時監(jiān)控裝置，具有以下有益效果:
[0018]1、精確度高。通過對于可視性較差容器罐內(nèi)流體采用改良的傳感器陣列聯(lián)接方式，修正了各個偏角的誤差，進(jìn)而提高了監(jiān)控的精確度。
[0019]2、適用范圍廣。通過使用液體密度常量乘以液體重量，計(jì)算出液體的體積，再根據(jù)容量的參數(shù)計(jì)算出液體的液位，避免傳統(tǒng)裝置無法用于超低溫或強(qiáng)腐蝕的液體或氣體，提高監(jiān)控的靈活性和實(shí)用性。
[0020]3、靈活性強(qiáng)且具有時效性和體驗(yàn)性。采用稱重原理，無需安裝且通過使用瓶蓋識別開關(guān)來識別放置或減置樣品產(chǎn)生的重量變化并作相應(yīng)處理，使得該裝置不僅可以用于靜置流體重量測定，還可靈活用于樣品重量變動的流體重量測定；結(jié)合W1-fi或以太網(wǎng)在線實(shí)時測量液位，以確保測量的時效性和體驗(yàn)性。
[0021]4、穩(wěn)定、安全且成本低廉。采用處理能力可彈性伸縮的云服務(wù)器進(jìn)行計(jì)算服務(wù)，使得該裝置運(yùn)行更穩(wěn)定、安全，同時降低了開發(fā)運(yùn)行的難度和整體IT成本。
【附圖說明】
[0022]圖1為硬件連接示意圖
[0023]圖2為傳感器結(jié)構(gòu)布局圖
[0024]圖3為傳感器連接電路圖
[0025]圖4為軟件流程圖
[0026]圖5為實(shí)施例效果圖
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明:
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種容器罐內(nèi)流體可用理在線實(shí)時監(jiān)控裝置，該裝置包括稱重傳感器陣列模塊、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)傳送和存儲監(jiān)控模塊。
[0029]所述稱重傳感器包括多個稱重傳感器陣列并聯(lián)連接，并使用高精度電位器調(diào)節(jié)平衡，以4個為例，其結(jié)構(gòu)布局和連接電路分別如圖2和3所示。
[0030]所述數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊包括HX 711 2