專利名稱：一種毛細管粘度計的自動計時裝置及計時方法
技術領域：
本發明涉及一種毛細管粘度計的自動計時裝置，屬毛細管粘度計的自動計時技術領域。
背景技術：
毛細管粘度計是測定高分子溶液粘度、分子量、支化度等有關特性參數的重要儀器。傳統的高分子溶液烏式粘度測量中，采用的是肉眼觀察和手動秒表計時的方法，費時費力，精度不高。為了更快速、更準確地測定高聚物的特性粘度，美國、德國和日本等國家先后研制出各種不同的自動毛細管粘度測試儀器。如德國SCHOTT公司和美國CANNON公司均生產系列自動毛細管粘度測定儀，國內上海和南京也有公司生產自動粘度測試儀，但這些自動粘度儀都通過光纖探頭進行液位檢測，由于過度追求自動化程度和儀器的通用性，使得其設計上存在一些缺陷，不利于儀器精度的提高，如檢測探頭和粘度計分離，不同粘度計可以隨時替換等。由于每次取放的位置存在誤差，加上取放操作對檢測探頭或光纖頭的碰撞和污染，難免引進誤差；另外，光纖檢測不適于深色液體，普通光電元件的耐溫程度較低，在進行高溫粘度測試時也無法使用。發明內容
為克服現有技術的缺陷和不足，本發明提供了一種毛細管粘度計的自動計時裝置及計時方法。
本發明的技術方案如下
—種毛細管粘度計的自動計時裝置，包括三根鉬絲電極A、B和C、兩個電橋、兩個比較放大器、兩個電平轉換電路、單片機、顯示驅動芯片和數字顯示器，其特征在于鉬絲電極A —端固定在毛細管粘度計檢測管內計時線a上，鉬絲電極B —端固定在毛細管粘度計檢測管內計時線b上，兩根鉬絲電極A、B的另一端分別與第一及第二個電橋中的橋臂電阻連接；鉬絲電極C 一端固定在毛細管粘度計檢測管內計時線b處以下，其另一端連接到接入兩電橋的電源負極端，從而使得由鉬絲電極A或B、鉬絲電極C及被測液體串接構成待測電阻；第一個電橋及第二個電橋的“橋”支路端分別接到第一及第二個比較放大器中的輸入端，第一及第二個比較放大器的輸出端分別接到第一及第二個電平轉換電路的輸入端，兩電平轉換電路的輸出端分別連接到單片機的接口上；單片機通過其I/O 口和顯示驅動芯片相連接，顯示驅動芯片和數字顯示器相連接；
所述的電平轉換電路由一個限流電阻后面連接一非門電路構成。
所述的三根鉬絲電極A、B和C直接燒結在毛細管粘度計檢測管的玻璃管壁內以使其固定，管外鉬絲電極部分用玻璃管封裝固定在玻璃管外壁上，玻璃管封口處裝有接線柱 A’ B’ C’分別和鉬絲電極A、B和C相連接。
一種利用上述計時裝置進行計時的方法，采用中斷處理方式進行計時，包括顯示處理過程和中斷處理過程(即計時處理過程)，其中顯示處理過程步驟如下
D開始；
2)定時器初始化；
3)置中斷定時器；
4)置外中斷；
5)置毫秒計數器；
6)判斷是否到達刷新時間，如果刷新時間到，轉入步驟7)，如果時間不到，返回重復步驟6)；
7)顯示區數據處理，顯示刷新；
8)判斷A電極和B電極是否同時接通，如果同時接通時則轉入步驟9)，如果未同時接通則直接返回步驟6)；
9)計時顯示器復位，然后返回步驟6)。
在執行顯示處理過程中，當A電極斷開時產生中斷，執行中斷處理過程(即執行計時處理過程)，步驟如下
①中斷處理開始；
②判斷A電極是否斷開，如果斷開，轉入步驟③，如果未斷開，返回重復步驟②；
③復位計時器；
④判斷是否A電極斷開且B電極接通，如果是則轉入步驟⑤，如果不是則返回重復步驟④
⑤累加計時；
⑥判斷A電極和B電極是否同時斷開，如果同時斷開則轉入下一步，如果未同時斷開則返回步驟⑤；
⑦計時停止；
⑧返回斷點處。
本發明的工作原理如下當毛細管粘度計的檢測管進行測量時，被測液體液面位于計時線a位置之上時，由于所測液體的導電性能使得形成一個由鉬絲電極A、電橋A中的橋臂電阻、直流電源和鉬絲電極C組成的閉合回路，另一個閉合回路由鉬絲電極B、電橋B中的橋臂電阻、直流電源和鉬絲電極C組成，兩個電橋中的“橋”支路端的信號經過運算放大器放大后，引入電平轉換電路進行數字信號轉換及信號放大后再將信號送入單片機中；當被測液體液面下降到位于計時線a以下時，第一個閉合回路斷開(A電極斷開)，其斷開狀態下的電橋輸出信號通過第一路比較放大器放大及電平轉換電路轉換后將信號送入單片機中，在計時線a處鉬絲電極A的端點離開液面的瞬間時刻開始計時；當被測液體液面下降到位于計時線b以下時，兩路閉合回路斷開，兩個電橋的輸出信號通過兩路比較放大器放大及電平轉換電路轉換后將信號送入單片機中，在計時線b處鉬絲電極B的端點離開液面的瞬間時刻計時結束，通過單片機計時后將計時結果送到數字顯示器以顯示時間。當被測液體再次被吸到計時線a以上時，兩路閉合回路接通，計時顯示器復位，準備下一次測量計時。
本發明的有益效果
I.檢測探頭固定到粘度計管壁上，防止碰撞和振動引起的探測頭移動引起的誤
2.可以檢測各種顏色或透明度的液體。
3.鉬絲電極的耐溫程度遠大于光纖等光電元件，可以檢測更高溫度的液體。
4.制作簡單，成本較低。


圖I是毛細管粘度計檢測管部位示意圖，圖2是本發明毛細管粘度計檢測管部位三根鉬絲電極A、B和C的固定部位示意圖。
其中1.球泡，2.毛細管，3.計時線a，4.計時線b。
圖3是本發明自動計時裝置結構示意圖。
其中5.電橋，6.電橋，7.電平轉換電路，8.電平轉換電路，9.單片機，10.顯示驅動芯片，11.直流電源、12.比較放大器，13.比較放大器，14.數字顯示器。
圖4是本發明裝置中電橋、比較放大器及電平轉換電路的電路示意圖。
其中15.保護電阻，16.保護電阻，17.比較放大器，18.限流電阻，19.非門電路； 圖中電橋的M N端為檢流計G支路，即“橋”支路端，P Q端為電源E支路端，Ra為橋臂電阻，Rb、Rx為標準電阻。
圖5是本發明方法中顯示處理過程的流程框圖。其中1)-9)為其各個步驟。
圖6是本發明方法中中斷處理過程的流程框圖。其中①-⑧為其各個步驟。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，但不限于此。
實施例I :
本發明實施例I如圖1-4所示，包括三根鉬絲電極A、B和C、兩個電橋5和6、兩個比較放大器7、8、兩個電平轉換電路12、13、單片機9、顯示驅動芯片10和數字顯示器14，其特征在于鉬絲電極A —端固定在毛細管粘度計檢測管內計時線a 3上，鉬絲電極B —端固定在毛細管粘度計檢測管內計時線b4上，兩根鉬絲電極A、B的另一端分別與第一及第二個電橋5和6中的橋臂電阻Ra連接；鉬絲電極C 一端固定在毛細管粘度計檢測管內計時線 b4處下面，其另一端連接到接入兩電橋5和6的電源負極端，從而使得由鉬絲電極A或B、 鉬絲電極C及被測液體串接構成待測電阻；第一個電橋及第二個電橋的“橋”支路M N端分別經保護電阻15、16接到第一及第二個比較放大器7和8中的輸入端，第一及第二個比較放大器7和8的輸出端分別接到第一及第二個電平轉換電路12和13的輸入端，兩電平轉換電路12、13的輸出端分別連接到單片機9的接口上；單片機9通過其I/O 口和顯示驅動芯片10相連接，顯示驅動芯片10和數字顯示器14相連接；
所述的電平轉換電路12或13是由一個限流電阻18后面連接一非門電路19構成。
所述的三根鉬絲電極A、B和C直接燒結在毛細管粘度計檢測管的玻璃管壁內以使其固定，管外鉬絲電極部分用玻璃管封裝固定在玻璃管外壁上，玻璃管封口處裝有接線柱 A’ B’ C’分別和鉬絲電極A、B和C相連接。
本發明實施例所用單片機為PIC16F877單片機。
實施例2
一種利用上述計時裝置進行計時的方法，采用中斷處理方式進行計時，包括顯示處理過程和中斷處理過程(即計時處理過程)，其中顯示處理過程如圖5所示，步驟如下
I)開始；
2)定時器初始化；
3)置中斷定時器；
4)置外中斷；
5)置毫秒計數器；
6)判斷是否到達刷新時間，如果刷新時間到，轉入步驟7)，如果時間不到，返回重復步驟6)；
7)顯示區數據處理，顯示刷新；
8)判斷A電極和B電極是否同時接通，如果同時接通時則轉入步驟9)，如果未同時接通則直接返回步驟6)；
9)計時顯示器復位，然后返回步驟6)；
在執行顯示處理過程中，當A電極斷開時產生中斷，執行中斷處理過程(即執行計時處理過程)，如圖6所示，步驟如下
①中斷處理開始；
②判斷A電極是否斷開，如果斷開，轉入步驟③，如果未斷開，返回重復步驟②；
③復位計時器；
④判斷是否A電極斷開且B電極接通，如果是則轉入步驟⑤，如果不是則返回重復步驟④；
⑤累加計時；
⑥判斷A電極和B電極是否同時斷開，如果同時斷開則轉入下一步，如果未同時斷開則返回步驟⑤；
⑦計時停止；
⑧返回原中斷點處。
權利要求
1.一種毛細管粘度計的自動計時裝置，包括三根鉬絲電極A、B和C、兩個電橋、兩個比較放大器、兩個電平轉換電路、單片機、顯示驅動芯片和數字顯示器，其特征在于鉬絲電極A 一端固定在毛細管粘度計檢測管內計時線a上，鉬絲電極B—端固定在毛細管粘度計檢測管內計時線b上，兩根鉬絲電極A、B的另一端分別與第一及第二個電橋中的橋臂電阻連接； 鉬絲電極C 一端固定在毛細管粘度計檢測管內計時線b處以下，其另一端連接到接入兩電橋的電源負極端，從而使得由鉬絲電極A或B、鉬絲電極C及被測液體串接構成待測電阻； 第一個電橋及第二個電橋的“橋”支路端分別接到第一及第二個比較放大器中的輸入端， 第一及第二個比較放大器的輸出端分別接到第一及第二個電平轉換電路的輸入端，兩電平轉換電路的輸出端分別連接到單片機的接口上；單片機通過其I/O 口和顯示驅動芯片相連接，顯示驅動芯片和數字顯示器相連接；電平轉換電路由一個限流電阻后面連接一非門電路構成。
2.如權利要求I所述的一種毛細管粘度計的自動計時裝置，其特征在于所述的三根鉬絲電極A、B和C直接燒結在毛細管粘度計檢測管的玻璃管壁內以使其固定，管外鉬絲電極部分用玻璃管封裝固定在玻璃管外壁上，玻璃管封口處裝有接線柱A’ B’ C’分別和鉬絲電極A、B和C相連接。
3.一種利用上述計時裝置進行計時的方法，采用中斷處理方式進行計時，包括顯示處理過程和中斷處理過程，其中顯示處理過程步驟如下1)開始；2)定時器初始化；3)置中斷定時器；4)置外中斷；5)置毫秒計數器；6)判斷是否到達刷新時間，如果刷新時間到，轉入步驟7)，如果時間不到，返回重復步驟6)；7)顯示區數據處理，顯示刷新；8)判斷A電極和B電極是否同時接通，如果同時接通時則轉入步驟9)，如果未同時接通則直接返回步驟6)；9)計時顯示器復位，然后返回步驟6)；在執行顯示處理過程中，當A電極斷開時產生中斷，執行中斷處理過程，步驟如下①中斷處理開始；②判斷A電極是否斷開，如果斷開，轉入步驟③，如果未斷開，返回重復步驟②；③復位計時器；④判斷是否A電極斷開且B電極接通，如果是則轉入步驟⑤，如果不是則返回重復步驟④；⑤累加計時；⑥判斷A電極和B電極是否同時斷開，如果同時斷開則轉入下一步，如果未同時斷開則返回步驟⑤；⑦計時停止；⑧返回原中斷點處。
全文摘要
一種毛細管粘度計的自動計時裝置，屬毛細管粘度計的自動計時技術領域。包括鉑絲電極和單片機等，其特征在于鉑絲電極A、B一端分別固定在檢測管內計時線a、b處，鉑絲電極A、B另一端分別和兩個電橋橋臂電阻相連接，橋臂電阻連接直流電源的正極；鉑絲電極C一端固定在檢測管內計時線b處以下，其另一端連接到電橋的負極；兩個電橋的電壓輸出信號經比較放大器放大后接入兩電平轉換電路，兩電平轉換電路分別接到單片機接口上；單片機和數字顯示器相連。本發明優點為檢測頭固定到管壁上，防止碰撞振動引起探頭移動帶來的誤差。能測各種顏色或透明度的液體。鉑絲電極耐溫大于光纖等光電元件，可檢測高溫度液體。制作簡單，成本低。
文檔編號G01N11/06GK102539286SQ20111036378
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者張華勇, 李天鐸, 邱書波 申請人:山東輕工業學院