防爆型超声粘度仪的原理和结构研究电化铝宁安冷热箱纤维棉仿真软件Oe

防爆型超声粘度仪的原理和结构研究

0 引言笔者研制的防爆超声波粘度自动分析仪是按照GB 3836.1标准规定制成Q类防爆电气设备，可用于B级T4组可燃性气体与空气形成爆炸混合物的场所，仪器整体防爆标志为ExdOⅡBT4。该仪器适用于测量4.00—120.00rnm2/s(50℃时)均匀液相油品，其准确性误差、重复性误差、再现性误差、稳定性误差与按GB1884—83规定方法测量数据对比不大于0.2mm2/s，每1600μs检测一次。仪器按规定程序分析油品粘度，测量结果由数码显示，同时备有4—20mA输出供记录用，是一种能连续自动检测石油粘度的质量分析仪表。1 测量原理[1]通过对原油、重油、润滑油、柴油及调合（3）实验后关闭开关油进行大量试验，得出油品的粘度γt，超声波传播距离L，油品温度θ是超声波传播时间t(简称声时)的函数:t=f(L作为主机的心脏，θ，γt)对于绝大多数单一油品，当把温度θ恒定，声程L选定后，声时t在一定的范围内与粘度γt呈线性关系:t=-kγt+q (1)式中:q为常数项;k为比例系数，k=△t/压线机4γt; γt为粘度。设测量的油品粘度的量程为γt1—γt2，其对应的超声波传播时间用t1与t2表示，由式(1)可得下列关系:(t1－t)/(t1－t2)=(γt－γt1)/( γt1－γt2) (2)令t′=t1－t,τ=t1－t2则式(2)可以改写为t′/τ=(γt－γt1)/( γt1－γt2) (3)式(3)把测量油品的粘度问题，归纳为测在技术不成熟量超声波在粘度为γt和γt1两搅拌机种油品中传播时间的差值，γt1－γt2是人为规定的，其相应的τ值可由实验测定得出。现在如果测出t值根据式(3)就能计算出γt值:γt=γt1+( t′/τ)( γt1－γt2) (4)当油品流进测量室并充满其中时(见图1)，发射换能器按一定发射周期向油品发出超声波脉冲，遇到接收换能器被接收下来，测量电路测出超声波脉冲从发射到接收所需要的时间(声时t)，排除其它因素对声时t的影响后，对声时t进行特定的变换及运算后就可知道油品的粘度值。在本仪器中，超声波脉冲的发射和接收打印纸，相应数据的处理及计算都由单片机控制完成。图1 测量室2 测量控制电路测量控制电路由电源、测温,A/D转换、加热器控制、超声发射接收、分频时间测量、单片机系统、键盘显示、D/A转换(4—20mA )、报警等电路组成。其电路框图如图2所示。图2 测量控制电路方框图单片机系统电路由80C31,27C64及2817A等组成EPROM27C64用作系统程序存储器。EPROM2871A用作数据存储器，参数设置如不改变只须设置一次，以后开机不须重新设置。单片机系统电路为本仪器的核心电路，本仪器的各种操作以及数据处理都是由它控制完成。键盘显示电路由82C79,74 HC138,74 HC245及MC1413等组成，其中82079为键盘显示器专用芯片，用作键盘扫描和动态扫描显示;74HC138为3—8选1译码器，用作键盘行线和显示器位选控制;74HC245用作显示器的选驱动用作显示器位选驱动。MC14131作位驱动。开关S1—S4为面板上的设定按键，昆为复位按键。加热器控制电路由单片机P1口来的P1.4端作温度控制，通过驱动电路MC1413和继电器控制加热器的通断，达到控温的目的。P1.5端用作超温时切断加热电源的控制端，通过MC1413与油浴中的温敏继电器(KT1)相互控制加热器电源开关(K1)，达到自动保温的目的。超声发射和接收电路由分频器来的周期为1600PS的发射脉冲经MC1413倒相后，一路再经MC1413倒相送触发器74HC74起动计数定时器8X54，另一端驱动VMOSFU17RF932产生高压脉冲加在发射器G1上，产生发射超声波。同时接收器G2接收的超声脉冲送人放大器LM353放大后，再到比较器LM094同相端，与反相端的基准电压相比较，产生一输出正脉冲，去触发触发器74HC74关闭计数定时器82C54;同时产生一中断信号通知单片机计数完毕，进行石材吧台处理。分频和时间测量电路由74HC04,74HC74,82C54组成，82054是一块可编程计数定时器电路，内部的3个计数定时器L作方式为:T0工作干频率发生器方式，分频系数为800;T1工作于方波发生器方式，分频系数为10;T2工作于频率发生器方式，分频系数为65535。工作过程如下:由晶振产生的10MHz频率稳定的脉冲，经开关三极管3DK2倒相后送人反相器74HCO4，经反相后74HC04 输出，一路送82C54 CLK2端作计数脉冲，一路送74HC74作分频后送人82054 CLKI端，经10分频变为5OOkHz信号再送于82C54 CLKO端，经T0800分频后为1600μS的发射信号，