快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀的製作方法

2023-09-17 10:08:30 3

快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀的製作方法
【專利摘要】本發明公開了快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，包括有測定儀殼體，測定儀殼體一表面上設有液晶顯示屏，液晶顯示屏的一側分別設置有開關鍵、參數設定按鍵、液晶顯示屏調節按鍵、溫度調零按鍵及壓力調零按鍵；測定儀殼體內設置有單片機、5V基準電源、液晶顯示屏背光亮度調節模塊、壓力採樣模塊、溫度採樣模塊、復位電路模塊及參數設定模塊。本發明的快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀具有測試速度快及測試結果準確的優點。
【專利說明】快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀
【技術領域】
[0001]本發明屬於啤酒檢測設備【技術領域】，涉及一種檢測啤酒內二氧化碳的裝置，具體涉及一種快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀。
【背景技術】
[0002]啤酒中所含有的二氧化碳有利於形成均勻的泡沫，賦於啤酒殺口的感覺，還能有效防止啤酒氧化，另外啤酒中含有的二氧化碳還能起到使部分酒花樹脂析出，使啤酒的口味更加細膩柔和，同時還能起到抑制雜菌汙染的作用。
[0003]啤酒中二氧化碳含量是衡量啤酒品質的一個重要指標，若啤酒中沒有二氧化碳，在口感上啤酒只是一杯苦水；若啤酒中二氧化碳含量比較低，會影響啤酒的起泡性和泡沫的持久性，產生的泡沫很快會消失，啤酒的口味也變得較為平淡；而啤酒中二氧化碳含量高了也會存在一些弊端，二氧化碳含量過高則在一定溫度下啤酒瓶內壓力會增大，可能會引起爆裂或爆炸，而且對飲者的人身健康也極為不利。通常的參考標準是在25°C的溫度條件下，每100克啤酒中二氧化碳含量約為0.5%左右。
[0004]在生產啤酒的過程中要對啤酒瓶中的二氧化碳含量有較為清楚的了解，而目前，對於啤酒中二氧化碳含量的測定方法主要有以下幾種:(I)重量法:將二氧化碳從啤酒中逐出，然後被已知重量的鹼吸收，吸收前、後重量之差即為二氧化碳含量；這種方法因有一定數量的水隨二氧化碳排出，二氧化碳在吸收前要經過乾燥，在實用上操作麻煩，但精度較高；(2)容量法:將二氧化碳用不含碳酸鹽的氫氧化鈉吸收，然後加酸使二氧化碳釋放，於滴定管中測定其體積，再根據公式計算二氧化碳含量；(3)滴定法:二氧化碳被鹼吸收後，以酚酞為指示劑滴定，其反應方程為Na0H+C02 = NaHCO3，該反應式說明:I克當量氫氧化鈉吸收I克當量二氧化碳，即每1/10毫升氫氧化鈉能與4.4毫克二氧化碳化合；(4)壓力法:基於亨利定律，在一定溫度下，某種氣體在溶液中的濃度與液面上該氣體的平衡壓力成正比。前面所述的三種方法操作過程均較煩瑣和費時，第四種方法與前三種方法比較，具有操作簡便省時的優點。
[0005]國內生產的啤酒二氧化碳測定儀主要有兩類，即機械式啤酒二氧化碳測定儀和數顯式啤酒二氧化碳測定儀，這兩種測定儀都需要對瓶頸空氣體積和瓶頸空容體積進行測量，因此操作煩瑣費時。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在於提供一種快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，具有測試速度快及測試結果準確的優點。
[0007]本發明所採用的技術方案是，快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，包括有測定儀殼體，測定儀殼體一表面上設有液晶顯示屏，液晶顯示屏的一側分別設置有開關鍵、參數設定按鍵、溫度調零按鍵、壓力調零按鍵及液晶顯示調節按鍵；測定儀殼體內設置有單片機、5V基準電源、液晶顯示屏背光亮度調節模塊、壓力採樣模塊、溫度採樣模塊、復位電路模塊及參數設定模塊。
[0008]本發明的特點還在於:
[0009]單片機分別通過導線與5V基準電源、液晶顯示屏背光亮度調節模塊、壓力採樣模塊、溫度採樣模塊、復位電路模塊及參數設定模塊連接；液晶顯示屏背光亮度調節模塊與液晶顯示屏調節按鍵、液晶顯示屏通過導線構成閉合迴路。
[0010]單片機連接有PC機通訊模塊，PC機通訊模塊通過通訊電纜直接與中心實驗室的計算機終端相連。
[0011]單片機為STC12C5A32S2單片機。
[0012]壓力採樣模塊，包括有壓力傳感器，壓力傳感器分別通過導線與恆流電源、第一差動放大電路連接，所述第一差動放大電路分別通過導線與第一增益調節電路、壓力調零模塊連接，壓力調零模塊與壓力調零按鍵連接。
[0013]壓力傳感器採用MPX700GP表壓壓力傳感器。
[0014]溫度採樣模塊，包括有溫度採樣電橋，溫度採樣電橋分別通過導線與2.5V基準電源、第二差動放大電路連接，第二差動放大電路分別連接有溫度調零模塊、第二增益調節電路，溫度調零模塊與溫度調零按鍵連接。
[0015]溫度調零模塊採用的是20 Ω電位器。
[0016]2.5V基準電源的型號為:MC1403。
[0017]本發明的有益效果是:
[0018](I)本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀在保證測量精度的情況下，省去了瓶頸空氣體積V2和瓶頸空容體積V1的測量過程，與傳統測量儀器相比較，使測量時間減少90%以上，具有檢測速度快的特點；
[0019](2)本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀省略了人工查表，再計算二氧化碳含量的過程，將原來的數表擬合成一個通用公式後，由通用公式直接計算結果，使測量結果快速而直接的顯示在液晶顯示屏上，提高了質量檢測人員的工作效率；
[0020](3)本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀採用液晶顯示屏，除了可以顯示單個瓶裝啤酒瓶中的二氧化碳含量、溫度和壓力外，還能顯示多個樣品測量值的平均值、均方根誤差和相對均方根誤差；
[0021](4)本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀中增加了與上位PC機的通訊功能，能及時匯總、統計和存貯測量結果，使質量管理人員及時了解啤酒的品質；
[0022](5)本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀中，啤酒的壓力及溫度採樣系統的零點和量程均採用軟體校準技術。
[0023](6)本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀主要用於解決瓶裝啤酒中二氧化碳測的快速檢測問題，同時可以快速測定出瓶裝啤酒的內部壓力和溫度，另外除應用於啤酒二氧化碳的檢測外，還可以用於其他含氣飲料的CO2測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀的結構示意圖；
[0025]圖2是本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀的操作面板的結構示意圖。
[0026]圖中，1.單片機,2.液晶顯不屏，3.5V基準電源,4.液晶顯不屏調節按鍵，5.液晶顯示屏背光亮度調節模塊，6.壓力採樣模塊，7.壓力傳感器，8.恆流電源，9.壓力調零模塊，10.第一差動放大電路，11.第一增益調節電路，12.溫度米樣模塊,13.溫度米樣電橋，14.2.5V基準電源，15.溫度調零模塊，16.第二差動放大電路，17.第二增益調節電路，18.復位電路模塊，19.PC機通訊模塊，20.參數設定模塊，21.開關鍵，22.參數設定按鍵，23.溫度調零按鍵，24.壓力調零按鍵。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0028]本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，包括有測定儀殼體，如圖1及圖2所示，測定儀殼體一表面上設有液晶顯示屏2，液晶顯示屏2的一側分別設置有開關鍵21、參數設定按鍵22、溫度調零按鍵23、壓力調零按鍵24及液晶顯示屏調節按鍵4 ;測定儀殼體內設置有單片機1、5V基準電源3、液晶顯示屏背光亮度調節模塊5、壓力採樣模塊6、溫度採樣模塊12、復位電路模塊18及參數設定模塊20。
[0029]單片機I連接有PC機通訊模塊19，PC機通訊模塊19通過通訊電纜直接與中心實驗室的計算機終端相連。
[0030]如圖1所示，單片機I分別通過導線與5V基準電源3、液晶顯示屏背光亮度調節模塊5、壓力採樣模塊6、溫度採樣模塊12、復位電路模塊18及參數設定模塊20連接；液晶顯示屏背光亮度調節模塊5與液晶顯示屏調節按鍵4、液晶顯示屏2通過導線構成閉合迴路。
[0031]壓力採樣模塊6，如圖1所示，包括有壓力傳感器7，壓力傳感器7分別通過導線與恆流電源8、第一差動放大電路10連接，第一差動放大電路10分別通過導線與第一增益調節電路11、壓力調零模塊9連接，壓力調零模塊9與壓力調零按鍵24連接。
[0032]溫度採樣模塊12，包括有溫度採樣電橋13，溫度採樣電橋13分別通過導線與2.5V基準電源14、第二差動放大電路16連接，第二差動放大電路16分別連接有溫度調零模塊15、第二增益調節電路17，溫度調零模塊15與溫度調零按鍵23連接。
[0033]本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀中各模塊或電路的作用如下:
[0034]單片機I選用的是STC12C5A32S2單片機，單片機I是本發明快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀中的重要部件，用於控制瓶裝啤酒內部的壓力和溫度、對壓力採樣以及對溫度採樣獲取的值進行處理，最終將測定結果輸出，顯示於液晶顯示屏2上；同時能將輸入到測定儀中的參數進行設定、修改，還能對測定儀進行校準，通過PC機通訊模塊19與上位PC機之間進行通訊。STC12C5A32S2單片機，內含32K程序存儲器(FLASH)，128位元組隨機數據存儲器SRAM，28K可電擦除EEPR0M，8路A/D轉化器，轉換精度可選10位或8位(二進位)，轉換公式為:數字量= 1024Vin/Vrc;V。。是單片機I的供電電源的電壓值，本發明中選用的是5V基準電源3。
[0035]單片機I內集成有計算模塊，用於進行如下計算:
[0036]F-0.0266 (0.[0037]P = Pffleter+0.101(2)；
[0038]
C.0(沙 / fV)% = ￡?q + Oji + + + b^t + bnt+ (Cq + Cji + )P-cot ( 3 ) %[0039]式(3)中，a。，a」a2, b。，Id1, b2, c。，C1, C2 均為擬合常數，具體如下:
[0040]a0 = 0.331, H1 = -0.01186, a2 = 0.000158,；
[0041]b0 = 2.379, b1 = -0.0544, b2 = 0.00082 ；
[0042]c0 = -0.18833, C1 = 0.01397, C2 = -0.00027。
[0043]液晶顯示屏2採用0CM320240陣液晶顯示模塊控制，用於顯示待測定的瓶裝啤酒的壓力、溫度、二氧化碳含量，還能用於顯示多個待測樣品測量值的平均值、均方根誤差、相對均方根誤差及顯示設置參數；液晶顯示屏2的供電電壓為5V，為了延長使用壽命，可人工通過液晶顯示屏背光亮度調節模塊即550K電位器調節亮度，能使顯示信息達到最佳顯示效果。
[0044]利用單片機I內部A/D轉換器將壓力採樣模塊6和溫度採樣模塊12輸入的數據進行轉換，本發明的測定儀中，選擇三端可調精密穩壓集成電路，該電路內晶片內部基準電壓為2.5V，輸出穩壓範圍2.5V~36V，陰極電流可調範圍ImA~150Ma，最大功耗1.25W，輸出電流負載能力可達500mA,單片機I最大灌電流能力不超過100mA。
[0045]壓力傳感器7採用MPX700GP表壓壓力傳感器，壓力測量範圍為:0MPa~0.7MPa ；MPX700GP壓力傳感器的零點輸出電壓約為20mV，因此所給電路參數能夠保證可靠調零。壓力傳感器一般都存在溫漂問題，本發明的測定儀中的壓力傳感器7可通過壓力調零模塊9(電位器)進行調零予以消除。在3V供電電壓、溫度為25°C時，滿量程響應60mV。本發明的測定儀中的壓力傳感器7在3V供電電壓、溫度為125°C下的滿量程響應為53mV，-40°C下的滿量程響應為66mV。本發明的測定儀中，由壓力傳感器7輸出信號電壓與環境溫度(非啤酒溫度)及壓力的關係如下:
【權利要求】
1.快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，其特徵在於，包括有測定儀殼體，所述測定儀殼體一表面上設有液晶顯示屏(2)，所述液晶顯示屏(2)的一側分別設置有開關鍵(21)、參數設定按鍵(22)、溫度調零按鍵(23)、壓力調零按鍵(24)及液晶顯示調節按鍵(4)； 所述測定儀殼體內設置有單片機(1)、5V基準電源(3)、液晶顯示屏背光亮度調節模塊 (5)、壓力採樣模塊(6)、溫度採樣模塊(12)、復位電路模塊(18)及參數設定模塊(20)。
2.根據權利要求1所述的快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，其特徵在於，所述單片機(I)分別通過導線與5V基準電源(3)、液晶顯示屏背光亮度調節模塊(5)、壓力採樣模塊(6)、溫度採樣模塊(12)、復位電路模塊(18)及參數設定模塊(20)連接； 所述液晶顯示屏背光亮度調節模塊(5)與所述液晶顯示屏調節按鍵(4)、液晶顯示屏(2)通過導線構成閉合迴路。
3.根據權利要求1或2所述的快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，其特徵在於，所述單片機(I)連接有PC機通訊模塊(19)，所述PC機通訊模塊(19)通過通訊電纜直接與中心實驗室的計算機終端相連。
4.根據權利要求3所述的快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，其特徵在於，所述單片機(I)為STC12C5A32S2單片機。
5.根據權利要求2所述的快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，其特徵在於，所述壓力採樣模塊出)，包括有壓力傳感器(7)，所述壓力傳感器(7)分別通過導線與恆流電源(8)、第一差動放大電路(10)連接，所述第一差動放大電路(10)分別通過導線與第一增益調節電路(11)、壓力調零模塊(9)連接，所述壓力調零模塊(9)與壓力調零按鍵(24)連接。
6.根據權利要求5所述的快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，其特徵在於，所述壓力傳感器(7)採用MPX700GP表壓壓力傳感器。
7.根據權利要求2所述的快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，其特徵在於，所述溫度採樣模塊(12)，包括有溫度採樣電橋(13)，所述溫度採樣電橋(13)分別通過導線與.2.5V基準電源(14)、第二差動放大電路(16)連接，所述第二差動放大電路(16)分別連接有溫度調零模塊(15)、第二增益調節電路(17)，所述溫度調零模塊(15)與溫度調零按鍵(23)連接。
8.根據權利要求7所述的快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，其特徵在於，所述溫度調零模塊(15)採用的是20 Ω電位器。
9.根據權利要求7所述的快速檢測啤酒內二氧化碳含量的測定儀，其特徵在於，所述.2.5V基準電源(14)的型號為:MC1403。
【文檔編號】G01N7/14GK103954529SQ201410164180
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】於長豐 申請人:西安工程大學