食用油電導率測定儀的製作方法

2023-05-20 10:17:11

專利名稱：食用油電導率測定儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測定電導率的儀器，尤其是一種適用於油脂電導率測定的食 用油電導率測定儀。
背景技術：
電導率測定儀是適用於精密測量各種液體介質的儀器設備，主要用來精密測量液 體介質的電導率值，廣泛應用各領域的科研和生產。電導率儀按照被測介質的不同可以分 為測水的電導率測定儀和測油的電導率測定率儀，油類電導率測定儀主要是用於化驗室精 密測定液態烴等輕質石油產品(例如甲苯、變壓器油、航空燃料、汽油、煤油、柴油、機油等) 的電導率，通過測量電導性能可了解油料的靜電安全性、含添加劑量、潔淨性、或受汙染程 度等。因為各類介質的電導率的大小與介質溫度有極大的相關性，目前各類水介質電導率 測定儀根據不同水質的特點設置有溫度補償功能，使測得的結果均顯示為某一基準溫度 (比如25°C)時的電導率，便於直接比較。而油類電導率測定儀雖然完全可以用於食用油 電導率的測定，但因為其主要是應用於實驗室，所以尚沒有設置有溫度補償功能，隨著在不 同環境溫度下檢測食用油脂電導率需求的增加，將測量數據進行比較前又需要有溫度換算 的步驟，應用起來非常不方便。
發明內容為克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種食用油電導率測定儀，它可 根據食用油的電導率和溫度相關特性進行溫度補償。本實用新型採用的技術方案是一種食用油電導率測定儀，包括電導池、溫度傳感 器、信號放大器、LCD顯示器、微控制器、緩衝器、第一濾波器、第二濾波器，所述微控制器分 別與所述緩衝器、第一濾波器、溫度傳感器、第二濾波器和LCD顯示器相連；所述緩衝器依 次與所述電導池、信號放大器、第二濾波器相連；所述第一濾波器的輸入端與所述緩衝器的 輸出端連接。所述微控制器為集成有CPU、ROM、RAM、A/D轉換、定時數器和可編程I/O接口的芯 片級計算機，所述微控制器內部設置有食用油電導率溫度關係式計算程序，可將不同溫度 下的電導率轉換成基準溫度下的電導率。所述微控制器能夠產生高頻交流方波經所述緩衝器輸入所述電導池的電極。所述信號放大器包括順序連接的第一級放大電路和第二級放大電路，所述第一級 放大電路的輸入端與所述電導池的輸出端連接，所述第二級放大電路的輸出端與所述微控 制器相應的輸入埠連接。所述溫度傳感器為NTC熱敏電阻。更進一步食用油電導率儀它還包括輸入鍵盤，所述輸入鍵盤與所述微控制器的相 應埠連接。本實用新型將最新的微控制器技術用於食用油電導率測定儀中，簡化了電路，並且通過微控制器中的程序設置將食用油電導率溫度關係式輸入其中，可以將不同溫度下的 電導率準確地轉換成基準溫度下的電導率，從而實現了食用油電導率的溫度補償，方便了 實際應用。該裝置結構緊湊，操作簡單，測量精度高，可方便地應用於食用油脂電導率的檢 測，也可用於測定其他油類的電導率。

圖1是本實用新型食用油電導率測定儀的電路結構示意圖；圖2是微控制器(MCU)電路原理圖；圖3是緩衝器_電導池_信號放大器一第二濾波器以及緩衝器_第一濾波器電 路原理圖；圖4是溫度檢測電路原理圖；圖5是鍵盤輸入電路原理圖；圖6是IXD模塊電路原理具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作詳細說明。如圖1所示，食用油脂電導率測定儀包括MCU也即微控制器100，微控制器100分 別與緩衝器101、第一濾波器105、溫度傳感器106、第二濾波器104、輸入鍵盤107和IXD顯 示器108相連；緩衝器101依次與電導池102、信號放大器103、第二濾波器104相連；第一 濾波器105的輸入端與緩衝器101的輸出端連接。微控制器100產生高頻交流方波經緩衝 器101後一路經第一濾波器105濾波後回輸微控制器100，另一路輸入到電導池102的電 極，電導池102的輸出信號由信號放大器103放大並經第二濾波器104濾波後，輸入微控制 器100 ；溫度傳感器7的測溫信號也輸入微控制器100 ；通過輸入鍵盤107將待測油脂的電 導率溫度係數和基準溫度數值輸入微控制器100 ；各輸入微控制器100的模擬信號在其內 部經模數轉換成數位訊號；微控制器100中事先設置有食用油脂電導率溫度關係式的計算 程序，經邏輯運算得到基準溫度下的電導率，輸出到IXD顯示器108顯示。食用油脂的電導率隨溫度的升高而增加，研究表明存在如下的關係式IogltlKtci = N (tQ-t)+IogltlKt (I)式中KtQ-tQ溫度時油脂的電導率/(pS/m)Kt-t溫度時油脂的電導率/ (pS/m)N-電導率溫度係數/°C ―1大量試驗結果表明各類油脂電導率溫度係數N介於0. 019 0. 021之間，在要求 不是很高的情況下可取平均值0. 020作為電導率溫度係數。本實施例中，微控制器100 選用 ATmegal6L，其包括 CPU、FlashROM, EEPROM、SRAM、 ADC、可編程I/O。緩衝器101選用LM258運算放大器，信號放大器103採用兩級放大，第一 級選用OPAlll運算放大器，第二級選用0P07運算放大器，溫度傳感器選用NTC熱敏電阻。參見圖2、圖3，MCU的輸出埠 PCO連接緩衝器101電路的輸入端PC0，輸入高頻 交流方波，緩衝器101電路包括電阻R15、R16和運算放大器TO(LM258)，可調節方波幅度、降 低電導池102的輸入阻抗、提高信號穩定性。運算放大器LM258的輸出端一路接電導池102的電極，另一路接由電阻R25、電容C28組成的第一濾波器105的輸入端，第一濾波器105的 輸出端PA2與MCU相應的輸入埠 PA2連接。電導池102的輸出端接入信號放大器103的 第一級放大電路的運算放大器TO (OPAlll)的負極，第一級放大器通過電阻R26調節放大倍 數，第一級放大電路的輸出端接入第二級放大電路、通過電阻R31與運算放大器U7(0P07) 的負極連接，第二級放大器通過電阻R31、R32調節放大倍數。第二級運算放大器也可選用 0PA111，這樣測量誤差更小。第二級放大電路的輸出端與由電阻R27、電容C29組成的第二 濾波器104的輸入端連接，第二濾波器104的輸出端PAl與MCU相應的輸入埠 PAl連接。。參見圖2、圖4，MCU的輸出埠 REF與溫度傳感器106的輸入端REF連接輸入參 考電壓，溫度傳感器106還可以是PTC熱敏電阻或者熱電偶，其輸出信號端PAO與MCU相應 的輸入埠 PAO連接。參見圖2、圖5，本實施例設置了四鍵輸入鍵盤107，其輸出端PA4、PA5、PA6、PA7分 別與1 ^相應的輸入埠？44、 45、 46、 々7連接。輸入鍵盤107可以是四個以上的鍵。也 可以將食用油脂的平均電導率溫度係數0. 020和基準溫度25°C設置到CPU的計算程序中， 也就不必再在測量時輸入電導率溫度係數，從而可以省去輸入鍵盤107。還可以將各類油脂 的電導率溫度係數均存入MCU的存儲器中，測量時只需通過鍵盤選擇調用。參見圖2、圖6，LCD顯示器108模塊的輸入端PD2、PD3、PB4、PB5、PB6、PB7分別與 MCU 相應的輸出埠 PD2、PD3、PB4、PB5、PB6、PB7 連接。本實用新型將最新的微控制器技術用於食用油電導率測定儀中，使電路變得非 常簡單，並且通過微控制器中的程序設置將食用油電導率溫度關係式輸入其中，可以將不 同溫度下的電導率準確地轉換成基準溫度下的電導率，從而實現了食用油電導率的溫度補 償，方便了實際應用。該裝置結構緊湊便於攜帶，操作簡單，測量精度高，可方便地應用於食 用油脂電導率的檢測，也可用於測定其他油類的電導率。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護範圍之內。
權利要求一種食用油電導率測定儀，包括電導池、溫度傳感器、信號放大器、LCD顯示器，其特徵在於它還包括微控制器、緩衝器、第一濾波器、第二濾波器，所述微控制器分別與所述緩衝器、第一濾波器、溫度傳感器、第二濾波器和LCD顯示器相連；所述緩衝器依次與所述電導池、信號放大器、第二濾波器相連；所述第一濾波器的輸入端與所述緩衝器的輸出端連接。
2.根據權利要求1所述的食用油電導率測定儀，其特徵在於所述微控制器為集成有 CPU、ROM、RAM、A/D轉換、定時數器和可編程I/O接口的晶片級計算機。
3.根據權利要求1或2所述的食用油電導率測定儀，其特徵在於所述微控制器能夠 產生高頻交流方波經所述緩衝器輸入所述電導池的電極。
4.根據權利要求1或2所述的食用油電導率測定儀，其特徵在於所述信號放大器包 括順序連接的第一級放大電路和第二級放大電路，所述第一級放大電路的輸入端與所述電 導池的輸出端連接，所述第二級放大電路的輸出端與所述微控制器相應的輸入埠連接。
5.根據權利要求1或2所述的食用油電導率測定儀，其特徵在於所述溫度傳感器為 NTC熱敏電阻。
6.根據權利要求1或2所述的食用油電導率測定儀，其特徵在於它還包括輸入鍵盤， 所述輸入鍵盤與所述微控制器的相應埠連接。
專利摘要本實用新型公開了一種食用油電導率測定儀，它包括微控制器、緩衝器、電導池、信號放大器、第二濾波器、第一濾波器、溫度傳感器和LCD顯示器，微控制器分別與緩衝器、第一濾波器、溫度傳感器、第二濾波器和LCD顯示器相連，緩衝器依次與電導池、信號放大器、第二濾波器相連，第一濾波器的輸入端與緩衝器的輸出端連接。這種電導率儀簡化了電路，並且在微控制器中設置了食用油電導率溫度關係式計算程序，可以將不同溫度下的電導率準確地轉換成基準溫度下的電導率，從而實現了食用油電導率的溫度補償，可方便地應用於食用油脂電導率的檢測比較。
文檔編號G01R27/22GK201673209SQ201020207779
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月28日 優先權日2010年5月28日
發明者吳潔婷, 孟海鷗, 張引, 曾泳艇, 李碧芳, 胡書玉, 鄭燕燕, 黎永樂 申請人:深圳市計量質量檢測研究院