一種自動液體表面張力檢測儀的製作方法

2023-09-19 07:20:50 2

專利名稱：一種自動液體表面張力檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自動液體表面(界面)張力檢測儀。
背景技術：
現有的液體表面張力檢測儀器一般是由上下升降機構和測力傳感機構所組成，其中，測力傳感機構採用應變傳感器或用張絲差動變壓傳感器，它們都是以模擬電路加A/D(模擬/數字)轉換顯示的開環電路，用電位器調節零位和滿度，使用時需要反覆調整，操作不便、正確性差，測試量程也窄，易出故障。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種具有操作簡單、精確度高、重複性好和測量快速的自動液體表面張力檢測儀。
本實用新型所提供的一種自動液體表面張力檢測儀，包括自動上下升降機構和測力傳感機構，其特徵在於所述的測力傳感機構為一採用電磁力平衡原理製成的電子天平，且通過該電子天平的橫梁承重端下吊的測試板與所述自動上下升降機構上置放的液體器皿中的液面接觸進行張力檢測。
在上述的自動液體表面張力檢測儀中，電子天平的信號輸出端還依序連接模擬/數字轉換電路、微處理器和顯示器。
在上述的自動液體表面張力檢測儀中，自動上下升降機構包括電機、與該電機傳動連接的二個傘齒輪、上下移動的螺杆和與該螺杆固定連接的平臺，以及對平臺上下運動進行限位的結構。
本實用新型液體表面(界面)張力檢測儀是採用閉環方式的電磁力平衡型電子天平原理作為測力傳感器，當盛裝液體的器皿放在自動上下升降結構的平臺上，液面與電子天平橫梁承重端下吊著的測試板接觸，由於液體張力作用，橫梁發生偏轉，光電檢測信號變化，經放大，驅動電磁力反饋機構產生使橫梁回復到原來平衡位置。此時測量出的反映液體張力大小的電流，經A-D轉換，微機處理，數字顯示出被測液體的張力值，本實用新型可全量自校、清零、平臺自動升降並有上下限位裝置，具有操作簡單、精確度高、重複性好和測量快速的優點。


圖1是本實用新型的實施例結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型，即一種自動液體表面張力檢測儀，包括一採用電磁力平衡原理製成的電子天平100(取代已有測力傳感機構)和具有一平臺4的自動上下升降機構200，兩者是通過電子天平橫梁承重端下吊的白金測試板7與自動上下升降機構的平臺4上置放的盛裝液體的器皿5中的液面接觸。
電子天平100可採用常規產品，通常結構如圖1所示，橫梁9由平行四邊形簧片8支撐，遮光片11和線圈架20固定在橫梁9上，白金測試板7掛在由簧片8支撐的承重端下面。其電磁力反饋機構是由磁鋼16、磁極17、線圈18、磁罐19所組成。通過發光管10、遮光片11、光電池12、信號放大器器13、PID(比例微分積分)調節器14和驅動器15進行光電模擬信號採集和處理，並通過A/D(模/數)轉換、微處理器、顯示器進行數字顯示。
自動上下升降機構200可採用圖1所示的結構，包括電機1、二個傘齒輪2、上下螺杆3、平臺4，以及對平臺上下運動進行限位的結構，該結構由固定在電機1上的限位螺杆21、滑動螺母22、二個微動開關23所組成，保護電機和平臺正常工作。
本實用新型的工作原理為參見圖1，由電機1帶動傘齒輪2，使螺杆3轉動後，平臺4上升運動，帶動放在平臺上的器皿5中的被測液體6也上升，液面接觸白金吊板7後，電機自動停止運動(被測液體也停止上升)，但由於液體表面張力的作用，使簧片8作為支點的橫梁9偏轉，固定在橫梁上的位移檢測器中的遮光片11的位移改變了發光管10照在光電池12上的照度，使光電池的輸出信號產生了變化，經放大器13、PID調節器14、驅動器15輸出的電流流過由磁鋼16、磁極17、磁罐19組成的恆磁場中的線圈18(線圈架20固定在橫梁9上)，線圈將產生一個與流過電流成正比例的電磁反饋力F，使橫梁9擺回到原來的平衡位置。光電池上的照度信號恢復到起始時的大小。流過線圈的電流經取樣電阻進行A/D轉換、微機處理後在液晶屏上顯示的數字即為被測液體的表面張力。
本實用新型自動液體表面(界面)檢測儀的測力傳感機構採用電子天平，形成一個閉環電路，它的理論是測量流過恆磁場線圈電流產生的力FF＝KBLI式中K為磁場形狀及力臂長度有關的係數，B為永久磁鋼的磁場強度，L為與磁場方向垂直的導線長度，K，B，L可視為常數，I為導線中流過的電流，測出電流I的大小可得到電磁力的大小。
經過換算即可得到白金板與液面接觸後液體的張力大小。
本實用新型通過將已有自動液體表面張力檢測儀的測力傳感機構改為電子天平，不僅使張力檢測儀操作方便，便於零位調整，全量程(滿度)自動校正，確保測試值的正確性。
權利要求1.一種自動液體表面張力檢測儀，包括自動上下升降機構和測力傳感機構，其特徵在於所述的測力傳感機構為一採用電磁力平衡原理製成的電子天平，且通過該電子天平的橫梁承重端下吊的測試板與所述自動上下升降機構上置放的液體器皿中的液面接觸進行張力檢測。
2.根據權利要求1所述的自動液體表面張力檢測儀，其特徵在於所述電子天平的信號輸出端還依序連接模擬/數字轉換電路、微處理器和顯示器。
3.根據權利要求1或2所述的自動液體表面張力檢測儀，其特徵在於所述自動上下升降機構包括電機、與該電機傳動連接的二個傘齒輪、上下移動的螺杆和與該螺杆固定連接的平臺，以及對平臺上下運動進行限位的結構。
專利摘要一種自動液體表面張力檢測儀，包括自動上下升降機構和測力傳感機構，其特點是測力傳感機構為一採用電磁力平衡原理製成的電子天平。由於本實用新型是採用閉環方式的電磁力平衡型電子天平作為測力傳感器，當盛裝液體的器皿放在自動上下升降機構的平臺上，液面與電子天平橫梁承重端下吊著的測試板接觸，由於液體張力作用，電子天平的橫梁發生偏轉，光電檢測信號變化，經放大，驅動該電子天平的電磁力反饋機構產生使橫梁回復到原來平衡位置，此時測量出的反映液體張力大小的電流，經A－D轉換，微機處理，數字顯示出被測液體的張力值，本實用新型可全量自校、清零、平臺自動升降並有上下限位裝置，具有操作簡單、精確度高、重複性好和測量快速的優點。
文檔編號G01N13/00GK2788178SQ20052003945
公開日2006年6月14日 申請日期2005年2月2日 優先權日2005年2月2日
發明者王正生, 高安民 申請人:上海衡平儀器儀表廠