专利名称：乳化液浓度自动检测配比仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种浓度自动检测配比仪，尤其是适于煤矿井下液压支架和液压支柱乳化液的自动检测配比。
众所周知，乳化液浓度值直接影响到液压传动设备的工作寿命，浓度低液压元件易受到水的浸蚀而生锈，而且还易出现泄漏，反之，浓度过高又增加生产成本，因此，配比合适的乳化液浓度是十分必要的，一般乳化液的浓度范围，含油量在3％～5％或5％～7％，其余是水。目前大多数是采用手工配比乳化液，很难保证合适的浓度，也有能用光测法测乳化液浓度，但都不能实现自动配比的目的。
本实用新型的目的是提供一种乳化液浓度自动检测配比仪，它是利用极板式电容传感器，对乳化液浓度(具有不同介电常数和电阻率)检测，经信号转换与放大，再经A／D转换读入单片机存储、判断，然后以控制电路控制电机、泵及电磁阀，进行加油和加水，形成一个闭环调节回路。从而达到乳化液自动配比的目的。
本实用新型的目的是这样实现的在乳化液容器液面内，放置极板电容传感器Src，它是由分开的表面镀金层的两铜极板分别平行地固定在向下开口的绝缘槽板两内侧，而极板电容传感器Src的一块电连接稳压管W1、电阻R11、达林顿管T1和T2的发射极，另一块与采样电阻R5电连接，并联的有二极管D7、D8和D9，而达林顿管T1和T2的基极分别通过电阻R8、R9电连接运算放大器U3的输出端，此外，控制电路的固态继电器E与电机D串联，再与交流电源N电连接，电机D输出轴与泵P以联轴器连接。
由于采用上述方案，可以检测出乳化液浓度并自动配比出浓度达到使用要求的乳化液。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型实施例的传感器示意图。
图2是本实用新型实施例信号转换与放大电路原理图。
图3是本实用新型实施例防爆保护电路原理图。
图4本实用新型实施例控制结构原理图。
图1中1.乳化液容器，2.乳化液，3.绝缘槽板，4.左铜极板，5.右铜极板。
图2中U1单片机，P10、P11单片机的二位控口，U2或非门U3运算放大器，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9电阻，T1、T2达林顿管，RS采样电阻。
图3中D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9稳压二极管，W1精密稳压管，R10、R11电阻，RS采样电阻，Src极板电容传感器。
图4中U1单片机，P12单片机一个位控口，U4非门7404，E固态继电器，N交流电源，D电机，P油泵。
在图1中，表示一种阻容型浓度／液位传感器，它是设置在向下开口的绝缘槽板3两内侧，分别连接表面镀金层的两铜极板4和5组成，放置在高水基乳化液容器1乳化液2内，测量乳化液2的浓度和液位，其检测原理是根据不同的液体介质，其介电常数与电阻率是不同的，不同浓度的乳化液的介电常数与电阻率也是不同的，所以根据介电常数与电阻率可以检测乳化液的浓度和液位，于是，把不同的介电常数与电阻率组合成一个合成阻抗，通过检测电路转换成对应的电压信号，经A／D转换后读入单片机内存。
合成阻抗计算公式如下C＝εS／dε＝k0＋k1xR＝1000δd／xλsZ＝R(1／2πfc)≈k2／x式中c－－－－电容，法拉；ε－－－－介电常数，［库仑］2［牛顿］－1［米］－2S－－－－面积，米2；d－－－－距离，米；k0，k1－－－－常系数，［库仑］2［牛顿］－1［米］－2；x－－－－乳化液浓度，体积百分比；
R－－－－电阻，欧姆；δ－－－－毫克当量；λ－－－－毫克当量电导，［欧姆］－1［米］－1／毫克当量；Z－－－－合成阻抗，欧姆；f－－－－频率，赫兹；k2－－－系数，欧姆。
在图2中，单片机U1的二位位控口P10、P11与信号转换与放大电路的二位输入线连接，其中电阻R3＝R5＝R6＝2R4配备，当P10为高电平时，U的输出为低电平，U3的输出为零电平，当P10为低电平时，运算放大器U2的输出随P11而变化，P11为高电平时，运算放大器U2为低电平，P11为低电平时，运算放大器U2为高电平，运算放大器U3输出为正、负电平两种状态，即P11为高时，运算放大器U3的输出信号为正电平，P11为低时，运算放大器的输出信号为负电平。这三种状态的信号(即正零负电平)经达林顿管T1、T2功率放大后，加到极板式电容传感器Src，分别测量乳化液浓度，油位和液位，从采样电阻RS上得到的信号Urc经过信号放大和滤波后转换成对应的电压信号，经A／D转换后，读入单片机U1内储存。
运算放大器U3的输出端与电阻R8和R9联接，电阻R8与达林顿管T1的基极联接，电阻R9与达林顿管T2的基极连接，T1的集电极接电源＋Vcc，T2的集电极接负电源－Vcc，T1与T2的发射极相连接，T1和T2的发射极相连接后与阻容传感器Src的一块电连接，Src的另一块与采样电阻RS相连接，从这连接点取出电压信号，RS的另一端接地。
检测配比工作原理如下先由极板电容传感器检测乳化液的浓度，经信号放大及A／D转换后，读入单片机内存，单片机根据检测程序，判断乳化液浓度是否处于合理范围内，分下列情况进行处理(1)检测到的浓度大于合理值上限，表明乳化液浓度过高，控制电路控制(防爆)电磁阀接通水源，给乳化液箱加入当前浓度和合理浓度范围上限的差值对应的水量，然后关闭(防爆)电磁阀，水源断开；
(2)检测到的浓度处于合理范围内，表明浓度适中，(防爆)电磁阀和(防爆)电机都不通电，单片计算机继续检测信号；(3)检测到的浓度处于合理范围下限值以下，表明浓度过低，控制电路控制(防爆)电机与泵给系统加入与当前浓度和合理值下限的差值相对应的油量，然后(防爆)电机断电，吸油停止。
在图3中，电阻R10与达林顿管T1、T2的发射极相连接，R10的另一端与稳压二极管D1、D2、D3相连接，D1、D2、D3并联，D4、D5、D6分别与D1、D2、D3对接，D4、D5、D6另一端并联接地；电阻R11与D1、D2、D3相连接，另一端与稳压管W1相连接，W1的另一端接地，R11和W1的连接与阻容传感器Src的一端连接，Src的另一端与采样电阻RS相连接，在这一连接点并接三个二极管D7、D8、D9，RS和D7、D8、D9的另一端接地。
在图4中，单片机U1的一位控口P12和非门(7404)U4的输入端连接，非门(7404)U4的输出端与固态继电器E的输入端(＋)端连接，固态继电器E的输入负端(－)接地；固态继电器E输出端的一端接交流电源N的一端，固态继电器E的输出端的另一端与电机D的一端连接，电机D的另一端与交流电源N连接，即固态继电器E与电机D串联后与交流电源N连接，电机D出轴与泵P的轴通过联轴器实现机械连接，此外，电磁阀的电连接与电机D电连接方式相类似。
权利要求一种乳化液浓度自动检测配比仪，其特征在于在乳化液容器液面内，放置极板电容传感器Src，它是由分开的表面镀金层的两铜极板分别平行地固定在向下开口的绝缘槽板两内侧，而极板电容传感器Src的一块电连接稳压管W1、电阻R11、达林顿管T1和T2的发射极，另一块与采样电阻Rs电连接，并联的有二极管D7、D8和D9，而达林顿管T1和T2的基极分别通过电阻R8、R9电连接运算放大器U3的输出端，此外，控制电路的固态继电器E与电机D串联，再与交流电源N电连接，电机D输出轴与泵P以联轴器连接。
专利摘要本实用新型涉及一种浓度自动检测配比仪，尤其是适于煤矿井下液压支架和液压支柱乳化液的自动检测配比。它具有分开的两铜极板置于乳化液容器液面的绝缘槽板两内侧，一铜极板连接稳压管W1、电阻R11、达林顿管T1和T2的发射极，另一铜极板与采样电阻Rs电连接，并联的有二极管D7、D8和D9，而达林顿管T1和T2的基极分别通过电阻R8、R9电连接运算放大器U3的输出端，再通过控制电路固态继电器E与电机D串联，可自动检测配比乳化液浓度。
文档编号G01N27/00GK2101236SQ91224148
公开日1992年4月8日 申请日期1991年9月4日 优先权日1991年9月4日
发明者王正良 申请人:中国矿业大学北京研究生部