專利名稱：智能工業酸度計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業成份分析測試用的智能儀器，也可以說是工業自動化測試儀器。
目前我國主要生產酸度計的廠家有上海雷磁儀器廠。該廠生產的產品是實驗室用的測試儀器，這種產品在工廠中只能離線在理化室進行樣品的酸堿度測定。此外的生產廠家還有浙江蕭山儀表廠和山東招遠順寶電子公司，他們主要生產在線測定酸堿度的工業酸度計。能實時的測定工業生產過程中某物料的pH值。蕭山廠的產品是普通分析儀器，但精度不高，尤其是傳感器部分壽命短。招遠廠生產的也是普通型工業酸度計。
本實用新型的目的是提供一種智能化的工業用酸度計，它增設了單片微機8098控制的自動數據采集打印電路系統，采用新型結構的電極電位傳感器，該酸度計線性分析好、精度高，傳感器耐腐蝕、壽命長。
本實用新型的目的是由以下方案來實現的由電極電位傳感器、阻抗變換器和微機控制的自動數據采集打印電路系統構成。該傳感器是由內外電極構成，并與一個封裝的阻抗變換器相接，單片機系統外圍芯片GAL化，面板上設置有大數碼顯示塊顯示實測pH值，還有變色發光二極管，指示按鍵盤的設置狀態。
以下結合附圖對本實用新型做詳細說明
圖1為傳感器的結構圖，圖2為面板。
本實用新型主要包括電極電位傳感器、阻抗變換器、微機控制的自動數據采集打印電路系統。傳感器是由內外電極構成。內電極(內導桿)5的一端與連接管7相連，電極8置于連接管內，連接管下部依次裝有主體9和壓緊帽10。外電極(外導桿)4的下端與主體外套6相連。外導桿上部依歡裝有緊固帽3、高位槽2以及接線盒1。內電極采用銀一氯化銀作為參比電極(基準電極)。外電極是用敏感玻璃泡制成的指示電極(工作電極)。二者作為一體，共同構成總體的玻璃指示電極。其內充有含一定氫離子濃度[H+]的緩沖溶液。玻璃電極所產生的電極電位E既是被測溶液pHx的函數，又是內溶液pHo的函數。pHo是已知的標準溶液，改變pHo可以改變玻璃電極的電位，因此根據被測溶液的pHx變化范圍來選擇pHo，以達到合適的量程范圍以提高測量精度。玻璃電極受污染后會嚴重影響精度，本傳感器采用射流清洗裝置，使電極周圍產生的射流漩渦作用將附著在電極上的污染物清洗掉，以保證測量精度。
電極電位傳感器是一個高阻抗(幾百兆歐)的傳感器，其接口電路必須有足夠的絕緣電阻才能保證其檢測的準確度。由于信號源內阻高，對電磁干擾也很敏感，因此在進行信號處理前，必須要接入一個采用特殊屏蔽措施的阻抗變換器。該阻抗變換器實質上是一個絕緣柵場效應管差分對與一片高精度遠放集成電路組成。為了保密并提高抗干擾性能，現已用環氧樹脂封裝。
本酸度計采用了單片微機控制的自動數據采集打印電路系統。本設計采用8098單片機。在單片機系統所配套的各種芯片的選通信號、外部設備的選通信號常規是采用小規模集成邏輯電路芯片組成，但這樣所用元器件多、線路復雜。本方案中單片機系統外圍芯片GAL化，采用可編程通用門陣列GAL替代常規的小規模邏輯電路，既簡化了電路，又增加了儀表的可靠性，且易于實現加密。
本方案中的面板上設置有大數碼顯示塊11顯示實測pH值，指示醒目，還裝有變色發光二極管，指示按鍵盤的設置狀態。還設置了定位調節12、斜率調節13、下限14、上限15、↓/P鍵16、↑/T鍵17、打印機18、S/M鍵19、時鐘20、測量/設定21。利用微型打印機可實時打印實測pH值和測量時間。利用軟件實現單鍵的雙功能，以此來替代智能儀器的簡易鍵盤，簡化了線路且易于操作。雙功能鍵的具體功能由變色發光二級管的顏色來指示。
本實用新型與已有技術相比具有以下特點電極電位傳感器是一體化射流清洗式，解決了機械清洗對電極的干擾。高阻抗變換器解決了傳感器與信號處理電路的匹配，提高抗電磁干擾的能力。面板的設計利于操作人員監視，便于操作。采用微機系統能自動消除測量誤差，提高測量精度，并能實時自動記錄測量的pH值及測試時間。
權利要求1.一種智能工業酸度計，包括有電極電位傳感器、阻抗變換器和微機控制的自動數據采集打印電路系統，其特征在于a).電極電位傳感器的結構是由內、外電極構成，內電極(內導桿)5的一端與連接管7相連，電極8置于連接管內，連接管下部依次裝有主體9和壓緊帽10，外電極(外導桿)的下端與主體外套6相連，外導桿上部依次裝有緊固帽3、高位槽(2)以及接線盒1；b).該傳感器與一個封裝的阻抗變換器相接；c).單片機系統外圍芯片GAL化，采用可編程通用門陣列GAL替代常規的小規模邏輯電路；d).面板上設置有大數碼顯示塊顯示實測pH值，還裝有變色發光二極管，指示按鍵盤的設置狀態。
2.如權利要求1所述的酸度計，其特征在于上述傳感器的內電極采用銀—氯化銀作為參比電極(基準電極)，外電極是用敏感玻璃泡制成的指示電極(工作電極)。
3.如權利要求1所述的酸度計，其特征在于上述的阻抗變換器是由一個絕緣柵場效應管差分對與一片高精度遠放集成電路構成。
專利摘要本實用新型為一種智能工業酸度計。它包括由內外電極構成的電極電位傳感器，封裝的阻抗變換器，并采用微機控制的自動數據采集打印電路系統，簡潔大方，便于操作的面板設計，本方案的特點是電極電位傳感器一體化射流清洗式，解決了機械清洗對電極的干擾。高阻抗變換器解決了傳感器與信號處理電路的匹配，提高抗電磁干擾的能力。采用微機系統能自動消除測量誤差，提高測量精度并能實時自動記錄測量的pH值及測試時間。
文檔編號G01N27/26GK2220071SQ9421846
公開日1996年2月14日 申請日期1994年8月17日 優先權日1994年8月17日
發明者張文政, 張弘, 薛錦誠, 曹順山, 孫寶閣, 冷磊 申請人:北京理工大學, 曹順山, 孫寶閣, 冷磊