专利名称：多功能复合型消沫传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测、控制发酵罐中导电溶液发酵泡沫面、液位高低，溶液温度分布以及准确计量发酵料液的多功能复合型消沫传感器。
溶液在发酵过程中泡沫产生速度过快，不但会外溢，而且会造成溶液“染菌”，至使发酵失败。发酵过程中维持适当泡沫，防止外溢十分重要。中国专利89221847.9《多触点消沫传感器》公开了一种能自动检测、控制发酵罐中导电溶液发酵泡沫面高低的多触点消沫传感器。它由多触点电极、信号源、多路切换取样检测电路、微机以及控制电磁阀开关的驱动电路构成。是一种能自动维持发酵罐中泡沫适量，防止外溢，提高发酵质量和产量的较好消沫传感器。然而，这种消沫传感器还不能测定发酵罐中溶液的温度分布及溶液液位的高低，也不能避免由于流量计零点漂移或流量泵积累误差而产生的料液计量误差。为了克服《多触点消沫传感器》的不足，本实用新型改进，提供了一种多功能复合型消沫传感器。
本实用新型的目的是在多触点消沫传感器的电极中设置温度传感器件，以测定、控制溶液的温度；利用泡沫下面的电极触点测定液位高低，计量料液容量，校正流量泵积累误差或流量计零漂误差，从而制成一种既能测量、控制发酵泡沫面高低；又能测量、控制发酵溶液温度分布、液位高低，校正料液计量误差的多功能复合型消沫传感器。
本实用新型多功能复合型消沫传感器由多触点(至少五个触点)电极、电极内部的热敏电阻、信号源、多路切换取样检测电路、单片微机和微机输出控制电路构成。其中，受微机控制的信号源输出3千赫±6伏方波电信号，电信号通过不锈钢发酵罐和发酵罐中导电溶液与电极触点间的接触电阻提供检测信号。多触点电极由聚乙烯或聚四氟乙烯或不锈钢或耐酸搪瓷管材上分别绝缘固定多个(至少5个)金属环触点构成。多触点电极上的每个触点分别连接多路切换继电器的各触头。多路切换继电器输出端连接取样电阻R，取样电阻输出的电信号通过线性检波，输入3 1/2 A－D模数转换器，进入单片微机。输入微机的泡沫面检测信号和液位检测信号，经处理后输出的泡沫电信号控制施加消沫剂的电磁阀开启或关闭，液面检测信号转换成不锈钢罐容积量信号与输入计算机的流量信号比较后，较正流量计或流量泵的计量误差，使料液计量更为准确。安装在电极内部上中下不同部位的测温范围在－20－150℃的热敏电阻，测量溶液温度分布。其测温信号经切换配置后，直接输入3 1/2 A－D转换器，进入计算机，显示温度，控制加液降温或加热升温。
本实用新型的优点是，不但能自动测量、控制发酵罐中导电溶液发酵泡沫面高低，而且还能检测溶液中温度分布和液位高度，且将液位高度转换成容器中溶液量，从而校正流量计或计量泵量值。此外，本实用新型中微机控制消沫的滞豫时间小于10秒，消沫误报率小于1％，是一种能提高发酵质量和产量的多功复合型消沫传感器。
图1是本实用新型的电极构造图。其中，1固定环；2绝缘套管；3金属环触点；4电极螺杆；5电极端金属触点；6电极内的测温热敏电阻；7紧固螺母。
图2是本实用新型电原理图。其中，8消沫剂储罐；9消沫剂储罐电磁阀；10电磁阀控制电路；11CPU单片微机；12打印机；133 1/2 A－D转换器；14键盘；15面板显示；16线性检波器；17取样电阻；18逻辑地线；19多路切换继电器；203千赫±6伏方波信号源；21接地线；22多触点电极；23导电溶液；24不锈钢发酵罐；25发酵罐中的搅拌器；26流量计量泵或扩散硅压力传感器。
以下结合附图详细说明符合本实用新型主题的实施例。
多功能复合型消沫传感器电极22采用1－5米长，直径为15－40毫米的圆形聚乙烯绝缘套管2，在其上分别绝缘固定间距为5－20厘米的10个不锈钢金属环触点以及在其内不同部位分别固定3个测温热敏电阻制成。此外，为提高电极的强度，聚乙烯套管2中插入金属螺杆4。金属螺杆4的一端连接电极端触点5，另一端连接紧固螺母7。聚乙烯套管2上的10个不锈钢金属环触点3和套管2内的3个测温热敏电阻分别用耐高温绝缘导线接至多路切换继电器19的对应触点上。多路切换继电器19的总端连接取样电阻R，取样电阻R上的取样信号经接在其后的线性检波器16，输入3 1/2 A－D转换器13，进入微机CPU。流量泵输出信号端也连接微机11。工作时，微机11按程序将输入信号与设定值比较，然后决定进料种类，进料次数和进料时间，控制驱动电路10进行工作。同时，打印机12、面板显示15在微机控制下打印、显示出数据。本实用新型中，与微机连接的键盘用以输入指令。信号源为3千赫±6伏方波电源20。信号源的一端连接微机11，另一端连接不锈钢发酵罐24的外壳，提供传感检测信号。使用本实用新型多功能复合消沫传感器时，传感器电极22垂直固定在发酵罐24中，其下部的触点浸入导电溶液。浸入溶液电极内部的测温热敏电阻和电极上的触点分别通过导线和接触等效电阻Ry将检测信号输入切换继电器19，切换继电器循环取样时，在取样电阻R上获得相应序号触点的电信号。信号经线性检波后输入3 1/2 A－D转换器，进入微机，将液位高度转换成发酵罐中的溶液容积量信号，并与流量计量泵或流量计料液量信号比较，决定进料种类或进料次数或进料时间，从而校正流量计或计量泵的误差，显示罐中正确的料液量。此外，浸入溶液电极中的热敏电阻测得溶液温度分布信号后，也由切换继电器经AD转换器输入微机，由面板显示，并进行控温。但是，当发酵罐中泡沫增多时，除电极下部的触点继续与溶液接触，取样检测；热敏电阻继续测量溶液温度分布外，上升的泡沫将与溶液上面的，电极上部的触点接触，3千赫±6伏的方波信号源通过泡沫与电极触点间的接触电阻Rx流入电极，进入切换继电器。切换继电器循环取样时，取样电阻R上将获得相应序号触点的电信号。这信号经线性检波后输入3 1/2 A／D转换器，进入微机，与设定值比较，从而一方面显示接触泡沫的触点序号，另一方面控制添加消沫剂。本实用新型中，每隔5秒对一个触点切换循环取样时，为避免因溶液或泡沫不规则波动引起的误报，微机还对每个切换点进行每隔0.5秒一次的十次实测。实测中，如有七次重复测得信号，则认定为该序号触点与溶液或泡沫“真”接触，微机才输出信号显示该触点的序号，并且在泡沫量超过设定值时，控制添加消沫剂。如此循环取样检测，不但能知道发酵罐中泡沫面的高低，而且可较准确地控制消沫。
权利要求1.一种消沫传感器，包括电极、电极上的金属触点、信号源、多路切换继电器、取样电阻、线性检波器、A-D转换器、微机、打印机、显示器、键盘、流量计量泵或扩散硅压力传感器以及控制消沫剂储罐电磁阀的驱动电路，其特征在于a.分别连接多路切换继电器各切换点的电极金属触点至少有5个，b.电极内安装有测温热敏电阻器。
2.根据权利要求1所述的消沫传感器，其特征在于电极下部检测液位的金属触点及电极内部的测温热敏电阻器浸在溶液中。
3.根据权利要求1所述的消沫传感器，其特征在于电极上部检测泡沫面的金属触点在溶液的上面。
专利摘要本实用新型是一种检测、控制发酵罐中导电溶液发酵泡沫面、液位高低，溶液温度分布以及准确计量发酵料液的多功能复合型消沫传感器。它由多触点电极、电极内的测温热敏电阻、信号源、多路切换取样电路、微机及微机控制的输出驱动电路构成。使用本实用新型多功能复合型消沫传感器，不但可提高发酵质量和产量，而且可以节约原材料和能耗。
文档编号C12M1/34GK2094553SQ9121500
公开日1992年1月29日 申请日期1991年1月7日 优先权日1991年1月7日
发明者王德宁, 张俊岳, 余文杰 申请人:中国科学院上海冶金研究所