专利名称：一种自动液体表面张力检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动液体表面(界面)张力检测仪。
背景技术：
现有的液体表面张力检测仪器一般是由上下升降机构和测力传感机构所组成，其中，测力传感机构采用应变传感器或用张丝差动变压传感器，它们都是以模拟电路加A/D(模拟/数字)转换显示的开环电路，用电位器调节零位和满度，使用时需要反复调整，操作不便、正确性差，测试量程也窄，易出故障。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种具有操作简单、精确度高、重复性好和测量快速的自动液体表面张力检测仪。
本实用新型所提供的一种自动液体表面张力检测仪，包括自动上下升降机构和测力传感机构，其特征在于所述的测力传感机构为一采用电磁力平衡原理制成的电子天平，且通过该电子天平的横梁承重端下吊的测试板与所述自动上下升降机构上置放的液体器皿中的液面接触进行张力检测。
在上述的自动液体表面张力检测仪中，电子天平的信号输出端还依序连接模拟/数字转换电路、微处理器和显示器。
在上述的自动液体表面张力检测仪中，自动上下升降机构包括电机、与该电机传动连接的二个伞齿轮、上下移动的螺杆和与该螺杆固定连接的平台，以及对平台上下运动进行限位的结构。
本实用新型液体表面(界面)张力检测仪是采用闭环方式的电磁力平衡型电子天平原理作为测力传感器，当盛装液体的器皿放在自动上下升降结构的平台上，液面与电子天平横梁承重端下吊着的测试板接触，由于液体张力作用，横梁发生偏转，光电检测信号变化，经放大，驱动电磁力反馈机构产生使横梁回复到原来平衡位置。此时测量出的反映液体张力大小的电流，经A-D转换，微机处理，数字显示出被测液体的张力值，本实用新型可全量自校、清零、平台自动升降并有上下限位装置，具有操作简单、精确度高、重复性好和测量快速的优点。
图1是本实用新型的实施例结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型，即一种自动液体表面张力检测仪，包括一采用电磁力平衡原理制成的电子天平100(取代已有测力传感机构)和具有一平台4的自动上下升降机构200，两者是通过电子天平横梁承重端下吊的白金测试板7与自动上下升降机构的平台4上置放的盛装液体的器皿5中的液面接触。
电子天平100可采用常规产品，通常结构如图1所示，横梁9由平行四边形簧片8支撑，遮光片11和线圈架20固定在横梁9上，白金测试板7挂在由簧片8支撑的承重端下面。其电磁力反馈机构是由磁钢16、磁极17、线圈18、磁罐19所组成。通过发光管10、遮光片11、光电池12、信号放大器器13、PID(比例微分积分)调节器14和驱动器15进行光电模拟信号采集和处理，并通过A/D(模/数)转换、微处理器、显示器进行数字显示。
自动上下升降机构200可采用图1所示的结构，包括电机1、二个伞齿轮2、上下螺杆3、平台4，以及对平台上下运动进行限位的结构，该结构由固定在电机1上的限位螺杆21、滑动螺母22、二个微动开关23所组成，保护电机和平台正常工作。
本实用新型的工作原理为参见图1，由电机1带动伞齿轮2，使螺杆3转动后，平台4上升运动，带动放在平台上的器皿5中的被测液体6也上升，液面接触白金吊板7后，电机自动停止运动(被测液体也停止上升)，但由于液体表面张力的作用，使簧片8作为支点的横梁9偏转，固定在横梁上的位移检测器中的遮光片11的位移改变了发光管10照在光电池12上的照度，使光电池的输出信号产生了变化，经放大器13、PID调节器14、驱动器15输出的电流流过由磁钢16、磁极17、磁罐19组成的恒磁场中的线圈18(线圈架20固定在横梁9上)，线圈将产生一个与流过电流成正比例的电磁反馈力F，使横梁9摆回到原来的平衡位置。光电池上的照度信号恢复到起始时的大小。流过线圈的电流经取样电阻进行A/D转换、微机处理后在液晶屏上显示的数字即为被测液体的表面张力。
本实用新型自动液体表面(界面)检测仪的测力传感机构采用电子天平，形成一个闭环电路，它的理论是测量流过恒磁场线圈电流产生的力FF＝KBLI式中K为磁场形状及力臂长度有关的系数，B为永久磁钢的磁场强度，L为与磁场方向垂直的导线长度，K，B，L可视为常数，I为导线中流过的电流，测出电流I的大小可得到电磁力的大小。
经过换算即可得到白金板与液面接触后液体的张力大小。
本实用新型通过将已有自动液体表面张力检测仪的测力传感机构改为电子天平，不仅使张力检测仪操作方便，便于零位调整，全量程(满度)自动校正，确保测试值的正确性。
权利要求1.一种自动液体表面张力检测仪，包括自动上下升降机构和测力传感机构，其特征在于所述的测力传感机构为一采用电磁力平衡原理制成的电子天平，且通过该电子天平的横梁承重端下吊的测试板与所述自动上下升降机构上置放的液体器皿中的液面接触进行张力检测。
2.根据权利要求1所述的自动液体表面张力检测仪，其特征在于所述电子天平的信号输出端还依序连接模拟/数字转换电路、微处理器和显示器。
3.根据权利要求1或2所述的自动液体表面张力检测仪，其特征在于所述自动上下升降机构包括电机、与该电机传动连接的二个伞齿轮、上下移动的螺杆和与该螺杆固定连接的平台，以及对平台上下运动进行限位的结构。
专利摘要一种自动液体表面张力检测仪，包括自动上下升降机构和测力传感机构，其特点是测力传感机构为一采用电磁力平衡原理制成的电子天平。由于本实用新型是采用闭环方式的电磁力平衡型电子天平作为测力传感器，当盛装液体的器皿放在自动上下升降机构的平台上，液面与电子天平横梁承重端下吊着的测试板接触，由于液体张力作用，电子天平的横梁发生偏转，光电检测信号变化，经放大，驱动该电子天平的电磁力反馈机构产生使横梁回复到原来平衡位置，此时测量出的反映液体张力大小的电流，经A－D转换，微机处理，数字显示出被测液体的张力值，本实用新型可全量自校、清零、平台自动升降并有上下限位装置，具有操作简单、精确度高、重复性好和测量快速的优点。
文档编号G01N13/00GK2788178SQ20052003945
公开日2006年6月14日 申请日期2005年2月2日 优先权日2005年2月2日
发明者王正生, 高安民 申请人:上海衡平仪器仪表厂