专利名称：自动界面张力测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量液体界面、表面张力值的仪器，具体涉及一种用来测量油、水或油水混合物的界面张力值的自动张力检测仪。
背景技术：
自动界面张力测定仪是一种采用脱离法原理，测出各种液体的界面、表面张力值的仪器，即在液体中浸入一个钼金环，通过测量钼金环脱离液面时的拉力求得表面张力。现有仪器主要由扭力丝、钼金环、精密杠杆架、单片机、显示器、电子测量仪、调零装置、测试蜗轮副等关键部件组成。操作时，先调零，通过测试蜗轮副的旋转对扭力丝施加扭力，并使该扭力与液面接触的钼金环对液体的表面张力平衡，当扭力丝的扭力继续增大时，被测液体表面被拉破时，扭力丝扭转的角度，经电子测量仪、单片机控制系统测量、转化、计算，得出张力值，并在显示器上输出。但是上述张力仪灵敏度低、测量张力值误差较大、精确度低、准确性低。
发明内容本实用新型提供一种较以往测定仪灵敏度高、测量界面张力值精确度高、准确度高的自动界面张力测定仪。本实用新型采用的技术方案是包括机箱、杠杆架、杠杆、钼金环、单片机、调零电位器、显示屏、控制键，还包括样品自动升降机构、电磁线圈、电磁铁芯；杠杆设在杠杆架上方；杠杆架中部两侧各设有一立板，两立板之间固定连接一支撑钢丝，支撑钢丝垂直于杠杆，并从杠杆中部轴心穿过，支撑钢丝与杠杆交接处作为杠杆的支点；在杠杆架一端设有上位传感器、下位移传感器，杠杆一端悬挂一电磁铁芯，其端部处于上位移传感器、下位移传感器之间，电磁铁芯竖直穿入位于杠杆架下方的电磁线圈内；在杠杆另一端悬挂一钼金环， 并设有可移动配重块，样品自动升降机构设在钼金环下方。为使杠杆水平调零更准确、更精密，调零电位器分别为零点校正多圈电位器和砝码标定多圈电位器，零点校正多圈电位器、砝码标定多圈电位器与单片机连接。为使平台更平稳升降，自动化程度高，所述样品自动升降机构由平台、螺纹套、升降螺杆、导向套、电机组成；平台与螺纹套顶端连接，螺纹套与升降螺杆配合，升降螺杆与电机输出轴连接；导向套设在螺纹套外部，在导向套内设有螺纹套位置传感器。为方便校正平台的水平状态，平台上嵌有水平仪，在机箱底板下面设有三个可调螺栓座，其中两个可调螺栓座一前一后设在机箱底板一端，第三个可调螺栓座设在机箱底板另一端中间位置。本实用新型的优点是仪器灵敏度高、测量张力值精度高、准确度高，智能化程度高；全自动计算功能，具有汉字提示的人-机对话，全自动操作，杠杆零点调整更方便、更准确。
图1是本实用新型的主视局剖示意图；图2是图1的右视局剖示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型包括机箱1、杠杆架23、杠杆21、传感器支架18、上位移传感器19、下位移传感器17、钼金环4、单片机11、用于杠杆水平调零的调零电位器2、27、 显示屏8、控制键33、机箱1内的电磁线圈14和电磁铁芯15、样品自动升降机构，传感器支架18、杠杆架23、杠杆21、上位移传感器19、下位移传感器17设在机箱1的上部箱体内。如图1、图2所示，在杠杆21的下方设有用于支撑、限位杠杆21的杠杆架23，杠杆架23 —端与传感器支架18连接，传感器支架18上部、下部分别设有用于检测杠杆21端部位移变化的上位移传感器19、下位移传感器17，另一端设有一杠杆限位孔25，以避免杠杆 21突然受力时大起大落。如图1、图2所示，杠杆架23中部两侧各设有一立板22、26，两立板22、沈之间固定连接一支撑钢丝16，支撑钢丝16垂直于杠杆21，并从杠杆21的中部轴心穿过，支撑钢丝 16与杠杆21交接处作为杠杆21的支点；在杠杆架23 —端设有上位传感器19、下位移传感器17，杠杆21 —端悬挂一电磁铁芯15，其端部20处于上位移传感器19、下位移传感器17 之间，电磁铁芯15竖直穿入位于杠杆架23下方的电磁线圈14内；在杠杆21另一端悬挂一钼金环4，并设有可移动配重块M，样品自动升降机构设在钼金环4下方。为使杠杆调零更准确，调零电位器为分别为零点校正多圈电位器2和砝码标定多圈电位器27，零点校正多圈电位器2、砝码标定多圈电位器27分别与单片机11电连接。零点校正多圈电位器2是按照有关标准设置的，属于现有技术，作用是使杠杆初步调零。工作原理是在进行表面张力测定之前，通过调整零点校正电位器，改变电流、电压，然后，变化的电压、电流作为信号进入单片机，单片机处理，输出信号来改变电磁线圈电流，电磁铁芯因此受到的电磁引力发生变化，使杠杆做微小上、下移动。杠杆传感器组合将信号传递给单片机，单片机得出一个零点漂移参数，在显示屏上显示出来，通过调整零点校正多圈电位器，使零点漂移参数落在单片机预定的范围之内，以符合要求。砝码标定多圈电位器27也是指按照有关标准设置的，属于现有技术，原理与上述相同，作用是当杠杆零点校正后，加上规定重量的砝码后进行调零即定标调零。定标也包括对灵敏度不同的传感器定标，通过调整砝码标定多圈电位器，使零点漂移参数也落在单片机预定的范围之内，以符合要求。如图1、图2所示，样品自动升降机构从上到下由主要由平台6、螺纹套7、升降螺杆观、导向套30、电机32组成，平台6与螺纹套7上端连接，螺纹套7与其内部的升降螺杆观螺纹配合，升降螺杆观下端与电机32输出轴连接，导向套30设在在螺纹套7外部并与电机32外壳固定连接，在导向套30内上部、下部分别设有用于检测螺纹套7上升、下降极限工作位置的螺纹套位置传感器四、31，其作用也是对平台6升、降极限工作位置检测。本实用新型的上位移传感器19、下位移传感器17、控制键33、电磁线圈14、显示屏 8、零点校正多圈电位器2、砝码标定多圈电位器27、样品自动升降机构的螺纹套位置传感器四、31分别与单片机11电连接，样品自动升降机构的电机32经电机继电器与单片机11 输出端口连接，并由单片机11控制其启停。[0018]本实用新型的单片机11、控制电路及程序等所属技术领域技术人员可设计，单片机由电源、中央处理器CPU、RAM、ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等电路集成到一块硅片上构成的小型计算机系统，本实用新型可优选89C60型单片机，在此不再详述。如图1所示，平台6上嵌有水平仪12，在机箱1底板下面设有三个可调螺栓座9、 10、34，其中两个可调螺栓座9、34 —前一后设在机箱1底板一端，第三个可调螺栓座10设在机箱1底板另一端中间位置。通过人工上调或下调可调螺栓座9、10、34，使水平仪12的气泡13落入水平仪中心孔内，从而使平台6处于高精度的水平状态。本实用新型的工作过程及原理如下如图1、图2所示，首先人工手调可调螺栓座9、34、10，使平台6校正水平，把钼金环4插入钼金环套3内，调节可移动配重块对，使杠杆21大致调零平衡，然后打开电源，通过上、下位移传感器19、17，将位移变化转化为电压传入单片机11，单片机11输出信号将该电压或电流加在电磁线圈14上，电磁铁芯15受到电磁引力会发生微小位移，使杠杆21被进一步精密调零平衡，操作人员边观察显示屏8提示，边旋转零点校正多圈电位器2，使零点漂移参数被设置在一个标准范围内，加上砝码后，再旋转砝码标定多圈电位器27，使零点漂移参数也被设置在另一标准范围内。此时，杠杆21的平衡零点达到了预定的要求。如图1、图2所示，把装有待测液体的样品杯5放在平台6上，操作控制键33，单片机11控制电机32正转，样品杯5缓缓上升，钼金环4逐渐进入样品杯5的液体中，进入一定程度时，导向套30内上部的螺纹套位置传感器四将信号给单片机11，停止上升，静止片刻。静止时间到，单片机11控制电机32反转，样品杯5随缓缓下降，钼金环4穿过液体界面时受到向下的拉力值，即液体表面张力值，此力使杠杆21尤其是杠杆21的左端部发生向上或向下微小位移，上位移传感器19、下位移传感器17将该位移变化转化为电压输出，经单片机11输出给电磁线圈14，电磁铁芯15受到电磁引力发生改变，从而使杠杆达到新的平衡，另一方面，该转换电压经单片机11做数据处理、计算，得出张力值结果，并输出在显示屏8上。当样品杯5继续下降至初始位置时，导向套30内下部的螺纹套位置传感器31将信号给单片机11，单片机11控制电机32停止，样品杯5停在初始位置，测定结束。本实用新型的软件部分主要采用无标示按键技术，所谓的无标示按键技术是在按键上面没有功能标示，每个按键在不同状态时有不同的功能，完全依赖显示屏提示当前按键的功能及意义，简化了硬件设计。本实用新型采用4个控制键即可实现多种功能的控制。
权利要求1.一种自动界面张力测定仪，包括机箱(1)、杠杆架(23)、杠杆(21)、钼金环(4)、单片机(11)、调零电位器0、27)、显示屏(8)、控制键(33)，其特征在于还包括样品自动升降机构、电磁线圈(14)、电磁铁芯(15)；杠杆设在杠杆架03)上方；杠杆架03)中部两侧各设有一立板02J6)，两立板(22、26)之间固定连接一支撑钢丝(16)，支撑钢丝(16)垂直于杠杆(21)，并从杠杆中部轴心穿过，支撑钢丝(16)与杠杆交接处作为杠杆 (21)的支点；在杠杆架—端设有上位移传感器(19)、下位移传感器(17)，杠杆— 端悬挂一电磁铁芯(15)，其端部00)处于上位移传感器(19)、下位移传感器(17)之间，电磁铁芯(15)竖直穿入位于杠杆架03)下方的电磁线圈(14)内；在杠杆另一端悬挂一钼金环G)，并设有可移动配重块(M)，样品自动升降机构设在钼金环(4)下方。
2.根据权利要求1所述的自动界面张力测定仪，其特征在于调零电位器0、27)分别为零点校正多圈电位器(2)和砝码标定多圈电位器(27)，零点校正多圈电位器0)、砝码标定多圈电位器(XT)与单片机(11)连接。
3.根据权利要求1所述的自动界面张力测定仪，其特征在于所述样品自动升降机构主要由平台(6)、螺纹套(7)、升降螺杆(观)、导向套(30)、电机(32)组成；平台(6)与螺纹套(7)顶端连接，螺纹套(7)与升降螺杆08)配合，升降螺杆(28)与电机(3 输出轴连接；导向套(30)设在螺纹套(7)外部，在导向套(30)内设有螺纹套位置传感器09、31)。
4.根据权利要求3所述的自动界面张力测定仪，其特征在于平台(6)上嵌有水平仪 (12)，在机箱(1)底板下面设有三个可调螺栓座(9、10、34)，其中两个可调螺栓座(9、34) 一前一后设在机箱(1)底板一端，第三个可调螺栓座(10)设在机箱(1)底板另一端中间位置。
专利摘要本实用新型是一种测量液体界面张力值的自动界面张力测定仪，较现有测定仪灵敏度高、测量精确度高，技术方案为包括机箱、杠杆架、杠杆、铂金环、单片机、调零电位器、显示屏、控制键、样品自动升降机构、电磁线圈、电磁铁芯；杠杆设在杠杆架上方；杠杆架中部两侧各设有一立板，两立板之间固定连接一支撑钢丝，支撑钢丝垂直于杠杆，并从杠杆中部轴心穿过，支撑钢丝与杠杆交接处作为杠杆的支点；在杠杆架一端设有上位传感器、下位移传感器，杠杆一端悬挂一电磁铁芯，其端部处于上位移传感器、下位移传感器之间，电磁铁芯竖直穿入位于杠杆架下方的电磁线圈内；在杠杆另一端悬挂一铂金环，并设有可移动配重块，样品自动升降机构设在铂金环下方。
文档编号G01N35/00GK202008458SQ201120020899
公开日2011年10月12日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者不公告发明人 申请人:河南省恒生电子仪器有限公司