一种玻璃配合料均匀度测定仪的制作方法

本实用新型涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种玻璃配合料均匀度测定仪。

背景技术：

配合料的制备是玻璃生产工艺中的重要工序，配合料的质量直接影响到玻璃的质量和产量。目前检测配合料的均匀度主要采用以下两种方法。

一、酸碱滴定法

该方法要点为试样以水溶解后，加入指示剂用盐酸标准溶液滴定。若石灰石含量较高，须经过过滤后滴定，因为石灰石等酸溶物会继碳酸钠与盐酸反应之后参与反应，导致终点不易观察，产生人为误差。可以看出，酸碱滴定法测定配合料含碱量，可得到均匀度和含碱量两个数据。但这种方法，操作复杂、分析速度慢，终点不易观察。

二、电导法

该方法是将试样以水溶解后，通过仪器对配合料中水溶性物质产生的电导率进行测量，通过计算，获得均匀度数据。这种形式虽测定快速简便，但不能得到含碱量的定量结果，可能会使不合格的配合料进入熔窑，造成经济损失。另一种是先制作碳酸钠溶液在不同温度下的电导率与其浓度的标准曲线或表格，在测定样品电导率值之后，通过查表计算出含碱量。由于溶液电导率受浓度、温度及其他干扰成分的影响，在测定过程中，需测温、校正、查表和计算，手续繁琐，既增加了分析时间，又影响了测定精度。

基于此，本实用新型的设计人发现，这两种测定方式采用的都是通常的电导率计，没有温度自动补偿功能，也没有数据处理功能。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是，如何提供一种玻璃配合料均匀度测定仪能准确快速地测定玻璃配合料溶液的电导率并且进行温度自动补偿，以及实现数据处理功能。

为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种玻璃配合料均匀度测定仪，包括：电导测量电路，用于对电导进行测量；温度补偿电路，与电导测量电路连接，用于对温度进行测量和补偿；信号数据处理模块，分别与电导测量电路和温度补偿电路连接，所述信号数据处理模块包括：前置放大电路，所述电导测量电路测得的电导和所述温度补偿电路测得的温度，经所述前置放大电路前置放大后，转为0～10V电压，经过模拟开关送至A/D转换器；所述A/D转换器，用于将所述0～10V电压转换为数字量后，送至单片机；所述单片机，与所述A/D转换器连接，用于进行数据处理，所述数据处理包括数据存储、计算、显示或打印中的一项或多项。

在一种可能的实现方式中，所述电导测量电路包括：方波发生器B1与电导电极B2连接，电导电极B2与放大器A1连接，电阻Rf连接于放大器A1的反相输入端与输出端之间，电阻Rp连接于放大器A1的同相输入端与地之间，电阻R1连接于放大器A1的输出端与放大器A2的反相输入端连接，二极管D1连接于放大器A2的反相输入端和输出端之间，二极管D2与放大器A2的输出端连接，电阻R2分别与放大器A2反相输入端和二极管D2的输出端连接，电阻R3与放大器A2的正相输入端和地连接，电阻R4与二极管D2的输出端和地连接。

在一种可能的实现方式中，所述温度补偿电路包括：参考电压源和电阻R5串联，电阻R6分别与参考电压源和放大器A3的反相输入端连接，电阻Rt连接于放大器A3的反相输入端与输出端之间，电容C1连接于放大器A3的反相输入端与输出端之间，电阻R7分别与放大器A3的输出端和放大器A4的输入端连接，电阻R9分别与地和放大器A4的输出端连接，电容C2分别与放大器A4的反相输入端和输出端连接，电阻R8与参考电压源及放大器A4的正相输入端连接。

本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪，通过电导测量电路，用于对电导进行测量；温度补偿电路，与电导测量电路连接，用于对温度进行测量和补偿；信号数据处理模块，分别与电导测量电路和温度补偿电路连接，所述信号数据处理模块包括：前置放大电路，所述电导测量电路测得的电导和所述温度补偿电路测得的温度，经所述前置放大电路前置放大后，转为0～10V电压，经过模拟开关送至A/D转换器；所述A/D转换器，用于将所述0～10V电压转换为数字量后，送至单片机；所述单片机，与所述A/D转换器连接，用于进行数据处理，所述数据处理包括数据存储、计算、显示或打印中的一项或多项，能够确快速地测定玻璃配合料溶液的电导率并且进行温度自动补偿，以及实现数据处理功能。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1示出本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪的结构示意图；

图2示出本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪中的电导测量电路10的结构示意图；

图3示出本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪中的温度补偿电路20的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

图1示出本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪的结构示意图，如图所示，该一种玻璃配合料均匀度测定仪包括：电导测量电路10，温度补偿电路20和信号数据处理模块30。

电导测量电路10，用于对电导进行测量。温度补偿电路20，温度补偿电路20电导测量电路10连接，与用于对温度进行测量和补偿。信号数据处理模块30，分别与电导测量电路10和温度补偿电路20连接。信号数据处理模块30包括前置放大电路31，模拟开关32，A/D转换器33和单片机34。前置放大电路31与模拟开关32连接，模拟开关32与A/D转换器33连接，A/D转换器33和单片机34连接。电导和温度信号经前置放大电路31前置放大后，转为0～10V电压，经多路模拟开关32送至A/D转换器33转换为数字量后，再送至8031单片机34进行数据存储、计算、显示及打印等数据处理工作。

由此，本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪能准确快速地测定玻璃配合料溶液的电导率并且进行温度自动补偿，以及实现数据处理功能。

本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪以电导率的测量为基础，以8031单片机34为核心部件，利用单片机代替传统的模拟电路，使测定仪具有自诊断、温度自动补偿、计算打印等功能，可人工输入各种参数，如年、月、日、试样编号、数量、重量，测定时不必人工启动，当电导电极插入溶液，便自动启动测量，自动进行电导校正，自动校零，实时检测并显示、保存混合溶液的电导率，当电极取出时，又自动停止测量、自动打印各项参数及各次电导率，再开始新的测量。当所有试样测量结束后，计算多次测量的综合结果。

图2示出本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪中的电导测量电路10的结构示意图。如图2所示，方波发生器B1与电导电极B2连接，电导电极B2与放大器A1连接，电阻Rf连接于放大器A1的反相输入端与输出端之间，电阻Rp连接于放大器A1的同相输入端与地之间，电阻R1连接于放大器A1的输出端与放大器A2的反相输入端连接，二极管D1连接于放大器A2的反相输入端和输出端之间，二极管D2与放大器A2的输出端连接，电阻R2分别与放大器A2反相输入端和二极管D2的输出端连接，电阻R3与放大器A2的正相输入端和地连接，电阻R4与二极管D2的输出端和地连接。

在一种可能的实现方式中，可以如此构成A/D转换器：二极管D1连接于放大器A2的反相输入端和输出端之间，二极管D2与放大器A2的输出端连接，电阻R2分别与放大器A2反相输入端和二极管D2的输出端连接，电阻R3与放大器A2的正相输入端和地连接，电阻R4与二极管D2的输出端和地连接。

电路中方波发生器的输出电压E作为信号源，接于运放反向端的Sx是电导电极B2的电导值，放大器A1的输出电压U＝SxRfE，是交流电压信号。A1的输出U需经线性检波后才能转为直流电压，送至A/D转换器进行采集。线性检波原理为：在U的正半周，由于D1导通而D2截止，U0＝0，在U的负半周U0＝－R1(R2)U－R1+R2(R1)·A0(Uf)U。式中Uf为D2的正向压降，A0为运放的开环增益，故第二项可以忽略，所以U0》R1(R2)。

在一定温度下，玻璃配合料溶液的电导率与水溶盐含量成正比，因此，通过测定溶液的电导及电导率，用电导率的均方差可推算混合料的均匀度。溶液的电导等于其电阻的倒数G＝1/R(1)式中G为电导，单位：西门子，用S表示；R为电阻，单位：Ω。R＝P·L/A(2)式中P为电阻率，单位：Ωcm；L为电极间有效距离cm，A为电极有效面积cm²。由(1)、(2)式可得G＝P(1)·L/A(1)(3)式中P(1)为电导率，用K表示，单位S/cm。当选定某一电极，其L与A均已是固定，因此L/A为一常数，称为电极常数，用Q表示。所以：

G＝K·1/Q (4)

K＝GQ (5)

故测定电导G后，可计算出电导率K，K的常用单位是mS/cm或mS/cm。按照“玻璃配合料建材行业标准”，混合料的均匀度按概率论的数理统计方法，计算有限试样标准离差，按以下公式计算:其中

Xi5＝mi(Xi)55 (7)

式中s为电导率均方差；n为试样个数；Xi为任意一个试样的电导率；Xi5为试样换算为5.000g的电导率，单位mS/cm；mi为任意一个试样的质量，单位：g；Xi5为试样换算为5.000g后的电导率的平均值。

混合料的均匀度H＝100％-Cv (10)

图3示出本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪中的温度补偿电路20的结构示意图。如图3所示，参考电压源可以为AD580精密参考电压源，AD580精密参考电压源和电阻R5串联，电阻R6分别与AD580精密参考电压源和放大器A3的反相输入端连接，电阻Rt连接于放大器A3的反相输入端与输出端之间，电容C1连接于放大器A3的反相输入端与输出端之间，电阻R7分别与放大器A3的输出端和放大器A4的输入端连接，电阻R9分别与地和放大器A4的输出端连接，电容C2分别与放大器A4的反相输入端和输出端连接，电阻R8与AD580精密参考电压源及放大器A4的正相输入端连接。AD580精密参考电压源和电阻R5串联，产生的电流经热敏电阻R5转成电压。输出的电压与恒定的偏置电压2.5V作无源的相加，之后经过放大电路的再放大。净剩的输出电压在0℃～50℃范围内与温度成正比(5℃/V)，由此实现温度的测量和补偿。由于热敏电阻稳定性好、灵敏度高、热响应快，所以本仪器仍采用热敏电阻测定温度，之后采集温度值，进行补偿，将任意温度下测得的电导值换算成基准温度(25℃)下的值。经过方法条件实验，得出温度与溶液的电导率的对应关系为Xt＝Xt0[1+b(t-t0)]，取t0＝25℃，则可计算出，当被测溶液温度偏离基准温度时，换算为基准温度下的值：X25＝Xt/[1+b(t-t0)] (11)

由此，本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪能准确快速地测定玻璃配合料溶液的电导率并且进行温度自动补偿，以及实现数据处理功能。

本实用新型实施例提供的一种玻璃配合料均匀度测定仪以电导率的测量为基础，以8031单片机34为核心部件，利用单片机代替传统的模拟电路，使测定仪具有自诊断、温度自动补偿、计算打印等功能，可人工输入各种参数，如年、月、日、试样编号、数量、重量，测定时不必人工启动，当电导电极插入溶液，便自动启动测量，自动进行电导校正，自动校零，实时检测并显示、保存混合溶液的电导率，当电极取出时，又自动停止测量、自动打印各项参数及各次电导率，再开始新的测量。当所有试样测量结束后，计算多次测量的综合结果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。