专利名称：多触点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时泡沫面高低的多触点消沫传感器。
溶液发酵过程中产生的泡沫增长速度过快会外溢，发生事故。为抑制溶液发酵泡沫增长过快，需向发酵罐中添加消沫剂，以控制发酵罐中的泡沫适量。通常，观察发酵罐中泡沫增长情况，添加消沫剂由人工操作。为避免人工操作的诸多弊病，西德勃郎(B.Braun)公司推出了一种单触点消沫传感器，它由单触点的电极构成，使用时，单触点电极置于发酵罐中一定的位置上。当发酵罐中泡沫适量时，电极的触点不与溶液泡沫接触，电极无信号输出。但是，当发酵罐中反应剧烈，泡沫迅速增长后，电极触点将与溶液泡沫接触，形成回路，电极输出信号，控制添加消沫剂的电磁阀电路，向发酵罐中添加消沫剂。这种单触点消沫传感器，一定程度上实现了自动控制发酵罐中的泡沫量。然而，由于它只有一个触点，无法测量，控制发酵罐中泡沫的高、中、低量，溶液发酵反应过猛，波动时，往往会误报信号。此外，又当不断加入消沫剂后电极触点恒接触液面形成回路后，将再无法控制发酵罐中泡沫量。由此，为了克服单触点消沫传感器存在的不足，本实用新型改进并提供了一种多触点，循环取样测量、控制发酵罐中泡沫量的多触点消沫传感器。
本实用新型的目的是针对单触点消沫传感器只能固定测量，控制单一高度平面泡沫而改进的多触点循环取样，测量，控制不同高度平面泡沫的多触点消沫传感器，从而较安全地控制了发酵罐中的泡沫面的高低。
本实用新型消沫传感器由多触点(二个以上触点)电极、3千赫信号源、多路切换取样检测电路、微机(单片CPU)和微机输出控制电路构成。其中，多触点电极由聚乙烯或聚四氟乙烯或不锈钢管材以及管材上分别绝缘固定的多个(二个以上)金属环触点组成。多触点电极上的每个金属环触点分别连接多路切换继电器的各触点。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转换器，进入微机。输入微机的信号，经处理后控制施加消沫剂的电磁阀开启或关闭。同时，微机控制的面板显示及打印工作。此外，受微机控制的3千赫信号源输出方波电信号，通过不锈钢发酵罐与发酵罐中导电溶液接触以提供检测信号。使用本实用新型多触点消沫传感器测量、控制发酵罐中溶液泡沫面时，将多触点消沫电极置于发酵罐中一定的位置上。当发酵罐中发酵泡沫适量时，电极上所有触点都不与泡沫接触，切换继电器每隔5秒依次接通一个触点检测后，取样电阻上无信号输出。然而，当发酵罐中泡沫增多时，泡沫将与电极上的端点或端点后的触点接触。这时，3千赫±6伏方波信号源便通过溶液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，就会在取样电阻R上获得相应序号触点电信号。这信号经线性检波后输入A－D转换器，进入微机(单片CPU)，从而控制面板显示出电极接触泡沫的触点序号，并且视罐中泡沫面的高低控制添加消沫剂。本实用新型中，在每隔5秒对一个触点切换循环取样时，为避免发酵罐中泡沫不规则波动引起的误报，微机还对每个切换触点进行每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泡沫为“真”接触，微机才输出信号在面板上显示出该触点的序号，且在泡沫量过多(触点序号大)时控制添加消沫剂。特别，在不断添加消沫剂后，发酵罐中溶液液面升高，恒与电极端和近液面的触点接触后，恒与液面接触的触点将不再用来检测泡沫面，而其后面的触点由微机自动调节移位继续循环切换检测发酵罐中泡沫面情况。如此循环取样检测，一方面可知道发酵罐中泡沫面的高低程度，而且可较准确地控制添加消沫剂。
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时的泡沫面高低，而且还能知道发酵罐中泡沫面高、中、低程度，予以控制。微机控制消沫滞弛时间小于10秒，消沫误报率小于1％。更重要的是，本实用新型不会发生单触点电极触点恒接触液面后无法测量，控制发酵罐中泡沫面的弊病。是一种能维持发酵罐中泡沫适量，提高发酵质量和产量的消沫传感器。
图1是本实用新型多触点消沫传感器电极构造图。其中，1、是紧固螺母；2、是固定环；3、是绝缘套管；4、是金属环触点；5、是电极螺杆；6、是电极端触点。
图2是本实用新型电原理图。其中，7、是消沫剂储罐；8、是消沫剂储罐电磁阀；9、是电磁阀控制电路；10、是打印机；11、是CPU单片微机；12、是3 1/2 A－D转换器；13、是键盘；14、是面板显示；15、是线性检波器；16、是取样电阻R；17、是多路切换继电器；18、是3千赫方波信号源；19、是逻辑地线；20、是接地线；21、是溶液泡沫与电极触点接触等效电阻Rx；22、是多触点电极；23、是发酵罐中的搅拌器；24、是导电溶液；25、是不锈钢发酵罐。
以下结合附图详细说明符合本实用新型主题的实施例。
多触点泡沫传感器电极22采用1－5米长，直径为15毫米－－40毫米的园形聚乙烯或聚四氟乙烯管3，在其上分别绝缘固定间距为5厘米－－20厘米的3－8个不锈钢金属环触点4制成。另外，为提高电极的强度，聚乙烯或聚四氟乙烯管3中插入金属螺杆5。金属螺杆5的一端连接电极端头触点6；另一端连接紧固螺母1。聚乙烯或聚四氟乙烯管上固定的3－8个不锈钢金属环触点4以及电极端头触点6分别用耐高温绝缘导线从管中开孔接线引出并与多路切换继电器17对应触点连接。多路切换继电器17的总端连接取样电阻R，流入取样电阻R的电信号由线性检波器15检波后输入3 1/2 A－D转换器12，进入微机CPU。微机11将输入的信号处理后，输出控制驱动电路驱动继电器J，使消沫剂加液电磁阀8开启或关闲。微机上的输出打印机10及面板显示14由连接在微机上的输出端控制。与微机连接的键盘用以输入指令。本实用新型中提供的信号源为3千赫(3KC)±6伏方波电源18，它的一端连接微机11，另一端连接在不锈钢发酵罐25的外壳上，以提供检测信号。使用本实用新型多触点消沫传感器时，将传感器电极22垂直置于发酵罐25中一定的位置上，3千赫(3KC)信号源18提供的±6伏方波在电极触点没有与泡沫接触时，电极上无信号流过，取样电阻R上也无信号输出。但是，当发酵罐25中导电溶液24发酵泡沫增多时，泡沫面上升，泡沫接触电极的第1触点或接触第1，2触点或接触第1、2、3触点后，电信号便通过接触电阻Rx(泡沫与电极触点接触时的等效电阻)流入电极22，进入切换继电器17。切换继电器17以每隔5秒的时间依次接通一个触点，循环取样。同时，切换继电器17在接通一个触点后还进行每0.5秒一次的十次实测，以免误报。当泡沫与第1或第1、2或第1、2、3……触点“真”接触时，由电极22流出的3千赫电信号便经线性检波器15输入3 1/2 A－D转换器12，进入微机11，控制显示面板14上显示出泡沫与电极接触触点的序号1或1、2或1、2、3……。同时，微机11按指令对上升到一定高度的泡沫面(如第3个触点以上的泡沫面高度)进行消沫，即微机11使驱动电路驱动继电器J开启电磁阀8，向发酵罐25中添加消沫剂，以保持罐中泡沫适量。此外，一旦发酵罐25中因添加消沫剂后，液面恒与电极端头第一触点6(或第一、二……)接触后，本实用新型中微机11将会把每隔5秒依次接通一个触点，循环取样的起始触点上移到第二(或第三、第四……)触点作起始点，继续执行循环取样，控制发酵罐25中泡沫适量。当然，本实用新型电极22还可采用镀耐高温搪瓷的钢棒，在其上引出电极触点制成。
权利要求1.一种消沫传感器，包括电极、信号源、取样电阻、线性检波器、微机以及控制消沫剂储罐电磁阀的驱动电路，其特征在于消沫传感器电极上有二个以上分别连接多路切换继电器各切换点的金属触点。
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、微机和控制电磁阀开关的驱动电路构成。使用时，多触点电极上的触点与泡沫接触后，多路切换检测电路将每隔5秒实测十次的“真”接触信号输入微机，微机一方面显示出与泡沫接触的触点序号，另一方面视泡沫面的高低，控制驱动电路，使消沫剂电磁阀开或关，从而有效地维持泡沫的适量，以提高了发酵质量和产量。
文档编号G01D21/00GK2058744SQ8922184
公开日1990年6月27日 申请日期1989年12月30日 优先权日1989年12月30日
发明者张俊岳, 王德宁, 卢建国 申请人:中国科学院上海冶金研究所