一个温控采集电路:
[0162]用来采集和转换温度信号。如附图11所示。
[0163]PT100采用惠更斯电桥方式连接，然后通过差分放大、滤波后接入AD进行数字化转换。其中JPl为PT100的输入接口，和VR1、VR2、VR3组成惠更斯电桥，C2为滤波电容，可以让输入的信号更平滑。通过调节3个可变电阻的阻值，让PT100的25摄氏度的时候达到平衡。
[0164]LM324为运算放大器，对电桥输出的差分信号进行放大。
[0165]R2和C3组成滤波器，对差分放大后的信号滤波以后送入AD。
[0166]AD芯片采用的是MAX1241，为12位高速串行接口的AD，提供足够的转换精度满足信号的采集和转换。MAX1241需要2.5V的基准电压，由RlO和Rll分压提供。AD只需要连接3根线，即可进行通信。通过AD_CS选通信号以后，送入AD_SCLK时钟信号，即可从AD_DOUT读取AD转换后的温度数据。
[0167]7.6、温度驱动电路
[0168]温度驱动电路用来完成对加热源的驱动和控制。如附图12所示。
[0169]温度加热电路通过U8可控硅Z0409来完成，加热丝为220V交流电供电，而U9为可控硅驱动芯片，其中有光电偶尔功能，R27和LED组成了光耦的输入控制电路，这样就可以通过单片机的TTL电平来实现220V电压的控制。T_C脚为单片机的控制引脚。J7为220V交流点输入，J8接加热丝。当T_C为低电平时，M0C3061输出控制信号，U8打开，电热丝即开始加热。
[0170]7.7、M1电机驱动电路
[0171 ] Ml电机驱动电路完成对Ml电机的PWM控制，从而实现转速控制。如附图13所示。
[0172]Ml电机为直流电机，通过PWM信号控制占空比的方式来实现电流大小的调节，电流的大小就决定了电机的转速。主控MCU出来的PWM信号为TTL电平，不足够产生大电流。所以通过两级的达林顿结构来实现。其中D4、D5和R21、R22组成第一级达林顿结构，将PWM信号转换为小功率的PWM信号，而MJ10012为大功率达林顿集成管，通过第一级的达林顿结构来驱动MJ10012，从而实现大电流的可控制。
[0173]其中JP5为电机电源输入，JP6接直流电机，D6为保护二极管，避免电机减速、反向等过程中产生反向电压损坏达林顿管。
[0174]R14 R15和C26组成电流采集电路，通过LM324放大后，送入控制芯片，进行过流保护功能。当电流超过设定值后，停止PWM调制。其中VR5和VR6通过调整LM324的放大倍数，组成电流保护点的设置。
[0175]7.8、Ml电机编码器
[0176]Ml电机编码器用来采集Ml电机的转速信号。如附图14所示。
[0177]编码器共输出3路信号，通道A、通道B和过零信号Z。
[0178]其中通道A和通道B信号组合可以用来计算转速，同时CH_A用来触发频闪控制MCU实现频闪的同步。
[0179]7.9、M2电机驱动和检测电路
[0180]M2电机驱动电路用来完成对M2电机的电流控制和电流检测。如附图15所示。
[0181]由2个双刀双掷继电器来实现对直流电机的正反转控制，当Kl合上时，电流从正到负流过直流电机，直流电机正转；当K2合上时，电流从负到正流过直线电机，直流电机反转。
[0182]为了驱动继电器，通过三极管来OC驱动方式来实现主控MCU的TTL电平控制实现继电器的功率控制。
[0183]其中的二极管是用来起保护作用，在开关瞬间产生的反向电动势有泄放的通道
[0184]通过LM324放大来检测电机的电流，当电流大于设定的阈值时，主控MCU将发现电机已经走到机械的限位，停止控制。
[0185]7.10、M3电机驱动电路和检测
[0186]M2电机驱动电路用来完成对M2电机的电流控制和电流检测。如附图16所示。
[0187]由2个双刀双掷继电器来实现对直流电机的正反转控制，当K3合上时，电流从正到负流过直流电机，直流电机正转；当K4合上时，电流从负到正流过直线电机，直流电机反转。
[0188]为了驱动继电器，通过三极管来OC驱动方式来实现主控MCU的TTL电平控制实现继电器的功率控制。
[0189]其中的二极管是用来起保护作用，在开关瞬间产生的反向电动势有泄放的通道。
[0190]通过LM324放大来检测电机的电流，当电流大于设定的阈值时，主控MCU将发现电机已经走到机械的限位，停止控制。
[0191]7.11、背景光源频闪控制MCU
[0192]频闪控制MCU用来检测当前的Ml的运动状态，从而控制灯光同步。如附图17所不O
[0193]频闪控制MCU采用AT89C2051单片机，为小封装的8051系列单片机，晶振工作在12MHz，每指令周期需要lus，方便产生us级别的频闪信号。
[0194]外部中断接入Ml电机的编码器CH_A信号，通过判断CH_A的状态，来通过控制脚LED输出频闪照明电路的通断信号，实现在Ml旋转时同步频闪，在停止时常亮。
[0195]7.12、背景光源频闪驱动电路
[0196]频闪驱动电路用来驱动背景照明灯光。如附图18所示。
[0197]通过三极管Dl的OC接法，来实现对LED电流的驱动。前级用D2和D3组成推挽模式，可以大大提高驱动的速度，实现快速的频闪。
[0198]通过三极管Dl的OC接法，来实现对LED电流的驱动。前级用D2和D3组成推挽模式，可以大大提高驱动的速度，实现快速的频闪。
【主权项】
1.一种超高压、高温旋转滴法测界面张力和接触角的装置，其特征在于，包括: 一套超高压、高速旋转接头的旋转滴样品管及其密封结构； 一套可拔插结构的旋转滴样品管机构； 一套可以为样品管内动态增压的增压装置以及相应控制管路结构； 一套采用蜗轮蜗杆结构控制液滴移动的光学旋转平台； 一套以气热式温控模式控制样品管内部被测样品温度的温控系统； 一套注入气体和被测外相液，并增加压力至超高压的注入加压系统；一套统筹控制高速电机、光学旋转平台、温控系统与读取和LED背景光控制的电气控制系统。
2.根据权利要求1所述超高压、高温旋转滴法测界面张力和接触角的装置，其特征在于，所述超高压、高速旋转接头的旋转滴样品管及其密封结构包括旋转滴样品管、由定子和转子组成的动态密封装置、以及温度传感器、增加泵、高压毛细管、压力传感器、阀门、三通，转子设于定子内部，旋转滴样品管底端与动态密封装置的转子内部的中空轴结构密封固定连接，动态密封装置的定子部分有一个用于连接增加泵的螺纹孔，增加泵与动态密封装置的定子部分通过高压毛细管连接，增加泵通过该螺纹孔和转子内部的轴芯孔与旋转滴样品管贯通，定子底部穿插设有温度传感器，温度传感器的感应端与转子内部的轴轴芯孔相连通。
3.根据权利要求1所述超高压、高温旋转滴法测界面张力和接触角的装置，其特征在于，所述超高压、高速旋转接头的旋转滴样品管及其密封结构还包括旋转滴样品管保护罩，旋转滴样品管保护罩套于旋转滴样品管外部，旋转滴样品管保护罩采用了钛合金或不锈钢或钨钢制成。
4.根据权利要求1所述超高压、高温旋转滴法测界面张力和接触角的装置，其特征在于，所述旋转滴样品管为两端开口或者一端开口的结构，旋转样品管采用蓝宝石玻璃或石英玻璃制成。
5.根据权利要求1所述超高压、高温旋转滴法测界面张力和接触角的装置，其特征在于，所述可拔插结构的旋转滴样品管机构包括:伺服高速电机、旋转滴样品管、弹簧夹头、密封垫，旋转滴样品管与伺服高速电机连接的一端设有弹簧夹头，弹簧夹头外围设有密封垫，密封垫外围与旋转滴样品管保护罩接触，旋转滴样品管保护罩底部也设有密封垫。
6.根据权利要求1所述的超高压、高温旋转滴法测界面张力和接触角的装置，其特征在于，所述温控系统包括加热体的散热片、旋转腔体温度传感器、风扇，加热体的散热片设于旋转滴样品管外部，加热体的散热片外部设有旋转腔体温度传感器和风扇。
7.根据权利要求1所述的超高压、高温旋转滴法测界面张力和接触角的装置，其特征在于，所述光学旋转平台包括步进电机数据接口、数据接口安装支架、手动控制旋钮、步进电机、步进电机固定支架、旋转平台主体、蜗轮结构、蜗杆结构、旋转面板和刻度盘。
8.根据权利要求1所述的超高压、高温旋转滴法测界面张力和接触角的装置，其特征在于，所述注入加压系统包括:高压毛细管、三通阀、高压阀门、两个增压泵、压力传感器，一个增压泵与气体快速接头连接，另一个增压泵与样品蓄水池连接，两个增压泵输出端均连接至三通阀，并通过三通阀连接至超高压、高速旋转接头的旋转滴样品管及其密封结构。
【专利摘要】本专利公布了一种超高压、高温旋转滴法测界面张力和接触角的装置。本专利采用了一种超高压、高速条件下实现动态密封的高压、高速旋转接头的作为旋转样品管的主要结构并制成一个主旋转腔体，以形成一个旋转滴；将该旋转腔体安装到仪器主机架上，以方便快速更换和维护；该主机架具有一个可5（XYZθR）维调整功能的显微摄像系统；一个具有蜗轮蜗杆结构的精密光学旋转平台控制旋转腔体和显微摄像系统水平，以控制液滴移动；一个控制电气系统装到电气控制箱内实现对高速电机、显微摄像系统以及温度系统的控制。超高压、高温旋转腔体中的样品管采用了两端开口技术并使用弹簧夹头技术实现样品管的可拔插，以方便清洗。
【IPC分类】G01N13-00, G01N13-02
【公开号】CN204314181
【申请号】CN201420747779
【发明人】施建辉
【申请人】上海梭伦信息科技有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月4日