一种用于凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及检测仪器技术领域，具体来说是一种用于凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测装置，包括冷凝管、霍尔流速传感器及控制电路，冷凝管的进水口与定氮仪的冷凝水进水口通过软管相接，在软管的一处接有霍尔流速传感器，霍尔流速传感器经信号线与控制电路相连，控制电路将霍尔流速传感器的冷凝水流速信号转化为脉冲信号，通过控制电路采集的脉冲频率并转换成冷凝水流速，控制电路经连接导线与触摸显示屏连接，并利用串口通信电路将冷凝水流速呈现于触摸显示屏上。本装置不仅可以实时观察冷凝管的流速，还能进行数据处理形成流速曲线，并能在速过低的情况下进行报警，定氮仪更加稳定，被测试样品准确性和重复性更高。
【专利说明】
一种用于凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测装置
[技术领域]
[0001]本实用新型涉及检测仪器技术领域，具体来说是一种用于凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测装置。
[【背景技术】]
[0002]蛋白质含量的测定在食品加工、营养卫生、农业生产、饲料工业等领域均具有重要的意义，并在这些领域的加工、研究、生产和贸易中受到高度重视。目前得到广泛应用的是速度快、成本低的检验含氮量和蛋白量的定氮仪，定氮仪是检测种子、乳制品、饮料、饲料、土壤及其他农副产品中氮含量的专用仪器，其是根据蛋白质中氮的含量恒定的原理，通过测定样品中氮的含量从而计算蛋白质含量的仪器，因其蛋白质含量测量计算的方法叫做凯氏定氮法，故被称为凯氏定氮仪。
[0003]绝多数定氮仪中没有流速检测功能，市场中有极少数同类产品采用水流开关进行流速的判定，但只能进行单一的流速判定，不仅数值不精确，还不能实时监测和显示定氮仪的冷凝水流速，更不能显示冷凝水流速曲线，以至于无法根据流速做出有效措施对样品进行保护，从而造成样品测量数据的误差。
[【实用新型内容】]
[0004]本实用新型是针对定氮仪行业中大多数产品暂无用于的流速监测装置的现象，制作一种利用霍尔流速传感器，并结合控制电路收集转换数据并传输至显示屏，从而使定氮仪具有流速实时监测功能的装置。
[0005]为了实现上述目的，设计一种用于凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测装置，包括冷凝管、霍尔流速传感器及控制电路，冷凝管的进水口与定氮仪的冷凝水进水口通过软管相接，在软管的一处接有霍尔流速传感器，霍尔流速传感器经信号线与控制电路相连，控制电路将霍尔流速传感器的冷凝水流速信号转化为脉冲信号，通过控制电路采集的脉冲频率并转换成冷凝水流速，控制电路经连接导线与触摸显示屏连接，并利用串口通信电路将冷凝水流速呈现于触摸显示屏上，实现凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测。
[0006]所述的控制电路包括AD采集转换电路、电源模块、串口通信电路、液位信号处理电路、数据存储电路、驱动模块及报警电路。
[0007]所述的AD采集转换电路通过芯片U7实现，芯片U7的I号管脚+IN端接冷凝管一端，并抽出一端接地，芯片U7的14号管脚-1N端接冷凝管的另一端，芯片U7的8号管脚FB端与9号管脚VO端相连，输出的电压信号AD2连接至控制电路的主控芯片UlO进行数据处理。
[0008]所述的串口通信电路由芯片Ul经电平转换实现主控芯片UlO和触摸显示屏的通讯，芯片Ul的I号管脚Cl+端与3号管脚Cl-端之间接有电容Cl，2号管脚V+端接电容C2后与16号管脚VCC端并联接低电平电压VCC，芯片Ul的4号管脚C2+端与3号管脚C2-端之间接有电容C3，6号管脚V-端接电容C8后与15号管脚GND端并联接地，芯片Ul的13号管脚RX-1端、14号管脚TX-O端分别与串行通讯接口连接，11号管脚TX-1端及12号管脚RX-O端连接至控制电路的主控芯片UlO的S3及S2端。
[0009]所述的电源模块对输入的24V进行滤波处理，24V输入电源分别连接电阻R3至电阻R6，电阻R6的另一端连接至三极管Q2的发射极，电阻R5的另一端连接至三极管Q2的基极，并抽头一端连接电阻R10，三极管Q2的集电极接三极管Q4的基极，电阻R4的另一端连接至三极管Ql的发射极，电阻R3的另一端连接至三极管Ql的基极，并抽头一端连接电阻R9，三极管Ql的集电极接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极及三极管Q4的发射极并联后接地。
[0010]本实用新型同现有技术相比，其优点在于:
[0011]本装置利用霍尔流速传感器的采集的流速信号，通过控制电路中的AD采集转换电路转换为电信号，再通过串口通信电路将数据呈现于显示触摸屏上，不仅可以实时观察冷凝管的流速，还能进行数据处理形成流速曲线，并能在速过低的情况下进行报警，并暂停运行对被测试样品进行保护，避免了因冷凝水的流速过低导致的定氮仪收集瓶的温度过高和氨气逃逸的问题，定氮仪更加稳定，被测试样品准确性和重复性更高。
[【附图说明】]
[0012]图1是本实用新型的连接示意图；
[0013]图2是本实用新型中电路示意图；
[0014]图3是本实用新型中AD采集转换电路图；
[0015]图4是本实用新型中串口通信电路图；
[0016]图5是本实用新型中电源模块的电路图；
[0017]图中:1.冷凝管2.软管3.霍尔流速传感器4.冷凝水进水口5.信号线6.控制电路7.连接导线8.触摸显示屏；
[0018]指定图1作为本实用新型的摘要附图。
[【具体实施方式】]
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]本装置是用于凯氏定氮仪中的冷凝水流速检测，由于定氮仪中的冷凝水流速过低会导致的定氮仪收集瓶温度过高，进而使得氨气逃逸，影响定氮仪的测定数据，所以需要对定氮仪中的流速进行实时检测。参见图1，包括冷凝管、霍尔流速传感器及控制电路，冷凝管的进水口与定氮仪的冷凝水进水口通过软管相接，在软管的一处接有霍尔流速传感器，霍尔流速传感器经信号线与控制电路相连，控制电路将霍尔流速传感器的冷凝水流速信号转化为脉冲信号，通过控制电路采集的脉冲频率并转换成冷凝水流速，控制电路经连接导线与触摸显示屏连接，并利用串口通信电路将冷凝水流速呈现于触摸显示屏上，实现凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测。
[0021]控制电路包括AD采集转换电路、电源模块、串口通信电路、液位信号处理电路、数据存储电路、驱动模块及报警电路，参见图2，控制电路由主控芯片UlO控制，UlO为嵌入式芯片，负责采集各种信号实现对仪器的控制和对触摸屏的交互。液位信号处理电路是经三极管放大电路利用插入液体的探针构成回路，实现对两路液位的监测。数据存储电路EEPROM是存储仪器运行的参数和仪器的系统参数。驱动电路包括驱动栗和电磁阀，是利用功率二极管BD235实现对于24V隔膜栗和24V电磁的驱动。报警电路根据与主控芯片输出的信号进行报警。该电路还包括外围电路，如:可控硅是实现光耦隔离下的对BAT20可控硅的控制，从而控制仪器的蒸汽发生器的开启关闭和功率大小的调节；门位电路是通过采集外部开关量，并将开关量转换为OV或者5V的数字信号。光耦隔离电路是实现栗和电磁阀驱动和嵌入式芯片的信号隔离以免大电流对于嵌入式芯片的损伤。由于液位信号处理电路、数据存储电路、驱动模块及报警电路与现有公知技术相同，在本专利文件中不做赘述。
[0022]本专利中AD采集转换电路是通过芯片U7实现，参见图3，芯片U7的I号管脚+IN端接冷凝管一端，并抽出一端接地，芯片U7的14号管脚-1N端接冷凝管的另一端，芯片U7的8号管脚FB端与9号管脚VO端相连，输出的电压信号AD2连接至控制电路的主控芯片UlO进行数据处理。
[0023]串口通信电路由芯片Ul经电平转换实现主控芯片UlO和触摸显示屏的通讯，芯片型号为MAX232，见图4，芯片Ul的I号管脚Cl+端与3号管脚Cl-端之间接有电容Cl，2号管脚V+端接电容C2后与16号管脚VCC端并联接低电平电压VCC，芯片Ul的4号管脚C2+端与3号管脚C2-端之间接有电容C3，6号管脚V-端接电容C8后与15号管脚GND端并联接地，芯片Ul的13号管脚RX-1端、14号管脚TX-O端分别与串行通讯接口连接，11号管脚TX-1端及12号管脚RX-O端连接至控制电路的主控芯片Ul O的S3及S2端。
[0024]电源模块对输入的24V进行滤波处理，参见图5，24V输入电源分别连接电阻R3至电阻R6，电阻R6的另一端连接至三极管Q2的发射极，电阻R5的另一端连接至三极管Q2的基极，并抽头一端连接电阻R10，三极管Q2的集电极接三极管Q4的基极，电阻R4的另一端连接至三极管Ql的发射极，电阻R3的另一端连接至三极管Ql的基极，并抽头一端连接电阻R9，三极管Ql的集电极接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极及三极管Q4的发射极并联后接地。电源模块是对开关电源的输入的5V用LED发光二极管经行显示，并对输入的24V进行滤波处理，5V电源经低压转换回路利用LM336芯片为外部电路提供2.5V电压。
【主权项】
1.一种用于凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测装置，包括冷凝管、霍尔流速传感器及控制电路，其特征在于冷凝管的进水口与定氮仪的冷凝水进水口通过软管相接，在软管的一处接有霍尔流速传感器，霍尔流速传感器经信号线与控制电路相连，控制电路将霍尔流速传感器的冷凝水流速信号转化为脉冲信号，通过控制电路采集的脉冲频率并转换成冷凝水流速，控制电路经连接导线与触摸显示屏连接，并利用串口通信电路将冷凝水流速呈现于触摸显示屏上，实现凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测。2.如权利要求1所述的一种用于凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测装置，其特征在于所述的控制电路包括AD采集转换电路、电源模块、串口通信电路、液位信号处理电路、数据存储电路、驱动模块及报警电路。3.如权利要求2所述的一种用于凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测装置，其特征在于所述的AD采集转换电路通过芯片U7实现，芯片U7的I号管脚+IN端接冷凝管一端，并抽出一端接地，芯片U7的14号管脚-1N端接冷凝管的另一端，芯片U7的8号管脚FB端与9号管脚VO端相连，输出的电压信号AD2连接至控制电路的主控芯片UlO进行数据处理。4.如权利要求2所述的一种用于凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测装置，其特征在于所述的串口通信电路由芯片Ul经电平转换实现主控芯片UlO和触摸显示屏的通讯，芯片Ul的I号管脚Cl+端与3号管脚Cl-端之间接有电容Cl，2号管脚V+端接电容C2后与16号管脚VCC端并联接低电平电压VCC，芯片Ul的4号管脚C2+端与3号管脚C2-端之间接有电容C3，6号管脚V-端接电容C8后与15号管脚GND端并联接地，芯片Ul的13号管脚RX-1端、14号管脚TX-O端分别与串行通讯接口连接，11号管脚TX-1端及12号管脚RX-O端连接至控制电路的主控芯片Ul O的S3及S2端。5.如权利要求2所述的一种用于凯氏定氮仪的冷凝水流速实时监测装置，其特征在于所述的电源模块对输入的24V进行滤波处理，24V输入电源分别连接电阻R3至电阻R6，电阻R6的另一端连接至三极管Q2的发射极，电阻R5的另一端连接至三极管Q2的基极，并抽头一端连接电阻R10，三极管Q2的集电极接三极管Q4的基极，电阻R4的另一端连接至三极管Ql的发射极，电阻R3的另一端连接至三极管Ql的基极，并抽头一端连接电阻R9，三极管Ql的集电极接三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极及三极管Q4的发射极并联后接地。
【文档编号】G01P5/08GK205539045SQ201620150772
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】王锐, 李兵
【申请人】上海祎鸿分析仪器有限公司