专利名称：牛奶电导动态在线检测与奶量计量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种牛奶电导动态在线检测与奶量计量系统。
背景技术：
由以往的人工挤奶过渡到自动化智能化挤奶过程中，最为主要 的是应该防止病牛牛奶入库，因而在奶质生产的第一线一一奶厅中， 鲜奶的在线动态检测显得尤为重要，直接关系到全民用奶的安全问 题。而电导是对奶质指标的一个主要反映。而目前生奶电导的在线 动态检测环境比较恶劣，奶质自身带有高压静电以及外加杂散电流 源，奶溶液中一般有较大扰动甚至是不定程度的冲击，伴随有不定 比例的汽泡，而且存在炭化、极化等多种电化现象，容易致使测量 电极污染从而影响测量。同时，对奶量的在线计量亦存在同样问题。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供 一种牛奶电导动态在线检测与奶量计量系统，该系统的测量精度高、 并且可有效地减少奶质的电极化现象，具有安全性和稳定性。本发明的技术方案是 一种牛奶电导动态在线检测与奶量计量 系统，其特征在于由电源、标准电极、核准电极、采集电极、计 量电磁阀、测量电路、控制电路和中心处理单元组成；标准电极、 核准电极和采集电极安装在计量杯内；控制电路由标准波形生成电 路和计量电磁阀控制电路组成，标准波形生成电路的输入端口与中 央处理单元的波形调制输出端连接，接收其发出的波形调制信号， 标准波形生成电路的输出端口与标准电极连接，使其生成梯形交流 电压驱动信号；计量电磁阀控制电路由驱动电路和高压隔离电路组 成，中央处理单元的电磁阀驱动输出端与高压隔离电路的输入端口 连接，高压隔离电路的输出端口与驱动电路的输入端口连接，驱动 电路的输出端口与计量电磁阀连接；测量电路由标准基地生成电路、 滤波整形电路、放大电路、高压线性隔离电路和A/D转换电路依次 连接组成；通过核准电极和采集电极采集牛奶中的电信号分别与标 准基地生成电路进行核准后通过滤波整形电路、放大电路、高压线性隔离电路和A/D转换电路输入倒中央处理单元内进行软件处理后 输出到液晶屏或上位PC机数据库中。本发明还可以采用如下的技术措施上述标准波形生成电路由反相器U5B、光电偶合器U7D、精确可 调电位器R42及运算放大器U8A依次连接组成。上述基准地生成电路由精确可调电位器R43、运算放大器U8 B 及其若干电容依次连接组成；上述A/D转换电路是两片TLC0831芯片。上述计量电磁阀控制电路中的驱动电路和高压隔离电路由光电 偶合器U7A、场效应管Q2、续流二极管D3及滤波电容C42、 C34、 C35 依次连接组成。上述中央处理单元采用8052系列芯片。上述电源采用高隔离型电源系统。本发明具有如下的优点和积极效果1、本系统的测量端电压小且稳定，为高精度测量提供了较为完 好的平台。端电压以梯形交流波驱动，有效减少了奶质的电极化等 问题。2、 系统采用差分式测量法，并以此成功地得到稳定采样点。 本方法能有效提高了在线检测的精度与稳定度。有效解决了泡沫与 冲击等对测量引起的扰动问题，抗扰动能力强。3、 系统软硬件结合，具备智能化自我校检功能，动态获取采 样点，大大提高了究误能力，并能对自身硬件系统进行在线检测以 便于维护。4、 本系统网络与运算控制系统以及供电系统间采用了高隔离 方案，大大提高了主控系统以及自身测量网络的独立性，有效隔离 了外部杂散电源与高压静电进而使整系统的安全性与稳定性得到了 有利保障。5、 软件智能温度补偿(补偿范围5 60度)。6、 系统网络由单电源低压供电，有效简化了电路及其供电系 统。
图1是本发明的电极安装示意图。图2是本发明的原理框图。图3是本发明的测量和控制电路示意图。图4是计量电磁阀控制电路中的驱动电路和高压隔离电路示意图。图5是本发明中电源示意图。
具体实施例方式如图l、 2所示 一种牛奶电导动态在线检测与奶量计量系统，由标准电极P2、核准电极P1、采集电极P3、计量电磁阀、测量电路、 控制电路和中心处理单元8052系列芯片组成；标准电极、核准电极 和采集电极安装在计量杯内；控制电路由标准波形生成电路和计量 电磁阀控制电路组成，标准波形生成电路的输入端口与中央处理单 元的波形调制输出端连接，接收其发出的波形调制信号，标准波形 生成电路的输出端口与标准电极连接，使其生成梯形交流电压驱动 信号；计量电磁阀控制电路由驱动电路和高压隔离电路组成，中央 处理单元的电磁阀驱动输出端与高压隔离电路的输入端口连接，高 压隔离电路的输出端口与驱动电路的输入端口连接，驱动电路的输 出端口与计量电磁阀连接；测量电路由标准基地生成电路、滤波整 形电路、放大电路、高压线性隔离电路和A/D转换电路依次连接组 成；通过核准电极和采集电极采集牛奶中的电信号分别与标准基地 生成电路进行核准后通过滤波整形电路、放大电路、高压线性隔离 电路和A/D转换电路输入倒中央处理单元内进行软件处理后输出到 液晶屏或上位PC机数据库中。如图3所示上述标准波形生成电路由反相器U5B、光电偶合器 U7D、精确可调电位器R42及运算放大器U8A依次连接组成。上述基 准地生成电路由精确可调电位器R43、运算放大器U8 B及其若干电 容依次连接组成；上述A/D转换电路是两片TLC0831芯片。如图4所示上述计量电磁阀控制电路中的驱动电路和高压隔离 电路由光电偶合器U7A、场效应管Q2、续流二极管D3及滤波电容C42、 C34、 C35依次连接组成。如图5所示本发明的电源采用高隔离型电源系统，其中，U17、U18为高隔离型DCDC装换模块。本发明的工作原理是标准电极P2上加lkHZ梯形交流电压驱 动信号，用以在鲜奶中建立电场。这时被测鲜奶在相对静化的情况 下可等效为纯电阻；P1，P3为差分式检测电极，分别与P2精确同轴 且等距，用来测量由P2形成的电场。这时电极回路的电流I与被测 鲜奶的电导率k存在某种对应关系，并通过一定的究错与智能采样 以及各种运算处理最终得到动态k值。电极材料采用耐腐蚀性强、 导电性能良好的金属铂。电极探头支架采用温度系数小、有良好的 化学稳定性的工程塑料聚碳酸脂。
权利要求
1. 一种牛奶电导动态在线检测与奶量计量系统，其特征在于由电源、标准电极、核准电极、采集电极、计量电磁阀、测量电路、控制电路和中心处理单元组成；标准电极、核准电极和采集电极安装在计量杯内；控制电路由标准波形生成电路和计量电磁阀控制电路组成，标准波形生成电路的输入端口与中央处理单元的波形调制输出端连接，接收其发出的波形调制信号，标准波形生成电路的输出端口与标准电极连接，使其生成梯形交流电压驱动信号；计量电磁阀控制电路由驱动电路和高压隔离电路组成，中央处理单元的电磁阀驱动输出端与高压隔离电路的输入端口连接，高压隔离电路的输出端口与驱动电路的输入端口连接，驱动电路的输出端口与计量电磁阀连接；测量电路由标准基地生成电路、滤波整形电路、放大电路、高压线性隔离电路和A/D转换电路依次连接组成；通过核准电极和采集电极采集牛奶中的电信号分别与标准基地生成电路进行核准后通过滤波整形电路、放大电路、高压线性隔离电路和A/D转换电路输入倒中央处理单元内进行软件处理后输出到液晶屏或上位PC机数据库中。
2、 根据权利要求1所述的牛奶电导动态在线检测与奶量计量系 统，其特征在于上述标准波形生成电路由反相器U5B、光电偶合 器U7D、精确可调电位器R42及运算放大器U8A依次连接组成。
3、 根据权利要求1所述的牛奶电导动态在线检测与奶量计量系 统，其特征在于上述基准地生成电路由精确可调电位器R43、运 算放大器U8 B及其若干电容依次连接组成；
4、 根据权利要求1所述的牛奶电导动态在线检测与奶量计量系 统，其特征在于上述A/D转换电路是两片TLC0831芯片。
5、 根据权利要求1所述的牛奶电导动态在线检测与奶量计量系统，其特征在于上述计量电磁阀控制电路中的驱动电路和高压隔离电路由光电偶合器U7A、场效应管Q2、续流二极管D3及滤波电 容C42、 C34、 C35依次连接组成。
6、 根据权利要求1所述的牛奶电导动态在线检测与奶量计量系 统，其特征在于上述中央处理单元采用8052系列芯片。
7、 根据权利要求1所述的牛奶电导动态在线检测与奶量计量系 统，其特征在于上述电源采用高隔离型电源系统。
全文摘要
一种牛奶电导动态在线检测与奶量计量系统，由标准电极、核准电极、采集电极、计量电磁阀、测量电路、控制电路和中心处理单元组成；标准电极、核准电极和采集电极安装在计量杯内；控制电路由标准波形生成电路和计量电磁阀控制电路组成。计量电磁阀控制电路由驱动电路和高压隔离电路组成。通过核准电极和采集电极采集牛奶中的电信号分别与标准基地生成电路进行核准后通过滤波整形电路、放大电路、高压线性隔离电路和A/D转换电路输入倒中央处理单元内进行软件处理后输出到液晶屏或上位PC机数据库中。本发明的优点是该系统的测量精度高、并且可有效地减少奶质的电极化现象，具有安全性和稳定性。
文档编号G01N27/06GK101266223SQ20071005693
公开日2008年9月17日 申请日期2007年3月16日 优先权日2007年3月16日
发明者坤 刘, 刘大力, 吕溪敏, 宋延民 申请人:天津工程师范学院