专利名称：一种毛细管粘度计的自动计时装置及计时方法
技术领域：
本发明涉及一种毛细管粘度计的自动计时装置，属毛细管粘度计的自动计时技术领域。
背景技术：
毛细管粘度计是测定高分子溶液粘度、分子量、支化度等有关特性参数的重要仪器。传统的高分子溶液乌式粘度测量中，采用的是肉眼观察和手动秒表计时的方法，费时费力，精度不高。为了更快速、更准确地测定高聚物的特性粘度，美国、德国和日本等国家先后研制出各种不同的自动毛细管粘度测试仪器。如德国SCHOTT公司和美国CANNON公司均生产系列自动毛细管粘度测定仪，国内上海和南京也有公司生产自动粘度测试仪，但这些自动粘度仪都通过光纤探头进行液位检测，由于过度追求自动化程度和仪器的通用性，使得其设计上存在一些缺陷，不利于仪器精度的提高，如检测探头和粘度计分离，不同粘度计可以随时替换等。由于每次取放的位置存在误差，加上取放操作对检测探头或光纤头的碰撞和污染，难免引进误差；另外，光纤检测不适于深色液体，普通光电元件的耐温程度较低，在进行高温粘度测试时也无法使用。发明内容
为克服现有技术的缺陷和不足，本发明提供了一种毛细管粘度计的自动计时装置及计时方法。
本发明的技术方案如下
—种毛细管粘度计的自动计时装置，包括三根钼丝电极A、B和C、两个电桥、两个比较放大器、两个电平转换电路、单片机、显示驱动芯片和数字显示器，其特征在于钼丝电极A —端固定在毛细管粘度计检测管内计时线a上，钼丝电极B —端固定在毛细管粘度计检测管内计时线b上，两根钼丝电极A、B的另一端分别与第一及第二个电桥中的桥臂电阻连接；钼丝电极C 一端固定在毛细管粘度计检测管内计时线b处以下，其另一端连接到接入两电桥的电源负极端，从而使得由钼丝电极A或B、钼丝电极C及被测液体串接构成待测电阻；第一个电桥及第二个电桥的“桥”支路端分别接到第一及第二个比较放大器中的输入端，第一及第二个比较放大器的输出端分别接到第一及第二个电平转换电路的输入端，两电平转换电路的输出端分别连接到单片机的接口上；单片机通过其I/O 口和显示驱动芯片相连接，显示驱动芯片和数字显示器相连接；
所述的电平转换电路由一个限流电阻后面连接一非门电路构成。
所述的三根钼丝电极A、B和C直接烧结在毛细管粘度计检测管的玻璃管壁内以使其固定，管外钼丝电极部分用玻璃管封装固定在玻璃管外壁上，玻璃管封口处装有接线柱 A’ B’ C’分别和钼丝电极A、B和C相连接。
一种利用上述计时装置进行计时的方法，采用中断处理方式进行计时，包括显示处理过程和中断处理过程(即计时处理过程)，其中显示处理过程步骤如下
D开始；
2)定时器初始化；
3)置中断定时器；
4)置外中断；
5)置毫秒计数器；
6)判断是否到达刷新时间，如果刷新时间到，转入步骤7)，如果时间不到，返回重复步骤6)；
7)显示区数据处理，显示刷新；
8)判断A电极和B电极是否同时接通，如果同时接通时则转入步骤9)，如果未同时接通则直接返回步骤6)；
9)计时显示器复位，然后返回步骤6)。
在执行显示处理过程中，当A电极断开时产生中断，执行中断处理过程(即执行计时处理过程)，步骤如下
①中断处理开始；
②判断A电极是否断开，如果断开，转入步骤③，如果未断开，返回重复步骤②；
③复位计时器；
④判断是否A电极断开且B电极接通，如果是则转入步骤⑤，如果不是则返回重复步骤④
⑤累加计时；
⑥判断A电极和B电极是否同时断开，如果同时断开则转入下一步，如果未同时断开则返回步骤⑤；
⑦计时停止；
⑧返回断点处。
本发明的工作原理如下当毛细管粘度计的检测管进行测量时，被测液体液面位于计时线a位置之上时，由于所测液体的导电性能使得形成一个由钼丝电极A、电桥A中的桥臂电阻、直流电源和钼丝电极C组成的闭合回路，另一个闭合回路由钼丝电极B、电桥B中的桥臂电阻、直流电源和钼丝电极C组成，两个电桥中的“桥”支路端的信号经过运算放大器放大后，引入电平转换电路进行数字信号转换及信号放大后再将信号送入单片机中；当被测液体液面下降到位于计时线a以下时，第一个闭合回路断开(A电极断开)，其断开状态下的电桥输出信号通过第一路比较放大器放大及电平转换电路转换后将信号送入单片机中，在计时线a处钼丝电极A的端点离开液面的瞬间时刻开始计时；当被测液体液面下降到位于计时线b以下时，两路闭合回路断开，两个电桥的输出信号通过两路比较放大器放大及电平转换电路转换后将信号送入单片机中，在计时线b处钼丝电极B的端点离开液面的瞬间时刻计时结束，通过单片机计时后将计时结果送到数字显示器以显示时间。当被测液体再次被吸到计时线a以上时，两路闭合回路接通，计时显示器复位，准备下一次测量计时。
本发明的有益效果
I.检测探头固定到粘度计管壁上，防止碰撞和振动引起的探测头移动引起的误
2.可以检测各种颜色或透明度的液体。
3.钼丝电极的耐温程度远大于光纤等光电元件，可以检测更高温度的液体。
4.制作简单，成本较低。
图I是毛细管粘度计检测管部位示意图，图2是本发明毛细管粘度计检测管部位三根钼丝电极A、B和C的固定部位示意图。
其中1.球泡，2.毛细管，3.计时线a，4.计时线b。
图3是本发明自动计时装置结构示意图。
其中5.电桥，6.电桥，7.电平转换电路，8.电平转换电路，9.单片机，10.显示驱动芯片，11.直流电源、12.比较放大器，13.比较放大器，14.数字显示器。
图4是本发明装置中电桥、比较放大器及电平转换电路的电路示意图。
其中15.保护电阻，16.保护电阻，17.比较放大器，18.限流电阻，19.非门电路； 图中电桥的M N端为检流计G支路，即“桥”支路端，P Q端为电源E支路端，Ra为桥臂电阻，Rb、Rx为标准电阻。
图5是本发明方法中显示处理过程的流程框图。其中1)-9)为其各个步骤。
图6是本发明方法中中断处理过程的流程框图。其中①-⑧为其各个步骤。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。
实施例I :
本发明实施例I如图1-4所示，包括三根钼丝电极A、B和C、两个电桥5和6、两个比较放大器7、8、两个电平转换电路12、13、单片机9、显示驱动芯片10和数字显示器14，其特征在于钼丝电极A —端固定在毛细管粘度计检测管内计时线a 3上，钼丝电极B —端固定在毛细管粘度计检测管内计时线b4上，两根钼丝电极A、B的另一端分别与第一及第二个电桥5和6中的桥臂电阻Ra连接；钼丝电极C 一端固定在毛细管粘度计检测管内计时线 b4处下面，其另一端连接到接入两电桥5和6的电源负极端，从而使得由钼丝电极A或B、 钼丝电极C及被测液体串接构成待测电阻；第一个电桥及第二个电桥的“桥”支路M N端分别经保护电阻15、16接到第一及第二个比较放大器7和8中的输入端，第一及第二个比较放大器7和8的输出端分别接到第一及第二个电平转换电路12和13的输入端，两电平转换电路12、13的输出端分别连接到单片机9的接口上；单片机9通过其I/O 口和显示驱动芯片10相连接，显示驱动芯片10和数字显示器14相连接；
所述的电平转换电路12或13是由一个限流电阻18后面连接一非门电路19构成。
所述的三根钼丝电极A、B和C直接烧结在毛细管粘度计检测管的玻璃管壁内以使其固定，管外钼丝电极部分用玻璃管封装固定在玻璃管外壁上，玻璃管封口处装有接线柱 A’ B’ C’分别和钼丝电极A、B和C相连接。
本发明实施例所用单片机为PIC16F877单片机。
实施例2
一种利用上述计时装置进行计时的方法，采用中断处理方式进行计时，包括显示处理过程和中断处理过程(即计时处理过程)，其中显示处理过程如图5所示，步骤如下
I)开始；
2)定时器初始化；
3)置中断定时器；
4)置外中断；
5)置毫秒计数器；
6)判断是否到达刷新时间，如果刷新时间到，转入步骤7)，如果时间不到，返回重复步骤6)；
7)显示区数据处理，显示刷新；
8)判断A电极和B电极是否同时接通，如果同时接通时则转入步骤9)，如果未同时接通则直接返回步骤6)；
9)计时显示器复位，然后返回步骤6)；
在执行显示处理过程中，当A电极断开时产生中断，执行中断处理过程(即执行计时处理过程)，如图6所示，步骤如下
①中断处理开始；
②判断A电极是否断开，如果断开，转入步骤③，如果未断开，返回重复步骤②；
③复位计时器；
④判断是否A电极断开且B电极接通，如果是则转入步骤⑤，如果不是则返回重复步骤④；
⑤累加计时；
⑥判断A电极和B电极是否同时断开，如果同时断开则转入下一步，如果未同时断开则返回步骤⑤；
⑦计时停止；
⑧返回原中断点处。
权利要求
1.一种毛细管粘度计的自动计时装置，包括三根钼丝电极A、B和C、两个电桥、两个比较放大器、两个电平转换电路、单片机、显示驱动芯片和数字显示器，其特征在于钼丝电极A 一端固定在毛细管粘度计检测管内计时线a上，钼丝电极B—端固定在毛细管粘度计检测管内计时线b上，两根钼丝电极A、B的另一端分别与第一及第二个电桥中的桥臂电阻连接； 钼丝电极C 一端固定在毛细管粘度计检测管内计时线b处以下，其另一端连接到接入两电桥的电源负极端，从而使得由钼丝电极A或B、钼丝电极C及被测液体串接构成待测电阻； 第一个电桥及第二个电桥的“桥”支路端分别接到第一及第二个比较放大器中的输入端， 第一及第二个比较放大器的输出端分别接到第一及第二个电平转换电路的输入端，两电平转换电路的输出端分别连接到单片机的接口上；单片机通过其I/O 口和显示驱动芯片相连接，显示驱动芯片和数字显示器相连接；电平转换电路由一个限流电阻后面连接一非门电路构成。
2.如权利要求I所述的一种毛细管粘度计的自动计时装置，其特征在于所述的三根钼丝电极A、B和C直接烧结在毛细管粘度计检测管的玻璃管壁内以使其固定，管外钼丝电极部分用玻璃管封装固定在玻璃管外壁上，玻璃管封口处装有接线柱A’ B’ C’分别和钼丝电极A、B和C相连接。
3.一种利用上述计时装置进行计时的方法，采用中断处理方式进行计时，包括显示处理过程和中断处理过程，其中显示处理过程步骤如下1)开始；2)定时器初始化；3)置中断定时器；4)置外中断；5)置毫秒计数器；6)判断是否到达刷新时间，如果刷新时间到，转入步骤7)，如果时间不到，返回重复步骤6)；7)显示区数据处理，显示刷新；8)判断A电极和B电极是否同时接通，如果同时接通时则转入步骤9)，如果未同时接通则直接返回步骤6)；9)计时显示器复位，然后返回步骤6)；在执行显示处理过程中，当A电极断开时产生中断，执行中断处理过程，步骤如下①中断处理开始；②判断A电极是否断开，如果断开，转入步骤③，如果未断开，返回重复步骤②；③复位计时器；④判断是否A电极断开且B电极接通，如果是则转入步骤⑤，如果不是则返回重复步骤④；⑤累加计时；⑥判断A电极和B电极是否同时断开，如果同时断开则转入下一步，如果未同时断开则返回步骤⑤；⑦计时停止；⑧返回原中断点处。
全文摘要
一种毛细管粘度计的自动计时装置，属毛细管粘度计的自动计时技术领域。包括铂丝电极和单片机等，其特征在于铂丝电极A、B一端分别固定在检测管内计时线a、b处，铂丝电极A、B另一端分别和两个电桥桥臂电阻相连接，桥臂电阻连接直流电源的正极；铂丝电极C一端固定在检测管内计时线b处以下，其另一端连接到电桥的负极；两个电桥的电压输出信号经比较放大器放大后接入两电平转换电路，两电平转换电路分别接到单片机接口上；单片机和数字显示器相连。本发明优点为检测头固定到管壁上，防止碰撞振动引起探头移动带来的误差。能测各种颜色或透明度的液体。铂丝电极耐温大于光纤等光电元件，可检测高温度液体。制作简单，成本低。
文档编号G01N11/06GK102539286SQ20111036378
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者张华勇, 李天铎, 邱书波 申请人:山东轻工业学院