乳化基质稳定性检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了乳化基质稳定性检测装置，包括乳化基质容器、超声波发生器、超声波发射换能器、计时器、超声波接收换能器、接口转换器、温度传感器、信号传输转换器和信息处理单元；超声波发射换能器、超声波接收换能器、温度传感器安装在乳化基质容器上；超声波发生器的信号输出接口连接超声波发射换能器的信号输入接口，超声波发射换能器的信号输出接口连接计时器；超声波接收换能器的信号输出接口连接计时器，计时器连接接口转换器；温度传感器的信号输出接口连接信号传输转换器的模拟信号输入接口，接口转换器的接口和信号传输转换器的接口分别与信息处理单元的对应接口连接。本实用新型设备结构简单，测量乳化基质稳定性的时间小于1s，测量精度高，维护操作方便。
【专利说明】乳化基质稳定性检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种乳化基质稳定性检测装置，用于乳化炸药的乳化基质稳定性检测。
【背景技术】
[0002]自20世纪60年代由美国人H.F布卢姆实用新型的乳化炸药专利技术以后，由于该炸药具有优良的抗水性和爆炸性能，集中了铵油炸药、浆状炸药、水胶炸药的优点，很快受到各国的关注。乳化过程是乳化炸药生产中一个重要环节，在乳化炸药的生产过程中，乳化基质的质量直接决定了乳化炸药的质量。乳化基质属于乳状液范畴，乳状液是一个热力学不稳定体系。乳化基质的水相具有结晶化趋势，最终的晶体成长改变了乳化基质的稳定性。因此，乳化基质的稳定性影响到乳化炸药的生产规模、使用范围和性能。
[0003]目前，检测乳化基质稳定性主要方法有显微观察法、高低温循环法、离心沉降法、水溶法和粘度法等，还有如埃尔弗安塔法国公司申请的实用新型专利W098/38489为测定水-烃乳液稳定性的装置和方法，该装置是通过重量分析传感器的重量变化来确定相分离的水-烃乳液稳定性的装置和方法，其测量时间长。永港伟方(北京)科技股份有限公司的实用新型专利CN101629898A为检测人造板石蜡乳液稳定性的方法，其特征是:首先确定先验乳液静置分层时间与先验乳液借助机械力实现破乳的时间之间的相关性，接着借助机械力作用下使待测乳液破乳，并记录破乳所需要时间，然后由待测乳液破乳时间获得其静置分层时间。该方法缺点:破坏了部分待测乳液，测量时间较长。但是不论是常用的主要方法还是上述两个专利所公开的技术特征，都存在测量时间较长的问题，导致乳化基质稳定性的测量效率低，并且测量精度也不够高。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种能提高乳化基质稳定性的测量效率和测量精度的乳化基质稳定性检测装置。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术解决方案是:乳化基质稳定性检测装置，包括乳化基质容器、超声波发生器、超声波发射换能器、计时器、超声波接收换能器、接口转换器、温度传感器、信号传输转换器和信息处理单元；所述超声波发射换能器、超声波接收换能器、温度传感器安装在乳化基质容器上；所述超声波发生器的信号输出接口连接超声波发射换能器的信号输入接口，超声波发射换能器的信号输出接口连接计时器；超声波接收换能器的信号输出接口连接计时器，计时器连接接口转换器；温度传感器的信号输出接口连接信号传输转换器的模拟信号输入接口，接口转换器的接口和信号传输转换器的接口分别与信息处理单元的对应接口连接。
[0006]进一步的，所述超声波发生器的型号选用YTP — 200 - 80Z ;超声波发射换能器和超声波接收换能器的型号选用YTH-50-28A或YTH-50-40 ;计时器的型号选用MTTU-6E1R ；接口转换器的型号选用HEXIN-1II的RS-232/RS-485转换器，温度传感器的型号选用JCJ100ZSX ;信号传输转换器的型号选用IPO A/D数字A4-232。
[0007]进一步的，所述乳化基质容器选用箱体结构。
[0008]更进一步的，所述超声波发生器的信号输出接口与超声波发射换能器的信号输入接口通过同轴电缆连接，超声波发射换能器的信号输出接口与计时器的CPI接口通过同轴电缆连接；超声波接收换能器的信号输出接口与计时器的CP2接口通过同轴电缆连接，计时器的RS-485接口与接口转换器的RS-485接口通过数据传输线连接；温度传感器的信号输出接口与信号传输转换器的模拟信号输入接口通过数据传输线连接，接口转换器的RS-232接口和信号传输转换器的RS-232接口分别与信息处理单元的RS-232接口通过数据传输线连接。
[0009]利用上述的乳化基质稳定性检测装置进行检测的方法，包括以下步骤:
[0010]步骤一、标定与被测乳化基质相同配方的乳化基质稳定性一温度一超声波波速标准曲线，首先制备与被测乳化基质相同配方、不同稳定性的乳化基质，测量各稳定性乳化基质在不同温度下的超声波波速，做出各稳定性下乳化基质温度与超声波波速的标准曲线；
[0011]步骤二、将步骤一得到的标定好的乳化基质稳定性一温度一超声波波速标准曲线输送至信息处理单元；
[0012]步骤三、通过超声波发射换能器、超声波接收换能器、计时器和温度传感器对被测乳化基质中超声波传播时间和温度进行测量，将测得的超声波传播时间先转化成超声波波速的数字信号，再将测得的温度的测量值模拟信号转化成数字信号，信息处理单元将测得温度和超声波波速的数字信号与相应的标准曲线进行比较，得到被测乳化基质的稳定性。
[0013]本实用新型与现有技术相比，其显著的优点是:利用温度传感器测得乳化基质的温度，利用超声波发射换能器、超声波接收换能器和计时器测得超声波在乳化基质中的传播时间，将超声波传播时间转化成超声波波速，测得温度和超声波波速同标准曲线进行比较，即可快速准确的测量乳化基质的稳定性；本实用新型设备结构简单，测量乳化基质稳定性的时间小于IS，测量精度高，维护操作方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图以及实施例对本实用新型作进一步地说明。
[0015]图1是本实用新型结构示意图；
[0016]图2是本实用新型不同稳定性的配方I乳化基质随温度变化的超声波波速曲线图；
[0017]图3是本实用新型不同稳定性的配方2乳化基质随温度变化的超声波波速曲线图；
[0018]图4是本实用新型乳化基质稳定性检测时数据处理流程。
[0019]图中:1、乳化基质容器，2、超声波发生器，3、超声波发射换能器，4、计时器，5、超声波接收换能器，6、接口转换器,7、温度传感器,8、信号传输转换器,9、信息处理单兀。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示的乳化基质稳定性检测装置，包括乳化基质容器1、超声波发生器2、超声波发射换能器3、计时器4、超声波接收换能器5、接口转换器6、温度传感器7、信号传输转换器8和信息处理单元9 ;所述超声波发射换能器3、超声波接收换能器5、温度传感器7安装在乳化基质容器I上；所述超声波发生器2的信号输出接口连接超声波发射换能器3的信号输入接口，超声波发射换能器3的信号输出接口连接计时器4 ;超声波接收换能器5的信号输出接口连接计时器4，计时器4连接接口转换器6 ;温度传感器7的信号输出接口连接信号传输转换器8的模拟信号输入接口，接口转换器6的接口和信号传输转换器8的接口分别与信息处理单元9的对应接口连接。
[0021]进一步的，所述接口转换器6选择RS-232/RS-485转换器。
[0022]进一步的，所述乳化基质容器I选用箱体结构。
[0023]进一步的，所述超声波发生器2的型号选用YTP — 200 — 80Z ;超声波发射换能器3和超声波接收换能器5的型号选用YTH-50-28A或YTH-50-40 ;计时器4的型号选用MTTU-6E1R ;接口转换器6的型号选用HEXIN-1II的RS-232/RS-485转换器，温度传感器7的型号选用JCJ100ZSX ;信号传输转换器8的型号选用IPO A/D数字A4-232。
[0024]更进一步的，所述超声波发生器2的信号输出接口与超声波发射换能器3的信号输入接口通过同轴电缆连接，超声波发射换能器3的信号输出接口与计时器4的CPl接口通过同轴电缆连接；超声波接收换能器5的信号输出接口与计时器4的CP2接口通过同轴电缆连接，计时器4的RS-485接口与接口转换器6的RS-485接口通过数据传输线连接；温度传感器7的信号输出接口与信号传输转换器8的模拟信号输入接口通过数据传输线连接，接口转换器6的RS-232接口和信号传输转换器8的RS-232接口分别与信息处理单元9的RS-232接口通过数据传输线连接。
[0025]利用上述的乳化基质稳定性检测装置进行检测的方法，包括以下步骤:
[0026]步骤一、标定与被测乳化基质相同配方的乳化基质稳定性一温度一超声波波速标准曲线，首先制备与被测乳化基质相同配方、不同稳定性的乳化基质，测量各稳定性乳化基质在不同温度下的超声波波速，做出各稳定性下乳化基质温度与超声波波速的标准曲线；
[0027]步骤二、在信息处理单元中设置能对被测乳化基质的测量温度、超声波波速和标准曲线进行比较的数据，并将步骤一得到的标定好的乳化基质稳定性一温度一超声波波速标准曲线输送至信息处理单元；
[0028]步骤三、通过超声波发射换能器、超声波接收换能器、计时器和温度传感器对被测乳化基质中超声波传播时间和温度进行测量，将测得的超声波传播时间先转化成超声波波速的数字信号，再将测得的温度的测量值模拟信号转化成数字信号，信息处理单元将测得温度和超声波波速的数字信号与相应的标准曲线进行比较，得到被测乳化基质的稳定性。
[0029]本实用新型超声波检测乳化基质稳定性的原理如下:利用超声波发射换能器3、超声波接收换能器5和计时器4测得超声波在乳化基质中的传播时间，在信息处理单元中将超声波传播时间转化成超声波波速，公式如下:
[0030]V=L/t
[0031]其中-M-超声波在乳化基质中的传播速度，单位:m/s ；
[0032]L——超声波声程，单位:m ；
[0033]t——超声波在乳化基质中的传播时间，单位:s ；
[0034]测得温度和超声波波速同信息处理单元上的标准曲线进行比较，即可快速准确的测量乳化基质的稳定性。[0035]参见图1、图2和图3，乳化基质稳定性的具体检测操作步骤如下:
[0036]第一步，标定与被测乳化基质相同配方的乳化基质稳定性一温度一超声波波速标准曲线，首先配置与被检测乳化基质相同配方、不同稳定性的乳化基质，测定各种稳定性的乳化基质不同温度下一定超声波声程的超声时间，见表1、表3 ;通过上述公式换算成的超声波波速，见表2、表4;做出各稳定性乳化基质在不同温度下的超声波波速标准曲线，见图
2、图 3。
[0037]第二步，将第一步得到的标定好的乳化基质稳定性一温度一超声波波速标准曲线输送至信息处理单元。
[0038]第三步，将被测乳化基质放入乳化基质容器1，通过超声波发生器2激发，超声波发射换能器3发射超声波，计时器4开始计时，超声波穿过乳化基质到达超声波接收换能器5，计时器4计时结束，测量了超声波在乳化基质中传播时间，通过温度传感器7测量乳化基质温度，将测得乳化基质温度的测量值模拟信号在信号传输转换器8中被转化成数字信号，超声波传播时间的测量值数字信号在接口转换器6被转化成可以与计算机连接的RS-232信号，超声波传播时间数字信号在信息处理单元9中数据处理系统内先被转化成超声波波速数字信号，该超声波温度和超声波波速的数字信号与相应的标准曲线进行比较，即可得到被测量乳化基质的稳定性。
[0039]参见图1和图4，本实用新型乳化基质稳定性检测过程和数据处理流程如下:
[0040]由超声波发生器2激发在乳化基质容器内的超声波发射换能器3发射超声波，同时由计时器4开始计时，超声波通过乳化基质被在乳化基质容器I内的超声波接收换能器5感应，计时器4计时结束，完成测量超声波在一定声程L上的传播时间t，超声波传播时间的测量值数字信号在接口转换器6被转化成可以与信息处理单元9连接的RS-232信号，在信息处理单元9中超声波在乳化基质中传播时间的数字信号先被转换为超声波波速数字信号。
[0041]在乳化基质容器I内的温度传感器7测得被测乳化基质的温度，将测得乳化基质温度的测量值模拟信号在信号传输转换器8中被转化成可以与信息处理单元9连接的RS-232信号，乳化基质的温度RS-232信号通过数据传输线与信息处理单元9连接。
[0042]乳化基质的温度和超声波波速数字信号与信息处理单元9中被测乳化基质相同配方的乳化基质稳定性一温度一超声波波速标准曲线的数据进行比较，根据比较的结果信息处理单元9将在屏幕显示器上显示该乳化基质稳定性。
[0043]实施例1
[0044]配制与被检测乳化基质I相同配方、不同稳定性的乳化基质，使用频率为40kHz超声波测定各种稳定性的乳化基质在不同温度下和声程为50mm的超声时间，实验结果见表I ;通过上述公式换算成的超声波波速，见表2 ;作出各稳定性乳化基质在不同温度下的超声波波速标准曲线，见图2。被测乳化基质I使用频率为40kHz的超声波检测，温度传感器测得被测乳化基质I温度105°C，通过超声波发射换能器、超声波接收换能器和计时器测得超声波在声程为60mm被测乳化基质I中的传播时间为46.7 μ S，计算得出超声波波速为1284.8m/s,通过比较可以确定为配方I的乳化基质的稳定性为232天。
[0045]其中乳化基质I的配方I的操作如下:
[0046]复合蜡制备:将凡士林、机油和石蜡按照2:1:2质量比配制，在80°C下混合均匀。[0047]水相制备:将硝酸铵、硝酸钠、尿素和水按照75:9:2:14质量比配制，在105°C下搅拌混合均匀。
[0048]油相制备:将SpanSO和已配制好的复合蜡按照1:2质量比配制，在80°C下混合均匀。
[0049]表1不同稳定性配方I的乳化基质随温度变化的超声波传播时间
[0050]
【权利要求】
1.乳化基质稳定性检测装置，其特征在于:包括乳化基质容器(I)、超声波发生器(2)、超声波发射换能器(3)、计时器(4)、超声波接收换能器(5)、接口转换器(6)、温度传感器(7)、信号传输转换器(8)和信息处理单元(9);所述超声波发射换能器(3)、超声波接收换能器(5)、温度传感器(7)安装在乳化基质容器(I)上；所述超声波发生器(2)的信号输出接口连接超声波发射换能器(3)的信号输入接口，超声波发射换能器(3)的信号输出接口连接计时器(4);超声波接收换能器(5)的信号输出接口连接计时器(4)，计时器(4)连接接口转换器(6);温度传感器(7)的信号输出接口连接信号传输转换器(8)的模拟信号输入接口，接口转换器(6 )的接口和信号传输转换器(8 )的接口分别与信息处理单元(9 )的对应接口连接。
2.根据权利要求1所述的乳化基质稳定性检测装置，其特征在于:所述超声波发生器(2)的型号选用YTP — 200 - 80Z ;超声波发射换能器(3)和超声波接收换能器(5)的型号选用YTH-50-28A或YTH-50-40 ;计时器(4)的型号选用MTTU-6E1R ;接口转换器(6)的型号选用HEXIN-1II的RS-232/RS-485转换器，温度传感器(7)的型号选用JCJ100ZSX ;信号传输转换器(8)的型号选用IPO A/D数字A4-232。
3.根据权利要求1所述的乳化基质稳定性检测装置，其特征在于:所述乳化基质容器(I)选用箱体结构。
4.根据权利要求2所述的乳化基质稳定性检测装置，其特征在于:所述超声波发生器(2 )的信号输出接口与超声波发射换能器(3 )的信号输入接口通过同轴电缆连接，超声波发射换能器(3)的信号输出接口与计时器(4)的CPI接口通过同轴电缆连接；超声波接收换能器(5)的信号输出接口与计时器(4)的CP2接口通过同轴电缆连接，计时器(4)的RS-485接口与接口转换器(6)的RS-485接口通过数据传输线连接；温度传感器(7)的信号输出接口与信号传输转换器(8)的模拟信号输入接口通过数据传输线连接，接口转换器(6)的RS-232接口和信号传输转换器(8 )的RS-232接口分别与信息处理单元(9 )的RS-232接口通过数据传输线连接。
【文档编号】G01N29/024GK203732499SQ201420097547
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】李德记, 王晓红, 戴明虎 申请人:中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司