一种基于PID控制的温控粘度检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种粘度计，特别是是一种基于PID控制方法的温控粘度检测装置。

背景技术：

粘度计通常是测量流体粘度的物性分析的仪器，随着产品质量要求的不断提升，在技术工艺上对产品参数数据的准确性的要求也随之提高。然而，对于被测对象和被测液体的温度，很多人忽视了这两点，认为任何液体表面温度和液体内部温度是一致的，温度差也不重要，试验结果表明，只有在液体表面和液体内部温度同时恒定时，粘度计检测出来的结果才是最稳定和最精确的；而现有的粘度计都无法确定待测液体的温度，也不能实现在液体恒温状态下进行粘度的检测。

技术实现要素：

本实用新型根据现有技术的不足提供一种基于PID控制方法的温控粘度检测装置，该检测装置可以实时监测液体的实际温度，并且将液体温度较长时间的维持在某一恒定温度，以便用户在使用过程中能够更加精准的检测出液体的粘度，还能确保待测温度的体表温度和液体内部温度在检测过程中不受外界影响。

本实用新型提供的技术方案：所述一种基于PID控制的温控粘度检测装置，其特征在于：所述检测装置包括粘度计支架、粘度计、液体循环加热装置和液体温度检测装置，所述粘度计通过升降架安装在粘度计支架上方；所述液体循环加热装置是由检测液容器、液体加热装置、微型循环泵和液体循环容器组成，所述检测液容器通过容器支架固定在粘度计的正下方，在检测液容器的上部设有溢流口，下部设有回流口，所述液体循环容器置于检测液容器下方，检测液容器的上部的溢流口通过溢流管通向液体循环容器的进液口，微型循环泵设置在液体循环容器的出液口，且微型循环泵通过回流管通向检测液容器的回流口，所述液体加热装置安装在回流管上；所述液体温度检测装置是由PID控制器和温度传感器组成，所述温度传感器安装在检测液容器的容器口，其信号输出端与PID控制器的信号输入端连接，PID控制器的信号输出端分别与液体加热装置的控制系统、升降架的控制电机和以及粘度计的控制系统连接。

本实用新型较优的技术方案：所述检测装置还包括底座和密封罩，所述密封罩圆形或方形的透明罩体，在底座上对应开设有密封罩口嵌入槽，所述粘度计支架、液体循环加热装置和液体温度检测装置均设置在底座上，在进行检查时，密封罩将粘度计、粘度计支架、液体循环加热装置和液体温度检测装置完全罩设，形成一个密闭的粘度检测空间。

本实用新型较优的技术方案：所述温度传感器为非接触性温度传感器，温度传感器通过传感器安装支架安装在检测液容器口高于检测液面的位置。

本实用新型较优的技术方案：所述液体加热装置包括液体循环腔体和设置在液体循环腔体内的加热器组成，在液体循环腔体上设有进液口和出液口，其进液口与微型循环泵连通，出液口与检测液容器的回流口连通。

本实用新型较优的技术方案：所述容器支架是由容器承载盘和连杆组成，并通过连杆与粘度计支架固定连接，在容器支架底部对应开设有回流管穿孔，所述回流管穿过回流管穿孔与检测液容器底部的回流口连通。

本实用新型进一步的技术方案：所述升降架包括升降电机、升降套和连杆，粘度计通过连杆连接在升降套上，升降套套设在粘度计支架上，并在升降电机的作用下沿着粘度计支架上下移动。

本实用新型容器支架所述支架的长度大于粘度计整体、检测转子和整个溢流装置的高度总和。

本实用新型的非接触温度传感器可以直接将检测到的温度信号实时传输给粘度计本体，使本体内的芯片处理器对实际数据与预设数据进行对比分析，如果符合预设值，则粘度计本体开始运行，进行粘度检测；如果未达到预设值，则将分析结果的误差值传输给恒温装置中的PID控制器，通过分析，对加热降温装置发出指令，进行相应的加热或者降温处理，使得最后温度误差为零，从而符合预设值。能够对待测液体的温度进行实时监测，并能确保待测液体在检测过程中保持恒温状态，而且液体内部温度和体表温度不会受外界环境影响导致不一致，确保检测出来的粘度值才更加准确，精确。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是PID控制器的控制原理图。

图中：1—底座，1-1—密封罩口嵌入槽，2—粘度计，3—粘度计支架， 4—升降架，5—密封罩，6—检测液容器，6-1—溢流口，6-2—回流口，6- 3—溢流管，6-4—回流管，7—液体加热装置，8—微型循环泵，9—液体循环容器，10—容器支架，11—PID控制器，12—温度传感器，12-1—传感器安装支架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。如图1所示的一种基于PID控制的温控粘度检测装置，其特征在于：所述检测装置包括粘度计支架3、粘度计2、液体循环加热装置和液体温度检测装置，还包括底座1和密封罩5，所述密封罩5圆形或方形的透明罩体，在底座1上对应开设有密封罩口嵌入槽1-1，所述粘度计支架3、液体循环加热装置和液体温度检测装置均设置在底座1上，在进行检查时，密封罩5将粘度计2、粘度计支架3、液体循环加热装置和液体温度检测装置完全罩设，形成一个密闭的粘度检测空间。

如图1所示，所述粘度计2通过升降架4安装在粘度计支架3上方，所述升降架4采用现有粘度计的升降机构，具体包括升降电机、升降套和连杆，粘度计2通过连杆连接在升降套上，升降套套设在粘度计支架3上，并在升降电机的作用下沿着粘度计支架3上下移动。可以设置升降机构的升降行程，确保粘度计2的检测头进入液体后便可以自动停止下降，也可以粘度计支架 3上设置上、下限位传感器，进行限位。

如图1所示，所述液体循环加热装置是由检测液容器6、液体加热装置 7、微型循环泵8和液体循环容器9组成，所述检测液容器6通过容器支架 10固定在粘度计2的正下方，在检测液容器6的上部设有溢流口6-1，下部设有回流口6-2，所述液体循环容器9置于检测液容器6下方，检测液容器6的上部的溢流口6-1通过溢流管6-3通向液体循环容器9的进液口，微型循环泵8设置在液体循环容器9的出液口，且微型循环泵8通过回流管6-4通向检测液容器6的回流口6-2，所述液体加热装置7安装在回流管 6-4上。所述液体加热装置7包括液体循环腔体和设置在液体循环腔体内的加热器组成，在液体循环腔体上设有进液口和出液口，其进液口与微型循环泵8连通，出液口与检测液容器6的回流口连通。所述容器支架10是由容器承载盘和连杆组成，并通过连杆与粘度计支架3固定连接，在容器支架10底部对应开设有回流管穿孔，所述回流管6-4穿过回流管穿孔与检测液容器6底部的回流口6-2连通。

如图1所示，所述液体温度检测装置是由PID控制器11和温度传感器12组成，所述温度传感器12为非接触性温度传感器，温度传感器12通过传感器安装支架12-1安装在检测液容器6容器口高于检测液面的位置，其信号输出端与PID控制器11的信号输入端连接，PID控制器11的信号输出端分别与液体加热装置7的控制系统、升降架4的控制电机以及粘度计2的控制系统连接。本实用新型所述PID控制器是一种线性的调节器，这种调节器是将预设值 T1与非接触温度传感器检测出来的实际值T2(被控对象)进行比较产生温度偏差，其原理图如2所示并将其比例、积分、微分通过线性组合构成控制量，其动态方程写为：

其中Kp——为调节器的比例放大系数

Ki——为积分时间常数

Kd——为微分时间常数

温度PID调节器有三个可设定参数，即比例方法系数Kp、积分时间常数Ki、微分时间常数Kd。比例调节的作用是是调节过程趋于稳定，但会产生稳态误差，积分作用可消除被调量的稳态误差，但可能会使系统震荡甚至是系统不稳定，微分作用能有效的减小动态偏差。所以，PID控制器的效果好坏很大程度取决于PID三个控制参数的确定，其优点是，原理简单，使用方便，适应性广。

本实用新型在检测时，将待测液体装入待测液容器6中，然后开启 PID恒温装置，并将密封罩5将整个检测装置罩上，通过非接触性温度传感器12检测待测液容器6中液体的温度，并将检测的信号传递给PID控制器 11，由PID控制器11判断实际温度与预设温度的之间的误差，将误差值进行处理，给液体加热装置7发出加热或降温指令，使得流经液体加热装置7 的液体能恒定到预设温度，并且保持预设温度。当经过一定时间，被检测循环液温度恒定不变后，PID控制器11将对比误差为零的指令反馈回粘度计2，即粘度计2的升降架4开始下降使检测头进入待测液容器6中，并对待测液容器6内的液体进行粘度检测。本实用新型经过密封罩1和微型循环泵8可以有效的控制被检测液体的流速，保证了在恶劣的环境中，温度、杂质等不确定因素对被检测液体温度的影响，恒定了液体表面温度和液体内部温度，确保了被检测液体的粘度结果的精确性和可信性。

本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“垂直”、“平行”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。