智能自动液体比热容测量仪的制作方法

本发明涉及一种智能自动液体比热容测量仪。

背景技术：

现有的液体比热容测量仪虽然具有一定的测量准确度，但其测量液体的质量需要另备分析天平，整体结构比较复杂，体积庞大，且不便于运输，而且操作比较麻烦，相关数据处理工作量大，实际实验操作花费时间长，影响实验效率，而实验过程中人工操作控制介入因素多，又使得其测量仪容易出现随机性测量不确定度。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种智能自动液体比热容测量仪。该智能自动液体比热容测量仪整体结构构成极其简单、合理，自动化程度高，测量精度高，实验操作简单、方便。

本发明智能自动液体比热容测量仪的技术方案包括恒水压装置，螺旋形流管，加热装置和相应的温度检测器，还包括一智能自动测量控制装置，所述智能自动测量控制装置包括一智能测量控制器，以及连接于所述智能测量控制器的自动接收称量排放变换装置，所述自动接收称量排放变换装置包括液体称量器，以及设于所述螺旋形流管输出口与该液体称量器之间的接收变换器。

所述智能测量控制器包括恒速检测和比热容测量实验时间、循环复位时间定时模块，测量数据同步记录和运算处理模块，相应的调节控制功能模块，以及相应的数字显示屏。

所述温度检测器包括分别设置于螺旋形流管的入水口和出水口的直读式玻璃温度计和/或电信号连接于所述智能测量控制器的温度传感器。

所述称量器包括一液体称量桶，以及电信号连接于所述智能测量控制器的相应的称量传感器，所述接收变换器包括设置于所述液体称量桶与螺旋形流管的出水口之间的翘翘板式液体接收盘，设置于该液体接收盘一端的复位弹簧，以及设置于所述液体接收盘相应另一端的、电信号连接于所述智能测量控制器的电磁变换执行器。

所述电磁变换执行器包括设置于所述液体接收盘相应另一端的电磁铁。

所述液体接收盘和液体称量桶设置有相应的排放装置。

本发明的智能自动液体比热容测量仪整个测量过程能够实现智能化、自动化，并且能够自动进行数据处理，极大提高了实验效率，确保实验效果。

附图说明

图1为本发明的智能自动液体比热容测量仪一实施例结构示意图；图2为图1中的接收变换器结构示意图；图3为本发明的智能自动液体比热容测量仪另一实施例中的控制面板图。

具体实施方式

为了能进一步了解本发明的技术方案，现通过以下实施例结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-2所示。本实施例的智能自动液体比热容测量仪包括恒水压装置2，螺旋形流管5，加热装置，液体自动接收称量排放变换装置，以及相应的智能测量控制器等。其加热装置包括设置于螺旋形流管内的电热丝。螺旋形流管的入水口和出水口分别设置有电信号连接于智能测量控制器的电子温度传感器，其电子温度传感器可以为热电阻、热敏电阻、半导体感温元件或红外温度传感器等。

螺旋形流管5的入水口通过一控制阀4与恒水压装置2的输出端口连接。电热丝的供电电源连接有相应的数字和/或指针式电流表、电压表，并可通过控制面板上的触摸式显示屏进行相应的显示。恒水压装置连接有溢流外排管3。

其液体自动接收称量排放变换装置包括液体称量器和液体接收变换器8等。其液体称量器包括一液体称量桶9，以及电信号连接于智能测量控制器的质量称量传感器11，质量称量传感器可以为均匀分布设置于称量桶底壁上的多个并联。

其接收变换器包括设置于螺旋形流管的出水口与液体称量桶之间、分别可对应于螺旋形流管出的出水口7与液体称量桶的进水口的液体接收盘13，连接于液体接收盘一端与支架相应部位之间的复位弹簧14，以及设置于液体接收盘相对另一端的、对应于液体接收盘的该另一端上的金属片的电磁铁15。其液体接收盘的中部通过一铰接装置设置于相应支架上，电磁铁的线圈电连接于智能测量控制器。称重桶设有液体排放阀10，其液体排放阀10的出口与液体接收盘排放出口并接后与仪器外排出口12连接。进行废液外排。

智能测量控制器17设置于相应的机箱20内。智能测量控制器包括恒速检测定时模块、循环复位（即相应的重复操作过程的置“0”）定时模块，测量数据同步记录和运算处理模块，以及相应的调节控制功能模块，以及相应的触摸式显示屏。与智能测量控制器连接的触摸式显示屏设置于机箱的控制面板上。控制面板上设置有电源开关19。

其触摸式显示屏包括有恒速检测和比热容测量按键，相应的参数设定按键，电热丝的加热电压和电流调节按键，智能测量控制器由各按键通过其相应的调节控制功能模块、可以启动相应的测量实验操作或调节控制。

参数设定按键可以对相关恒速检测和比热容测量实验时间、循环复位（即相应的重复操作过程的称重桶的累计重量去皮）置“0”时间、以及根据需要对t2-t1的温差值等进行设定调节。

触摸式显示屏可根据各相应的按键的启动，自动对该按键所对应的物理参数进行自动切换显示。如启动（触摸）恒速检测实验时间设定按键时，显示屏将自动显示相应的恒速检测时间，调节温差和电流电压设定值按键时，则显示屏将自动分别对应显示相应的温度、电流和电压等相关物理量参数数值。仪器启动和循环复位的置“0”是称量桶的累计重量基础上的复位置“0”，其称量桶的容积足以满足一个测量实验完成，因而，不需要每个循环（重复）都排净称重桶。

其智能测量控制器还设有按键的操作切换自动控制功能模块，当触摸式按键停止操作一个时间（如2-5s）后，触摸式显示屏将自动切换至显示当前测量工艺流程需要涉及的相关参数的显示，以自动配合测量操作的进行。

具体测量方法：

把装有待测液体的容器1安放在仪器箱（机箱）上面，静置24小时后，把容器中的水放入恒水压装置2中，同时把恒水压装置中液体通过螺旋形流管入水口6进入螺旋形流管5，待螺旋形流管出水口7有水滴滴出（不能成线！），此水滴被液体接收盘接收并通过其流管滴入仪器废水排出口12，排出仪器外。开启电源开关，通过触摸式显示屏的电压和电流调节按键将电压设置在10-12v，电流设置在1.0a，其触摸式显示屏将自动配合显示相关电压和电流数值。在电流电压调节完成后（按键停止操作一个时间间隔后）触摸式显示屏将自动显示温度差t2-t1，这时出水口温度指示会上升，当螺旋形流管出、进水口温度差t2-t1稳定，且达到10度左右，如果没有达到10度左右，则要改变电热丝两端电压，也可以改变其电流，如果恒水压装置废水排出管3有水滴出，同时，螺旋形流管出水口7也有水滴滴出，此水滴被液体接收盘接收并通过其流管滴入仪器废水排出口12，注意排出流管中的空气，温度稳定且温差t2-t1在10度左右不变，则可以检测螺旋形流管中水的流速是否恒定。

按下“恒速检测”按键，智能测量控制器将按照设定实验时间运行，本例的实验时间定为300s，同时，称重器自动置“0”；电磁铁15的线圈接通电源，液体接收托盘被吸过来，使螺旋形流管流出的水滴直接滴入液体称量桶,300s后液体接收盘的电磁铁断电，由于液体接收盘的弹簧14的拉力，使液体接收盘13恢复接收螺旋形流管流出的水滴，并将其自仪器废水排出口12排出仪器外，这时智能测量控制器通过质量测量传感器11自动测量出收集的水滴的质量，且智能测量控制器的测量数据同步记录和运算处理模块自动记录为m1，当智能测量控制器的循环复位（即相应的重复操作过程的置“0”）定时器的定时时间一到即自动置“0”，本例为5s后会自动置“0”，接着，智能测量控制器按照设定的测量程序重复上述过程，记录m2，同理记录m3

相应的计算

若

则进行液体比热容测量，否则等待稳定后再测。

液体比热容的测量：

按下“比热容测量”按键，智能测量控制器启动相应的时间定时器，本例按照设定程序其实验时间设定为600s，同时，计重器自动置“零”，即“去皮”自动减去称重桶实时重量；液体称重桶开始接收水滴，600s后，液体接收盘的电磁铁断电，液体接收盘移开并与螺旋形流管的出口对应连接，液体称量桶停止接收水滴。螺旋形流管流出的水滴经废水排出口12排出仪器外。这时智能测量控制器通过质量称量传感器自动测量出水滴的质量，并自动记录为m1，5s后质量测量装置自动置“0”，接着智能测量控制器按照设定程序重复上述过程，记录m2,同理记录m3

计算

若

则记录（g）

同时记录电压v1电流i1温差t2-t1的值，时间为600s

改变液体的流速：

调节螺旋形流管进水控制阀4，改变液体流速；如流速增大，温差t2-t1会变小，则增大电热丝两端的电压；注意不要太大，等待温度稳定后，再进行调整，直至t2-t1与前面测量时完全相同为止。

按前述方法检验螺旋形流管中水的流速是否恒定，如果恒定，再按前述方法进行水的比热容测量，分别记录m2,i2,v2,t2-t1（与前相同），时间为600s。

数据记录：

测量完成后，智能测量控制器通过测量数据同步记录和运算处理模块（设定程序）自动计算测量结果及其标准不确定度，数据处理后，得：

c=c±u(c)j/kg.℃

其相关参数数据均能显示在触摸式显示屏上。

本发明实施例2中。如图3所示，机箱的正面控制面板上设置有电源开关19外，还设置有恒速检测控制开关21a和比热容测量控制开关21b，以及物理式加热电流和电压调节旋钮，相应的指针式电流表和电压表。

其物理式恒速检测和比热容测量控制开关、指针式电流表和电压表以及相应的加热电流和电压调节旋钮均分别与触摸式显示屏的相应功能按键为并联关系。其可通过上述开关和旋钮进行相应的功能调节控制。

其触摸式显示屏分别设置有实时检测参数显示窗口18a和调节设定参数显示窗口18b。调节设定参数显示窗口可根据各相应的按键的启动，自动对该按键所对应的物理变量或参数进行自动切换显示。其实时检测参数显示窗口的显示参数可包括螺旋形流管的出、入水口温度及其温度差值、电流电压、以及测量过程中的相关中间参数等的显示。

同时，本例中智能测量控制器还通过其相应的调节控制功能模块连接有自动电流和/或电压调节电路。

智能测量控制器可根据相应的温度传感器检测到的螺旋形流管的相应温度、以及相应的t2-t1的温差设定值等，通过自动电流和/或电压调节电路进行加热电流或/和电压的自动调节控制，进而对温差进行自动调节控制，以达到流速恒定的测量要求。

其机箱操作面板上的恒速检测和比热容测量控制与触摸式显示屏的相应按键的功能作用同。本例其余结构和相应的控制、测量方式方法等可与上述实施例类同。

实施例3中。其触摸式显示屏的实时检测参数显示窗口为列表式显示。对出水口、入水口、t2-t1的温差，电流、电压、实验时间、测量中间参数、设定时间等进行列表式实时显示。本例其余结构和相应的控制、测量方式方法等可与上述任实施例类同。

上述实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内；应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。