专利名称：数字测温、密度仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于质量计量方面测量特定液体密度和温度的数字测量装置。
引证的参考文献1.石油和液体石油产品密度测定法(密度计法)GB1884－83。
2.石油和液体石油产品取样法(手工法)GB4756－84。
3.温度计量(P49－51)戴乐山、凌善康编著。中国标准出版社。
4.JW－1型精密数显热敏电阻温度计高庆中、王新；中国专利；专利号872144593。
本实用新型的目的是通过一个温度传感器，来测量由温度变化引起的特定液体的密度变化量，再加上调定的参考密度值，从而完成对特定液体的温度和密度的检测。为石油、化工企业的生产和销售部门提供一种准确、防爆，且使用方便的数字测温、密度仪。
本实用新型的内容根据文献(1)和(2)的规定，现场密度的测量，采用每天取样手工测定。由于条件限止，取样部位不是应检测部位，再加上人为误差较大，其测定数据不可靠，劳动强度也大。
文献(3)对玻璃液体温度计的工作原理做了论述利用化学成份固定的定量液体体积随温度升降而增减的性质来测量温度。反之，化学成份固定的液体的密度温度系数为已知时(也可通过体积的热膨胀系数换算)，可在压强影响较小的情况下，通过测量温度来测量密度的变化量，再加上调定的参考密度值，即可测得任一温度下的密度值。
根据上述原理和参考文献(4)的结构，由负温度系数半导体热敏电阻为温度传感器，通过联动切换开关，分别组成一个具有特定桥比的不平衡电桥和三个特定分压、调压电路，如图1。
不平衡电桥用来完成温度的测量，如图2。其特定桥比由温度传感器的温度特性和测温范围决定。温度传感器处于测量下限温度时的阻值与R2的比值应等于特定桥比。R1与R3的设计应保证在温度传感器处于O℃时，不平衡电桥输出为零。
三个特定分压、调压电路，分别完成三种特定液体密度的测量。由于液体密度值一般随温度的上升而减少，所以测密度时温度传感器所处位置，与测温时有所不同，如图3。其特定分压比温度传感器处于测量下限温度时的阻值与Rki的比值，分别由三种特定液体的密度温度系数，温度传感器的温度特性和温度范围决定。在三种特定液体的密度温度系数随温度变化趋势相近时，三个分压电路可共用一个分压电路；在三种特定液体的密度温度系数随温度变化近似线性或按线性对待时，则三个分压电路可由不平衡电桥的温度传感器支路代替，如图4。特定分压电路只能反应密度随温度的变化量，其参考密度值由调压电路R4、R5和W实现。既可根据特定液体在20℃下的标准密度值调定，又可根据现场二等标准密度计的实测值调定。由于参考密度值与温度引起的密度变化量所对应的电量相差约两个数量级，所以特定分压电路和调压电路的工作电压应分别从稳压电源(10)引出。
当所用温度传感器的电阻温度系数为正值时，温度传感器在不平衡电桥和分压电路上的位置要改变，如图5。
联动切换开关还可以同步地将各测量回路的放大电路接通，对模拟量进行放大，再通过模／数转换器，译码驱动电路和数码显示器，可分别完成对三种特定液体密度和温度的测量，且有BCD码输出。
综上所述本实用新型在检测部位利用半导体热敏电阻为温度传感器，通过联动切换开关，分别组成一个具有特定桥比的不平衡电桥和三个特定分压、调压电路。以此完成三种特定液体的密度和温度的测量。
测温范围－20～45℃；误差≤±0.3℃测密度误差≤±0.1％本实用新型与文献(1)、(2)相比具有如下优点1.抗震性强，不易损坏，适用于现场检测。
2.降低了劳动强度。
3.人为误差小。
4.除能测量密度外，还可测量温度。
5.能实现较远距离的测量。
6.能随时由数字显示被测部位的密度或温度，且有BCD码输出接口，可与有数字量输出的容积流量计联用，完成间接式的质量计量。
数字测温、密度仪的原理电路图图中序号为测量系统(1)、温度传感器(2)、线性放大器(3)、模／数转换器(4)、译码电路(5)、驱动电路(6)、BCD码输出接口(7)、数码显示器(8)、联动切换开关(9)、直流稳压电源(10)、(11)和(12)。
实现本实用新型的最好方式分三个方面1.作为单机生产，为石油、化工部门提供一种廉价的数字测温、密度仪。
2.与有数字量输出的容积流量计联用，通过微机或单片机，可为石油、化工部门提供一种间接的质量计量仪器。
3.虽然本实用新型与浮子式密度计的工作原理不同，但在被测特定液体的化学成份符合有关标准时，其测量结果是一致的。否则，测量结果将有明显差别。因此，本实用新型与二等浮子式密度计配合使用，还可作为监测产品是否合乎标准的仪器使用。
权利要求1.一种由外壳、测量系统(1)、温度传感器(2)、线性放大器(3)、模/数转换器(4)、译码电路(5)、驱动电路(6)、BCD码输出接口(7)、数码显示器(8)、联动切换开关(9)、直流稳压电源(10)、(11)和(12)组成的能测量特定液体密度和温度的测量装置，其特征在于测量系统是由一个具有特定桥比的不平衡电桥和三个特定分压、调压电路组成，温度传感器分别作为一个桥臂电阻或任一分压电阻。
2.按权利要求1所述的测量装置，其特征在于特定桥比或分压比是指温度传感器处于测量下限温度时，温度传感器的阻值与同一支路内另一桥臂电阻或另一分压电阻阻值的比值。
3.按权利要求1所述的测量装置，其特征在于特定分压电路的数量由被测特定液体品种的数量及其各自密度温度系数随温度变化的趋势来决定，可少于三个，也可多于三个。
4.按权利要求1所述的测量装置，其特征在于温度传感器可为负温度系数半导体热敏电阻，也可为正温度系数半导体热敏电阻。
5.按权利要求1所述的测量装置，其特征在于温度传感器可为一个半导体热敏电阻，也可为多个半导体热敏电阻。
6.按权利要求1所述的测量装置，其特征在于温度传感器可由半导体热敏电阻组件组成，也可由多个半导体热敏电阻独立件分散组成。
7.按权利要求1所述的测量装置，其特征在于联动切换开关的接触电阻尽量�。渥楹戏绞娇扇我庋《�。
8.按权利要求1所述的测量装置，其特征在于分为无BCD码输出接口和有BCD码输出接口两种，后者通过单片机或微机可与其他数字计量仪器联机。
专利摘要本实用新型属于质量计量方面测量特定液体密度和温度的数字测量装置，主要用于石油、化工的生产、销售过程中密度和温度的检测。本实用新型以半导体热敏电阻为温度传感器，通过联动切换开关，分别组成一个具有特定桥比的不平衡电桥和三个特定分压、调压电路。再通过放大，模/数转换和数码显示，分别完成对三种特定液体的密度和温度的测量，且有BCD码输出。特定桥比和分压比由温度传感器的温度特性，测温范围和特定液体的密度温度系数决定。
文档编号G01N9/00GK2153797SQ9320581
公开日1994年1月19日 申请日期1993年3月16日 优先权日1993年3月16日
发明者高庆中, 李金海, 王新 申请人:河北省标准计量职工中等专业学校, 河北新城县兴华电子仪器厂
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