專利名稱:液面跟蹤自動(dòng)記錄儀的制作方法
本發(fā)明屬于液面測(cè)量控制裝置的改進(jìn)。
化學(xué)反應(yīng)常伴有體積變化，且可以通過(guò)這個(gè)變化來(lái)?yè)Q算成其它反應(yīng)參數(shù)。膨脹計(jì)法測(cè)定聚合動(dòng)力學(xué)，就是其中一個(gè)被廣泛采用的方法。將聚合液裝進(jìn)玻璃毛細(xì)管膨脹計(jì)中，每分鐘，至少每5分鐘讀取毛細(xì)管中液面高度一次，有時(shí)需借助于放大鏡或測(cè)高儀讀數(shù)，一次反應(yīng)需要進(jìn)行100次左右讀數(shù)，操作十分繁雜，而且很容易帶進(jìn)人為的誤差，對(duì)于調(diào)整反應(yīng)體系則難以準(zhǔn)確讀數(shù)。因此，國(guó)內(nèi)外都在研制自動(dòng)記錄裝置。
例如 Jouvnal of applied polymer science VOL15中，比利時(shí)的J·Niezette和V·Desreux研制了一種光電跟蹤玻璃膨脹計(jì)液面位置的自動(dòng)記錄儀。其包括光學(xué)系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng) 控制電路和記錄系統(tǒng)，此記錄儀用光電測(cè)量和控制的方法，通過(guò)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)跟蹤記錄膨脹計(jì)中彎液面的位置，液面位移的記錄可以采用兩種方法。即用螺旋形電位差計(jì)或比較兩個(gè)旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器的讀數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但此裝置中機(jī)械裝置龐大笨重，中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，所以測(cè)量化學(xué)反應(yīng)中微小的變化時(shí)，將會(huì)引起較大的誤差，并且該自動(dòng)記錄系統(tǒng)只能向下跟蹤，不能向上跟蹤，即當(dāng)某種原因引起液面向上移動(dòng)而跳過(guò)跟蹤點(diǎn)時(shí)，就要人工調(diào)回到跟蹤點(diǎn)，而且測(cè)量的數(shù)據(jù)也不能直接記錄在紙上，本發(fā)明提供的液面跟蹤自動(dòng)記錄儀，可以克服上述的不足。
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為光電探頭，2為玻璃毛細(xì)管，3為記錄筆，4為拉線，5為可逆馬達(dá)，6為控制電路，7為光電信號(hào)引線，8為走紙機(jī)構(gòu)，9為記錄紙。
附圖2是光電探頭的結(jié)構(gòu)原理圖，圖中10為線狀燈絲光源，11為液體彎月面，12為透鏡，13為光敏二極管，14為平衡錘，15為連接記錄筆架，16為毛細(xì)管。
附圖3是作為本發(fā)明的一部分的控制電路原理圖。
附圖4是外觀示意圖。
本發(fā)明的要點(diǎn)是光電探頭(1)套在毛細(xì)管(2)上能自由移動(dòng)，并與之垂直，記錄筆(3)與探頭(1)裝在一起，并固定在拉線(4)上，拉線連接可逆馬達(dá)(5)，可逆馬達(dá)由光電探頭所輸出的信號(hào)，經(jīng)控制電路來(lái)控制，本儀器采用收音機(jī)拉線傳動(dòng)的方法直接帶動(dòng)記錄筆(記錄筆就相當(dāng)于收音機(jī)指針，其位置不易改變)。工作時(shí)，記錄紙由走紙機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，精確地畫(huà)出一條X軸為時(shí)間，y軸為毛細(xì)管液面高度變化的曲線，它反映了高分子催化反應(yīng)的歷程。
光電探頭的工作原理線狀燈絲光源(10)的燈絲經(jīng)過(guò)透鏡(12)在毛細(xì)管的界面上成像；由于毛細(xì)管中彎液面的反射和折射，光線不能到達(dá)光電二極管(3)上，界面向下移動(dòng)時(shí)，光源(10)的光線照射在光電二極管上，而使二極管導(dǎo)通，這個(gè)光電信號(hào)通過(guò)控制電路(6)來(lái)控制可可逆馬達(dá)(5)，使探頭能不斷的跟蹤液體界面。
控制電路原理，接通電源時(shí)探頭的光電二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，使晶體管T2，T3組成的電子繼電器接點(diǎn)JK2－1閉合，準(zhǔn)備工作開(kāi)關(guān)S7閉合是準(zhǔn)備狀態(tài)，操作手動(dòng)開(kāi)關(guān)S6是使探頭移至所需位置。使準(zhǔn)備工作開(kāi)關(guān)S7處于斷路(即“工作”狀態(tài))，手動(dòng)開(kāi)關(guān)向下時(shí)使探頭下行至毛細(xì)管中的液體界面時(shí)停止，當(dāng)界面下降時(shí)，探頭又開(kāi)始跟蹤界面，每次跟蹤的動(dòng)作時(shí)間為0.1秒，這種動(dòng)作不影響晶體管T1組成的延時(shí)電路(它的時(shí)間常數(shù)是1.5～2秒，可由電位器調(diào)節(jié))。當(dāng)液體界面上升時(shí)，探頭下行，這時(shí)電子繼電器接點(diǎn)JK2－1斷開(kāi)，延時(shí)電路工作，1.5～2秒后，第一個(gè)繼電器動(dòng)作，繼電器觸點(diǎn)改變方向，探頭向上移至液體界面停止，即用時(shí)間識(shí)別電路完成上下跟蹤的任務(wù)，當(dāng)記錄到達(dá)給定的由兩個(gè)微開(kāi)關(guān)控制的上、下限時(shí)，電路停止工作，記錄紙也停止走紙，因此用這樣簡(jiǎn)單的電路實(shí)際上已經(jīng)完成了精確的自動(dòng)記錄過(guò)程，測(cè)量精確度為2×10－2毫米，消耗功率20瓦，因此和原有的液面跟蹤自動(dòng)記錄儀相比具有優(yōu)點(diǎn)和進(jìn)步。
本儀器外形見(jiàn)附圖4，玻璃門(mén)與機(jī)殼間由橡皮塞封，留下一個(gè)毛細(xì)管的管泡在下面，管泡可插入恒溫槽中，水蒸氣不會(huì)侵入機(jī)內(nèi)。本儀器還可做光聚合，核輻射聚合等實(shí)驗(yàn)，并且利用控制上，下限的兩個(gè)微開(kāi)關(guān)可做許多控制方面的應(yīng)用，如，鍋爐水溫的控制，水池水位的控制等。
本儀器設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，并能推廣到自動(dòng)記錄由于溫度、反應(yīng)、添加、流出…引起的容器中液面變化，以及與氣體，液體體積微量變化有關(guān)的其它場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種由毛細(xì)管膨脹計(jì)(2)，光電探頭(1)組成的自動(dòng)跟蹤記錄裝置，其特征在于有由記錄筆(3)，拉線(4)，可逆馬達(dá)(5)，走紙機(jī)構(gòu)(8)及記錄紙構(gòu)成的記錄系統(tǒng)和能夠控制探頭上下跟蹤的控制電路(6)，記筆和可逆馬達(dá)串接起來(lái)。
2.按權(quán)利要求
1所說(shuō)的自動(dòng)跟蹤記錄裝置，其特征在于記錄筆直接安裝在光電探頭上，利用光電探頭中，光源(10)的光線能否照射到光電二極管上而輸出的兩種不同信號(hào)，通過(guò)控制電路(6)來(lái)控制可逆馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)探頭不斷地上下跟蹤液面。
3.按照權(quán)利要求
2所說(shuō)的裝置，其特征在于記錄筆固定在連接可逆馬達(dá)的閉合拉線上，即采用收音機(jī)的拉線傳動(dòng)方法，直接帶動(dòng)記錄筆，記錄液面的變化。
專利摘要
一種液面跟蹤自動(dòng)記錄裝置，它適用于化學(xué)反應(yīng)中的膨脹計(jì)法測(cè)定聚合動(dòng)力學(xué)。本裝置是利用光電原理自動(dòng)跟蹤毛細(xì)管膨脹計(jì)中聚合液液面的位置，并在跟蹤液面位置的探頭上裝一個(gè)記錄筆，工作時(shí)記錄紙由走紙機(jī)構(gòu)趨動(dòng)而直接、精確地畫(huà)出一條X軸為時(shí)間，Y軸為毛細(xì)管液面高度變化的曲線，它直觀地反映了高分子催化反應(yīng)速度，從而解決了由于人工判讀或其它裝置由于轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)較多而造成的測(cè)量誤差問(wèn)題本實(shí)用新型還可以推廣到與氣體，液體體積變化有關(guān)的其它場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G01D9/00GK85200096SQ85200096
公開(kāi)日1986年4月9日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者陳斯任, 葉大鏗 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan