專利名稱：牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由以往的人工擠奶過渡到自動化智能化擠奶過程中，最為主要 的是應(yīng)該防止病牛牛奶入庫，因而在奶質(zhì)生產(chǎn)的第一線一一奶廳中， 鮮奶的在線動態(tài)檢測顯得尤為重要，直接關(guān)系到全民用奶的安全問 題。而電導(dǎo)是對奶質(zhì)指標(biāo)的一個主要反映。而目前生奶電導(dǎo)的在線 動態(tài)檢測環(huán)境比較惡劣，奶質(zhì)自身帶有高壓靜電以及外加雜散電流 源，奶溶液中一般有較大擾動甚至是不定程度的沖擊，伴隨有不定 比例的汽泡，而且存在炭化、極化等多種電化現(xiàn)象，容易致使測量 電極污染從而影響測量。同時，對奶量的在線計量亦存在同樣問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供 一種牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系統(tǒng)，該系統(tǒng)的測量精度高、 并且可有效地減少奶質(zhì)的電極化現(xiàn)象，具有安全性和穩(wěn)定性。本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量 系統(tǒng)，其特征在于由電源、標(biāo)準(zhǔn)電極、核準(zhǔn)電極、采集電極、計 量電磁閥、測量電路、控制電路和中心處理單元組成；標(biāo)準(zhǔn)電極、 核準(zhǔn)電極和采集電極安裝在計量杯內(nèi)；控制電路由標(biāo)準(zhǔn)波形生成電 路和計量電磁閥控制電路組成，標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路的輸入端口與中 央處理單元的波形調(diào)制輸出端連接，接收其發(fā)出的波形調(diào)制信號， 標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路的輸出端口與標(biāo)準(zhǔn)電極連接，使其生成梯形交流 電壓驅(qū)動信號；計量電磁閥控制電路由驅(qū)動電路和高壓隔離電路組 成，中央處理單元的電磁閥驅(qū)動輸出端與高壓隔離電路的輸入端口 連接，高壓隔離電路的輸出端口與驅(qū)動電路的輸入端口連接，驅(qū)動 電路的輸出端口與計量電磁閥連接；測量電路由標(biāo)準(zhǔn)基地生成電路、 濾波整形電路、放大電路、高壓線性隔離電路和A/D轉(zhuǎn)換電路依次 連接組成；通過核準(zhǔn)電極和采集電極采集牛奶中的電信號分別與標(biāo) 準(zhǔn)基地生成電路進行核準(zhǔn)后通過濾波整形電路、放大電路、高壓線性隔離電路和A/D轉(zhuǎn)換電路輸入倒中央處理單元內(nèi)進行軟件處理后 輸出到液晶屏或上位PC機數(shù)據(jù)庫中。本發(fā)明還可以采用如下的技術(shù)措施上述標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路由反相器U5B、光電偶合器U7D、精確可 調(diào)電位器R42及運算放大器U8A依次連接組成。上述基準(zhǔn)地生成電路由精確可調(diào)電位器R43、運算放大器U8 B 及其若干電容依次連接組成；上述A/D轉(zhuǎn)換電路是兩片TLC0831芯片。上述計量電磁閥控制電路中的驅(qū)動電路和高壓隔離電路由光電 偶合器U7A、場效應(yīng)管Q2、續(xù)流二極管D3及濾波電容C42、 C34、 C35 依次連接組成。上述中央處理單元采用8052系列芯片。上述電源采用高隔離型電源系統(tǒng)。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點和積極效果1、本系統(tǒng)的測量端電壓小且穩(wěn)定，為高精度測量提供了較為完 好的平臺。端電壓以梯形交流波驅(qū)動，有效減少了奶質(zhì)的電極化等 問題。2、 系統(tǒng)采用差分式測量法，并以此成功地得到穩(wěn)定采樣點。 本方法能有效提高了在線檢測的精度與穩(wěn)定度。有效解決了泡沫與 沖擊等對測量引起的擾動問題，抗擾動能力強。3、 系統(tǒng)軟硬件結(jié)合，具備智能化自我校檢功能，動態(tài)獲取采 樣點，大大提高了究誤能力，并能對自身硬件系統(tǒng)進行在線檢測以 便于維護。4、 本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與運算控制系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)間采用了高隔離 方案，大大提高了主控系統(tǒng)以及自身測量網(wǎng)絡(luò)的獨立性，有效隔離 了外部雜散電源與高壓靜電進而使整系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性得到了 有利保障。5、 軟件智能溫度補償(補償范圍5 60度)。6、 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由單電源低壓供電，有效簡化了電路及其供電系 統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明的電極安裝示意圖。圖2是本發(fā)明的原理框圖。圖3是本發(fā)明的測量和控制電路示意圖。圖4是計量電磁閥控制電路中的驅(qū)動電路和高壓隔離電路示意圖。圖5是本發(fā)明中電源示意圖。
具體實施例方式如圖l、 2所示 一種牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系統(tǒng)，由標(biāo)準(zhǔn)電極P2、核準(zhǔn)電極P1、采集電極P3、計量電磁閥、測量電路、 控制電路和中心處理單元8052系列芯片組成；標(biāo)準(zhǔn)電極、核準(zhǔn)電極 和采集電極安裝在計量杯內(nèi)；控制電路由標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路和計量 電磁閥控制電路組成，標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路的輸入端口與中央處理單 元的波形調(diào)制輸出端連接，接收其發(fā)出的波形調(diào)制信號，標(biāo)準(zhǔn)波形 生成電路的輸出端口與標(biāo)準(zhǔn)電極連接，使其生成梯形交流電壓驅(qū)動 信號；計量電磁閥控制電路由驅(qū)動電路和高壓隔離電路組成，中央 處理單元的電磁閥驅(qū)動輸出端與高壓隔離電路的輸入端口連接，高 壓隔離電路的輸出端口與驅(qū)動電路的輸入端口連接，驅(qū)動電路的輸 出端口與計量電磁閥連接；測量電路由標(biāo)準(zhǔn)基地生成電路、濾波整 形電路、放大電路、高壓線性隔離電路和A/D轉(zhuǎn)換電路依次連接組 成；通過核準(zhǔn)電極和采集電極采集牛奶中的電信號分別與標(biāo)準(zhǔn)基地 生成電路進行核準(zhǔn)后通過濾波整形電路、放大電路、高壓線性隔離 電路和A/D轉(zhuǎn)換電路輸入倒中央處理單元內(nèi)進行軟件處理后輸出到 液晶屏或上位PC機數(shù)據(jù)庫中。如圖3所示上述標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路由反相器U5B、光電偶合器 U7D、精確可調(diào)電位器R42及運算放大器U8A依次連接組成。上述基 準(zhǔn)地生成電路由精確可調(diào)電位器R43、運算放大器U8 B及其若干電 容依次連接組成；上述A/D轉(zhuǎn)換電路是兩片TLC0831芯片。如圖4所示上述計量電磁閥控制電路中的驅(qū)動電路和高壓隔離 電路由光電偶合器U7A、場效應(yīng)管Q2、續(xù)流二極管D3及濾波電容C42、 C34、 C35依次連接組成。如圖5所示本發(fā)明的電源采用高隔離型電源系統(tǒng)，其中，U17、U18為高隔離型DCDC裝換模塊。本發(fā)明的工作原理是標(biāo)準(zhǔn)電極P2上加lkHZ梯形交流電壓驅(qū) 動信號，用以在鮮奶中建立電場。這時被測鮮奶在相對靜化的情況 下可等效為純電阻；P1，P3為差分式檢測電極，分別與P2精確同軸 且等距，用來測量由P2形成的電場。這時電極回路的電流I與被測 鮮奶的電導(dǎo)率k存在某種對應(yīng)關(guān)系，并通過一定的究錯與智能采樣 以及各種運算處理最終得到動態(tài)k值。電極材料采用耐腐蝕性強、 導(dǎo)電性能良好的金屬鉑。電極探頭支架采用溫度系數(shù)小、有良好的 化學(xué)穩(wěn)定性的工程塑料聚碳酸脂。
權(quán)利要求
1. 一種牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系統(tǒng)，其特征在于由電源、標(biāo)準(zhǔn)電極、核準(zhǔn)電極、采集電極、計量電磁閥、測量電路、控制電路和中心處理單元組成；標(biāo)準(zhǔn)電極、核準(zhǔn)電極和采集電極安裝在計量杯內(nèi)；控制電路由標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路和計量電磁閥控制電路組成，標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路的輸入端口與中央處理單元的波形調(diào)制輸出端連接，接收其發(fā)出的波形調(diào)制信號，標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路的輸出端口與標(biāo)準(zhǔn)電極連接，使其生成梯形交流電壓驅(qū)動信號；計量電磁閥控制電路由驅(qū)動電路和高壓隔離電路組成，中央處理單元的電磁閥驅(qū)動輸出端與高壓隔離電路的輸入端口連接，高壓隔離電路的輸出端口與驅(qū)動電路的輸入端口連接，驅(qū)動電路的輸出端口與計量電磁閥連接；測量電路由標(biāo)準(zhǔn)基地生成電路、濾波整形電路、放大電路、高壓線性隔離電路和A/D轉(zhuǎn)換電路依次連接組成；通過核準(zhǔn)電極和采集電極采集牛奶中的電信號分別與標(biāo)準(zhǔn)基地生成電路進行核準(zhǔn)后通過濾波整形電路、放大電路、高壓線性隔離電路和A/D轉(zhuǎn)換電路輸入倒中央處理單元內(nèi)進行軟件處理后輸出到液晶屏或上位PC機數(shù)據(jù)庫中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系 統(tǒng)，其特征在于上述標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路由反相器U5B、光電偶合 器U7D、精確可調(diào)電位器R42及運算放大器U8A依次連接組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系 統(tǒng)，其特征在于上述基準(zhǔn)地生成電路由精確可調(diào)電位器R43、運 算放大器U8 B及其若干電容依次連接組成；
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系 統(tǒng)，其特征在于上述A/D轉(zhuǎn)換電路是兩片TLC0831芯片。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系統(tǒng)，其特征在于上述計量電磁閥控制電路中的驅(qū)動電路和高壓隔離電路由光電偶合器U7A、場效應(yīng)管Q2、續(xù)流二極管D3及濾波電 容C42、 C34、 C35依次連接組成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系 統(tǒng)，其特征在于上述中央處理單元采用8052系列芯片。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系 統(tǒng)，其特征在于上述電源采用高隔離型電源系統(tǒng)。
全文摘要
一種牛奶電導(dǎo)動態(tài)在線檢測與奶量計量系統(tǒng)，由標(biāo)準(zhǔn)電極、核準(zhǔn)電極、采集電極、計量電磁閥、測量電路、控制電路和中心處理單元組成；標(biāo)準(zhǔn)電極、核準(zhǔn)電極和采集電極安裝在計量杯內(nèi)；控制電路由標(biāo)準(zhǔn)波形生成電路和計量電磁閥控制電路組成。計量電磁閥控制電路由驅(qū)動電路和高壓隔離電路組成。通過核準(zhǔn)電極和采集電極采集牛奶中的電信號分別與標(biāo)準(zhǔn)基地生成電路進行核準(zhǔn)后通過濾波整形電路、放大電路、高壓線性隔離電路和A/D轉(zhuǎn)換電路輸入倒中央處理單元內(nèi)進行軟件處理后輸出到液晶屏或上位PC機數(shù)據(jù)庫中。本發(fā)明的優(yōu)點是該系統(tǒng)的測量精度高、并且可有效地減少奶質(zhì)的電極化現(xiàn)象，具有安全性和穩(wěn)定性。
文檔編號G01N27/06GK101266223SQ20071005693
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日
發(fā)明者坤 劉, 劉大力, 呂溪敏, 宋延民 申請人:天津工程師范學(xué)院