專利名稱：一種用于粘度鐘的粘度測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粘度測量方法，特別是一種用于粘度鐘的粘度測量方法。
背景技術(shù)：
粘度鐘，即全自動粘度鐘，或全自動粘度計時鐘是針對牛頓液體的流體特性，采用烏氏毛細粘度管通過單片機控制的機械、光學部件和先進數(shù)字電子電路測量和計算粘度及衍生物理量的裝置。粘度鐘與精密水浴槽一起，組成IVS200粘度測量系統(tǒng)。完成烏氏粘度測量法下的被測液體流經(jīng)上下光纖組間時間的計時及運動粘度的計算，進而求得更多粘度衍生參數(shù)。在化工行業(yè)的如聚酯PET、聚氯乙烯PVC、聚丙烯酰胺PAM、尼龍PA、有機硅等；生化行業(yè)的如多聚糖、質(zhì)酸、聚丙交酯和酶活性等的運動粘度、特性粘度、粘均分子量、聚合度等多種參數(shù)的在線和驗收測試。粘度鐘包括單片機，單片機上連接有存儲器、液晶顯示器、 RS485端口、氣泵、電磁閥、電源、紅外發(fā)射模塊和程控放大模塊，程控放大模塊上設(shè)有紅外接收模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于粘度鐘的粘度測量方法。它可以使粘度鐘對粘度測量的控制，從而實現(xiàn)粘度和其它衍生物理量的測量。本發(fā)明的技術(shù)方案一種用于粘度鐘的粘度測量方法，其特點是，包括以下步驟①上電初始化檢查，在上電之后，檢查粘度鐘的EEPROM的初始化標志，如未進行初始化，則進行初始化，并寫入初始化標志；②在EEPROM初始化后，粘度鐘進入待機模式；③通過設(shè)置的三個共六種鍵值，按鍵A和a、按鍵B和b、以及按鍵C和c在粘度鐘的待機模式下進行操作。上述的用于粘度鐘的粘度測量方法中，所述六個鍵值在其中任一按鍵鍵入時或在粘度鐘進入不同工作狀態(tài)時，按鍵功能作關(guān)聯(lián)性調(diào)整。前述的用于粘度鐘的粘度測量方法中，所述六種鍵值在粘度鐘的待機模式下的按鍵功能為按鍵A，使粘度鐘進入與上位機的通訊狀態(tài)；按鍵B，使粘度鐘進入測試狀態(tài)；按鍵C，使粘度鐘進入強制放空狀態(tài)；按鍵a，修改粘度鐘運行狀態(tài)；按鍵b，翻查粘度鐘當前數(shù)據(jù)；按鍵C，修改粘度鐘的烏氏管參數(shù)。前述的用于粘度鐘的粘度測量方法中，所述按鍵a、按鍵b和按鍵c在其中一個按鍵鍵入工作時，其余兩個按鍵功能自動調(diào)整為選擇和進入的輔助操作功能。如按下按鍵
a,進入“按鍵a菜單”，并提供按鍵顯示區(qū)的提示按下按鍵c進行向后切換，切換到最后項自動回歸第一項；按下按鍵b進入設(shè)置，被設(shè)置參數(shù)閃爍；按下按鍵b保存當前顯示值并退回上級；按下按鍵c增加當前設(shè)置值；按下按鍵a減小當前設(shè)置值。前述的用于粘度鐘的粘度測量方法中，在粘度鐘進入測試狀態(tài)時，所述按鍵a和按鍵C，功能切換為增減粘度鐘的泵速(推升烏氏管內(nèi)液體的泵速)，按鍵b功能切換為使粘度鐘進入強制放空狀態(tài)(烏氏管放空)。前述的用于粘度鐘的粘度測量方法中，在所述按鍵按鍵B入，使粘度鐘進入測試狀態(tài)時，測試時，測試的時間基準通過定時斷給出，粘度鐘內(nèi)單片機端口電平變化根據(jù)當前狀態(tài)(包括自檢中/待機中/測試中/放空中/自檢失敗等狀態(tài))給出；寄存器和EEPROM 的數(shù)據(jù)變化根據(jù)當前狀態(tài)進行處理。前述的用于粘度鐘的粘度測量方法中，鍵入所述按鍵B后，粘度鐘進入測試狀態(tài)下的具體測試方法為①泵升階段，粘度鐘以設(shè)置的泵速推升烏氏管內(nèi)液體，按下按鍵b或超過一定時間(500秒)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；②Tl階段，在液體推升至上光位時開始，倒計時顯示設(shè)定的Tl時間值，直至為O 結(jié)束，此時液體繼續(xù)推升，為其后側(cè)測量階段留出準備時間(通常是使得液體到達小球的一般位置為最佳)，按下按鍵b或超過一定時間(500秒)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；③保持階段，停止泵升，關(guān)閉相應的電磁閥，液體懸停在Tl階段結(jié)束時的狀態(tài)，用以消除泵升階段可能產(chǎn)生的氣泡，按下按鍵b或超過一定時間(500秒)未進入下一階段， 自動進入強制放空狀態(tài)；④準備計時狀態(tài)，液體開始下降，直到液體液面流經(jīng)上光位開始計時，按下按鍵b 或超過一定時間(500秒)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；⑤測試計時階段，液體繼續(xù)下降，在流經(jīng)上下兩個光位的時候，開始和結(jié)束計時， 按下按鍵b或超過一定時間(1000秒)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；⑥T2階段，液體繼續(xù)下降直至回到自然狀態(tài)，以便于下次測試的開始，在本階段可查詢測試的時間值，按下按鍵b或超過一定時間(1000秒)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；⑦報告結(jié)果階段，單次測試完畢，按鍵a，按下按鍵b進入結(jié)果查詢。前述的用于粘度鐘的粘度測量方法中，在所述測試方法中，粘度鐘對光強數(shù)據(jù)的采集是通過定時對兩路10位AD采集端口的數(shù)據(jù)讀取，并將獲得數(shù)據(jù)保存在一個數(shù)據(jù)隊列內(nèi)，由另一個受時間控制的檢查模塊對數(shù)據(jù)的內(nèi)容進行運算和判斷；所述光強數(shù)據(jù)的采集采用多重數(shù)據(jù)間隔采集方法，即按照周期1/4/64毫秒分別采集數(shù)據(jù)存放于不同隊列分別用作短/中/長趨勢判斷的依據(jù)。為了保證測試的精度，需要計時以I毫秒為單位計時，是為短趨勢，因無法直接用來判斷其所表征的液體流經(jīng)狀況，故引進間隔4毫秒和64毫秒的數(shù)據(jù)。前述的用于粘度鐘的粘度測量方法中，由于EEPROM是低速存取設(shè)備，采用寄存器作為所述EEPROM的臨時計算周轉(zhuǎn)，所有的EEPROM參數(shù)都有對應的寄存器鏡像，EEPROM和寄存器中的數(shù)據(jù)進行同步刷新。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可實現(xiàn)智能粘度鐘對粘度和其它衍生物理量的測量。本發(fā)明的方法不僅可以自動檢查硬件存儲器內(nèi)容和格式，可自動初始化，而且對粘度鐘內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲更加安全可靠，可防止數(shù)據(jù)錯亂。且可解決智能粘度鐘中單片機的寄存器數(shù)量有限，且無法在短時內(nèi)處理較多數(shù)據(jù)的計算的問題。本發(fā)明的基礎(chǔ)計時方式可提高上位機命令和響應的相應操作的時間精度，從而提升粘度測量的精確度。且本發(fā)明通過三組按鍵的合理利用，不僅操作更簡單，且功能更全面，充分考慮到了測量中會出現(xiàn)的各種問題，使按鍵發(fā)揮最大功用，可處理出現(xiàn)的各種問題。本發(fā)明可自動檢測并調(diào)整光強在適合測試的范圍，如無法達成本條件則保存狀態(tài)信息待上位機訪問時告知。測量光強的變化對測量精度影響很大，太強的光強導致觸發(fā)閥值(檢定光強)不準確，而產(chǎn)生錯誤的觸發(fā)時間限；太弱的光強因分辨率太小無法得到準確的觸發(fā)時間，在每次測試前對光強重新調(diào)整，可避免粘度管清潔度/顏色/光路本身的透過率的影響，實現(xiàn)測量精度的最大化，也大大提升了光纖的使用壽命。把測量臺的通訊方式確定為RS485半雙工方式，是考慮到RS232方式在主從結(jié)構(gòu)的硬件條件下的廣播式傳輸可靠性不高，且RS485作為工業(yè)上常用的總線方式，在抗干擾/ 傳輸距離等方面更具優(yōu)勢。本發(fā)明使用不可見的紅外光作為檢測光媒，避免了可見光易受自然光干擾的缺陷，進而提高了測量精度。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。實施例。一種用于粘度鐘的粘度測量方法，其特點是，包括以下步驟①上電初始化檢查，在上電之后，檢查粘度鐘的EEPROM的初始化標志，如未進行初始化，則進行初始化，并寫入初始化標志；②在EEPROM初始化后，粘度鐘進入待機模式；③通過設(shè)置含六個鍵值的三個按鍵，鍵值A(chǔ)和a、按鍵B和b、以及按鍵C和c在粘度鐘的待機模式下進行操作。所述六個鍵值在其中任一按鍵鍵入時或在粘度鐘進入不同工作狀態(tài)時，按鍵功能作關(guān)聯(lián)性調(diào)整。所述六個鍵值在粘度鐘的待機模式下的按鍵功能為按鍵A，使粘度鐘進入與上位機的通訊狀態(tài)； 按鍵B，使粘度鐘進入測試狀態(tài)；按鍵C，使粘度鐘進入強制放空狀態(tài)；按鍵a，修改粘度鐘運行狀態(tài)；按鍵b，翻查粘度鐘當前數(shù)據(jù)；按鍵C，修改粘度鐘的烏氏管參數(shù)。所述按鍵a、按鍵b和按鍵c在其中一個按鍵鍵入工作時，其余兩個按鍵功能自動調(diào)整為選擇和進入的輔助操作功能。按下按鍵a，進入“按鍵a菜單”，并提供按鍵顯示區(qū)的提示按下按鍵c進行向后切換，切換到最后項自動回歸第一項；按下按鍵b進入設(shè)置，被設(shè)置參數(shù)閃爍；按下按鍵b保存當前顯示值并退回上級；按下按鍵c增加當前設(shè)置值；按下按鍵a減小當前設(shè)置值。
按下按鍵C，進入“c鍵菜單”，并提供按鍵顯示區(qū)的提示，按下按鍵a退回待機狀態(tài)，按下按鍵b進入對應功能，按下按鍵c進行向后切換，切換到最后項后自動回歸第一項。粘度鐘進入測試狀態(tài)時，測試時，測試的時間基準通過定時斷給出，粘度鐘內(nèi)單片機端口電平變化根據(jù)當前狀態(tài)(包括自檢中/待機中/測試中/放空中/自檢失敗等狀態(tài))給出；寄存器和EEPROM的數(shù)據(jù)變化根據(jù)當前狀態(tài)進行處理。前述的用于粘度鐘的粘度測量方法中，鍵入所述按鍵B后，粘度鐘進入測試狀態(tài)下的具體測試方法為①泵升階段，粘度鐘以設(shè)置的泵速推升烏氏管內(nèi)液體，按下按鍵b或超過一定時間(500秒)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；②Tl階段，在液體推升至上光位時開始，倒計時顯示設(shè)定的Tl時間值，直至為O 結(jié)束，此時液體繼續(xù)推升，為其后側(cè)測量階段留出準備時間(通常是使得液體到達小球的一般位置為最佳)，按下按鍵b或超過一定時間(500秒)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；③保持階段，停止泵升，關(guān)閉相應的電磁閥，液體懸停在Tl階段結(jié)束時的狀態(tài)，用以消除泵升階段可能產(chǎn)生的氣泡，按下按鍵b或超過一定時間(500秒)未進入下一階段， 自動進入強制放空狀態(tài)；④準備計時狀態(tài)，液體開始下降，直到液體液面流經(jīng)上光位開始計時，按下按鍵b 或超過一定時間(500秒)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；⑤測試計時階段，液體繼續(xù)下降，在流經(jīng)上下兩個光位的時候，開始和結(jié)束計時， 按下按鍵b或超過一定時間(1000秒)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；⑥T2階段，液體繼續(xù)下降直至回到自然狀態(tài)，以便于下次測試的開始，在本階段可查詢測試的時間值，按下按鍵b或超過一定時間(1000秒)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；⑦報告結(jié)果階段，單次測試完畢，按鍵a，按下按鍵b進入結(jié)果查詢。在所述測試方法中，粘度鐘對光強數(shù)據(jù)的采集是通過定時對兩路10位AD采集端口的數(shù)據(jù)讀取，并將獲得數(shù)據(jù)保存在一個數(shù)據(jù)隊列內(nèi)，由另一個受時間控制的檢查模塊對數(shù)據(jù)的內(nèi)容進行運算和判斷；所述光強數(shù)據(jù)的采集采用多重數(shù)據(jù)間隔采集方法，即按照周期1/4/64毫秒分別采集數(shù)據(jù)存放于不同隊列分別用作短/中/長趨勢判斷的依據(jù)。為了保證測試的精度，需要計時以I毫秒為單位計時，是為短趨勢，因無法直接用來判斷其所表征的液體流經(jīng)狀況，故引進間隔4毫秒和64毫秒的數(shù)據(jù)。這樣可解決粘度鐘中單片機的寄存器數(shù)量有限，且無法在短時內(nèi)處理較多數(shù)據(jù)的計算的問題。由于EEPROM是低速存取設(shè)備，采用寄存器作為所述EEPROM的臨時計算周轉(zhuǎn)，所有的EEPROM參數(shù)都有對應的寄存器鏡像，EEPROM和寄存器中的數(shù)據(jù)進行同步刷新。為了保證程序在非正常條件下仍不致出現(xiàn)問題，在未能獲得期望端口狀態(tài)和數(shù)據(jù)時不會給出相應錯誤的顯示信息或端口狀態(tài)。本發(fā)明可以進行錯誤自動檢測和處理，具體檢測包括以下類型 上電初始化檢查在上電之后，檢查EEPROM的初始化標志.如未進行初始化，則按照規(guī)定格式進行初始化，并寫入初始化標志；光強調(diào)光和檢查對兩組光強信號的發(fā)射強度Al和A2，使得接收光強處于一個固定的范圍以適應液面檢測程序，對無法實現(xiàn)調(diào)光的情形，則以錯誤信息顯示在液晶屏，并可通過按鍵重新啟動檢查。
權(quán)利要求
1.一種用于粘度鐘的粘度測量方法，其特征在于，包括以下步驟①上電初始化檢查，在上電之后，檢查粘度鐘的EEPROM的初始化標志，如未進行初始化，則進行初始化，并寫入初始化標志；②在EEPROM初始化后，粘度鐘進入待機模式；③通過設(shè)置的含六種鍵值的三個按鍵，按鍵A和a、按鍵B和b、以及按鍵C和c在粘度鐘的待機模式下進行操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于粘度鐘的粘度測量方法，其特征在于所述六種鍵值在其中任一按鍵鍵入時或在粘度鐘進入不同工作狀態(tài)時，按鍵功能作關(guān)聯(lián)性調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于粘度鐘的粘度測量方法，其特征在于，所述六種鍵值在粘度鐘的待機模式下的按鍵功能為按鍵A，使粘度鐘進入與上位機的通訊狀態(tài)；按鍵B，使粘度鐘進入測試狀態(tài)；按鍵C，使粘度鐘進入強制放空狀態(tài)；按鍵a，修改粘度鐘運行狀態(tài)；按鍵b，翻查粘度鐘當前數(shù)據(jù)；按鍵c，修改粘度鐘的烏氏管參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粘度鐘的粘度測量方法，其特征在于，所述按鍵a、按鍵b 和按鍵c在其中一個按鍵鍵入工作時，其余兩個按鍵功能自動調(diào)整為選擇和進入的輔助操作功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粘度鐘的粘度測量方法，其特征在于，在粘度鐘進入測試狀態(tài)時，所述按鍵a和按鍵C，功能切換為增減粘度鐘的泵速，按鍵b功能切換為使粘度鐘進入強制放空狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粘度鐘的粘度測量方法，其特征在于在所述按鍵按鍵 B入，使粘度鐘進入測試狀態(tài)時，測試時，測試的時間基準通過定時中斷給出，粘度鐘內(nèi)單片機端口電平變化根據(jù)當前狀態(tài)給出；寄存器和EEPROM的數(shù)據(jù)變化根據(jù)當前狀態(tài)進行處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粘度鐘的粘度測量方法，其特征在于，鍵入所述按鍵B 后，粘度鐘進入測試狀態(tài)下的具體測試方法為①泵升階段，粘度鐘以設(shè)置的泵速推升烏氏管內(nèi)液體，按下按鍵b或超過一定時間)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；②Tl階段，在液體推升至上光位時開始，倒計時顯示設(shè)定的Tl時間值，直至為O結(jié)束， 此時液體繼續(xù)推升，為其后側(cè)測量階段留出準備時間(通常是使得液體到達小球的一般位置為最佳)，按下按鍵b或超過一定時間未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；③保持階段，停止泵升，關(guān)閉相應的電磁閥，液體懸停在Tl階段結(jié)束時的狀態(tài)，用以消除泵升階段可能產(chǎn)生的氣泡，按下按鍵b或超過一定時間未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；④準備計時狀態(tài)，液體開始下降，直到液體液面流經(jīng)上光位開始計時，按下按鍵b或超過一定時間未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；⑤測試計時階段，液體繼續(xù)下降，在流經(jīng)上下兩個光位的時候，開始和結(jié)束計時，按下按鍵b或超過一定時間)未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；⑥T2階段，液體繼續(xù)下降直至回到自然狀態(tài)，以便于下次測試的開始，在本階段可查詢測試的時間值，按下按鍵b或超過一定時間未進入下一階段，自動進入強制放空狀態(tài)；⑦報告結(jié)果階段，單次測試完畢，按鍵a，按下按鍵b進入結(jié)果查詢。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于粘度鐘的粘度測量方法，其特征在于，在所述測試方法中，粘度鐘對光強數(shù)據(jù)的采集是通過定時對兩路10位AD采集端口的數(shù)據(jù)讀取，并將獲得數(shù)據(jù)保存在一個數(shù)據(jù)隊列內(nèi)，由另一個受時間控制的檢查模塊對數(shù)據(jù)的內(nèi)容進行運算和判斷；所述光強數(shù)據(jù)的采集采用多重數(shù)據(jù)間隔采集方法，即按照周期1/4/64毫秒分別采集數(shù)據(jù)存放于不同隊列分別用作短/中/長趨勢判斷的依據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于粘度鐘的粘度測量方法，其特征在于，所述EEPROM按照順序分為①.加密區(qū)，本區(qū)域的數(shù)據(jù)需要通過密碼校驗才可訪問，用于存放重要運行參數(shù)/硬件息和密碼;②.運行參數(shù)區(qū)，存放運行時加載的可設(shè)置的參數(shù)，在程序開始后就自動載入到對應寄存器內(nèi)；③.結(jié)果數(shù)據(jù)區(qū)，單次測試的結(jié)果數(shù)據(jù)，連同當時的測試參數(shù)，在單次測試完成后循環(huán)保存，可在數(shù)據(jù)查詢時顯示，且不可修改.④.存儲器容量標志，為了確保數(shù)據(jù)的地址計算/存取正確，設(shè)置在存儲器最大地址的測試位。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于粘度鐘的粘度測量方法，其特征在于采用寄存器作為所述EEPROM的臨時計算周轉(zhuǎn)，所有的EEPROM參數(shù)都有對應的寄存器鏡像，EEPROM和寄存器中的數(shù)據(jù)進行同步刷新。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于粘度鐘的粘度測量方法。它可以使粘度鐘對粘度測量的控制，從而實現(xiàn)粘度和其它衍生物理量的測量。本發(fā)明采用自動調(diào)光技術(shù)提升了測量的精度，也大大增加了硬件的使用壽命；本發(fā)明采用的RS485主從式通訊方式，大大提高了通訊的可靠性和安全性。本發(fā)明采用紅外光作為檢測光媒，有效避免了可見光的干擾。本發(fā)明的方法對粘度鐘內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲更加安全可靠，可防止數(shù)據(jù)錯亂，且可解決智能粘度鐘中單片機的寄存器數(shù)量有限，且無法在短時內(nèi)處理較多數(shù)據(jù)的計算的問題。本發(fā)明的基礎(chǔ)計時方式可提高上位機命令和響應的相應操作的時間精度，從而提升粘度測量的精確度。
文檔編號G01N11/00GK102607995SQ20121001885
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者朱葉飛, 朱安生, 雒亮 申請人:杭州中旺科技有限公司