[实用新型]一种液体化学品自燃温度测定装置

摘要

本实用新型公开了一种液体化学品自燃温度测定装置，现有技术中的仪器的反应速度慢和人为因素会产生较大误差。本实用新型包括整体试验测定装置，数据采集电路和后期数据处理。启动试验装置，将可燃液体化学样品放入装置后，通过各种传感器进行实时数据采集，数据送往电脑经过数据处理和显示，得到液体化学品的热焰自燃温度、冷焰自燃温度、时间延迟、气压值、反应起始温度等待测值。本装置充分考虑了试验的安全性、准确度和精确度要求，最大量简化人工部分，减少由人工操作造成的测定值误差，高效快速测定液体化学品自燃情况下的各项参数。

主权项

一种液体化学品自燃温度测定装置,包括坩埚炉温度控制系统、模数转换电路、上位机处理系统，坩埚炉温度控制系统包括坩埚炉和温度控制器，模数转换电路包括以微控制器为核心的A/D转换电路、电源电路、按键电路、可见光传感器阵列、通信电路、LED显示电路等，上位机处理系统为PC机，其特征在于：坩埚炉采用陶瓷纤维保温材料，以电阻丝为加热元件，坩埚盖左右对称分为两部分，中间开孔，孔径与烧瓶的孔径相配合，直角玻璃导管和测温热电偶T置于烧瓶内部，测温热电偶T和玻璃导管都固定在坩埚盖上，烧瓶外围由铝箔均匀包裹，在烧瓶颈部底端，烧瓶中部和底部的外侧分别用铝箔包裹A，B，C三个K分度热电偶，这三个热电偶的引线从坩埚盖底部的凹槽中引出，可见光传感器阵列设置在铁架台上，可见光传感器阵列可以灵活调整角度，铁架台放在坩埚炉盖上，同时保证可见光传感器阵列可以透过坩埚盖上的孔监视烧瓶内部情况，中控温热电偶D连接到温度控制器上，作为温度控制的依据，D布置在坩埚炉内侧壁中间位置，同时温度控制器将热电偶D的温度值通过RS485接口传到PC机中，T，A，B，C四个热电偶产生的模拟信号同气压传感器的模拟信号通过模数转换电路进行数模转换，转换后的数字信号通过串口传到PC机中；可见光传感器阵列为由五个可见光传感器构成感光阵列，通过实验铁架台夹子布置在正对着坩埚盖开孔的正上方；A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号，之后数字信号经微控制器和通信电路传到PC机存储，这些数据信号同时通过LED显示电路显示，电源电路为微控制器工作电路提供电源，按键电路作为外部输入控制微控制器的动作，可见光传感器阵列产生的信号，首先经过微控制器的处理然后通过通信电路传到PC机存储，温度控制器通过控温热电偶来控制坩埚炉的温度，同时将坩埚炉当前的温度通过RS485接口传到PC机；电源电路部分包括电源接口J2，备用电源接口J1，自锁开关S2，过流保护开关F1，第一稳压二极管D13，第一二极管D10、第二二极管D11、第二三极管D12，第一极性电容C30、第二极性电容C32、第三极性电容C34、第四极性电容C35，第一非极性电容C31、第二非极性电容C33、第三非极性电容C36、第四非极性电容C37，第一发光二极管D14、第二发光二极管D15、第三发光二极管D16，第一电阻R9、第二电阻R10、第三电阻R11、第四电阻R12，电源接口J2是三脚插座，J2的1脚连接自锁开关S2的2脚，J2的2、3脚并接后连S2的5脚，S2的1脚连接第三二极管D12的阳极，S2的6脚接地，S2的3、4脚悬空，D12的阴极连接到过流保护开关F1的一端，F1的另一端连接到第一二极管D10的阴极、第一极性电容C30的阳极、第一稳压二极管D13的阴极、第一非极性电容C31的一端和稳压芯片U5的输入端，U5输出端连接第二二极管D10的阳极、第三二极管D11的阴极、第二极性电容C32的正极、第二非极性电容C33一端，第一电阻R9一端和VCC8端，R9另外一端连接到第一发光二极管D14的正极，D14负极接地，稳压二极管D13的正极、第一极性电容C30的负极、第一非极性电容C31的另一端、稳压芯片U5的接地端、第二极性电容C32的负极、第二非极性电容C33的另一端和备用接口J1的2脚都接地，备用接口J1的1脚接D11的正极，稳压芯片U5的输出端接到稳压芯片U6输入接口，U6输出端与第三极性电容C34的正极、第三非极性电容C36的一端以及第二电阻R10的一端连接，R10另一端接到第二发光二极管D15的正极，稳压芯片U5芯片的1脚、第三极性电容C34的负极、第三非极性电容C36的另一端和第二发光二极管D15的负极接地，U6输出端与稳压芯片U7输入端连接，U7输出端与到第四极性电容C35的正极、第四非极性电容C37的一端以及第三电阻R11的一端，R11另一端接到第三发光二极管D16的正极，稳压芯片U7的1接口、第四极性电容C35的正极、第四非极性电容C37的另一端、第三发光二极管D16的负极接地，电源地端和数字电源地端通过第四电阻R12相连；温度检测电路包括第五电阻R13、第六电阻R14，第五极性电容C38,第五非极性电容C39，测温芯片U8，第五电阻R13、第六电阻R14一端相连接到电源VCC3.3，第五电阻R13另一端接U8的1脚，第六电阻R14另一端接测温芯片U8的2脚，测温芯片U8的4脚5脚6脚7接脚地，8脚接电源VCC3.3，同时测温芯片U8的1脚接主控芯片U1的47脚、同时测温芯片U8的2脚接主控芯片U1的46脚；按键电路部分包括相同第一至第八按键共8个按键，上拉电阻JP1一个，所有八个按键一端分别与上拉电阻JP1的2脚至9脚、主控芯片上的79脚、80脚、78脚、1脚、53脚、52脚、14脚和13脚连接，八个按键的另一端都接地；LED显示电路部分包括第四发光二极管D17、第五发光二极管D18、第六发光二极管D19、第七发光二极管D20、第八发光二极管D21、第九发光二极管D22、第十发光二极管D23、第十一发光二极管D24，第一排阻R15，第二排阻R16，八个发光二极管的阴极全部接地，发光二极管D17、发光二极管D18、第六发光二极管D19、第七发光二极管D20分别与第一排阻R15的2脚、4脚、6脚、8脚连接，第八发光二极管D21、第九发光二极管D22、第十发光二极管D23、第十一发光二极管D24分别与第二排阻R16的2脚、4脚、6脚、8脚连接，第一排阻R15的1脚、3脚、5脚、7脚分别与主控芯片的61脚、62脚、63脚、66脚连接，第二排阻R16分别与主控芯片的67脚、68脚、69脚、54脚连接；通信电路部分包括第六非极性电容C40、第七非极性电容C41、第八非极性电容C42、第九非极性电容C43、第十非极性电容C44，16脚电平转换芯片U10，11针串口USART1；第七非极性电容C41、第八非极性电容C42、第十非极性电容C44的一端分别与电平U10的16脚、2脚、6脚相连，第七非极性电容C41、第八非极性电容C42、第十非极性电容C44的另一端与电平转换芯片U10的15脚连接并接地，第六电容C40一端连接电平转换芯片U10的1脚，另一端连接电平转换芯片U10的3脚，第九电容43一端连接电平转换芯片4管脚，另一端连接其5管脚，电平转换芯片U10的13脚、14脚分别与串口USART1的3脚、2脚连接，串口USART1的5脚、10脚、11脚接地，电平转换芯片U10的16脚接电源，电平转换芯片U10的11与主控芯片的41脚连接，电平转换芯片U10的12与主控芯片的42脚连接，串口USART1的1脚、4脚、7脚、8脚、9脚和电平转换芯片U10的7脚、8脚、9脚、10脚架空；精密A/D模数转换电路包括三个主芯片U2、U3、U4，磁珠FB1，第六极性电容C16，第七极性电容C19，第十一非极性电容C17、第十二非极性电容C18、第十三非极性电容C15、第十四非极性电容C21、第十五非极性电容C20，第二稳压二极管D1，第七电阻R6；U2的2脚与第六极性电容C16的正极、第十一非极性电容C17一端和磁珠FB1的的一端连接，磁珠FB1另一端接VCC，第六极性电容C16的另一端和第十一非极性电容C17的另一端接地，U2的6脚与第十二非极性电容C18的一端、U3的1脚连接，第十二非极性电容C18的另一端接地，U3的8脚与第十三非极性电容C15的一端和电源连接，第十三非极性电容C15的另一端接地，U3的4脚接地，U3的5脚与主控芯片U1的10脚连接，U3的6脚与主控芯片U1的7脚连接，U3的7脚与主控芯片U1的6脚连接，外部输入接口P5的1脚与第二稳压二极管D1的阴极和第七电阻R6的一端连接，外部接口P5和第二稳压二极D1另一端接地，第七电阻R6另一端接第十四非极性电容C21的一端和U4的3脚，第十四非极性电容C21的另一端接地，U4的6脚与U4的2脚、U3的2脚连接，U4的7脚与第七极性电容C19的正极、第十五非极性电容C20的一端和电源连接，第七极性电容C19的负极与第十五非极性电容C20的另一端接地，U4的4脚接地，U2U3U4中其余引脚架空；常规A/D模数转换电路包括第三稳压二极管D2，第四稳压二极管D3，第五稳压二极管D4，第六稳压二极管D5，第七稳压二极管D6，第八稳压二极管D7，第九稳压二极管D8，第十稳压二极管D9，第十六非极性电容C22，第十七非极性电容C23，第十八非极性电容C24，第十九非极性电容C25，第二十非极性电容C26，第二十一非极性电容C27，第二十二非极性电容C28，第二十三非极性电容C29，第三排阻R11，接线插槽P2，第三稳压二极管D2、第四稳压二极管D3、第五稳压二极管D4、第六稳压二极管D5、第七稳压二极管D6、第八稳压二极管D7、第九稳压二极管D8、第十稳压二极管D9的负极分别与接线插槽P2的10脚、9脚、8脚、7脚、6脚、5脚、4脚、3脚和第三排阻R11的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚连接，接线插槽P2的1脚、2脚接地，第十六非极性电容C22、第十七非极性电容C23、第十八非极性电容C24、第十九非极性电容C25、第二十非极性电容C26、第二十一非极性电容C27、第二十二非极性电容C28、第二十三非极性电容C29分别与R11的9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚和主控芯片U1的17脚、16脚、15脚、21脚、22脚、27脚、28脚、29脚连接，二极管的正极与电容的另一端都接地；可见光传感器阵列包括10个电阻，5个变阻器，5个可见光传感器，5个电容，接线插槽P9，接线插槽P10；第八电阻R25一端连接电源，第八电阻R25的另一端与可见光传感器U15电源的1脚连接，第九电阻R30一端和第二十四非极性电容电容C62一端、可见光传感器U15的2脚连接后接到接口槽P9的2脚，可见光传感器U15的4脚与第一滑动变阻器R35中间管脚和R35剩余管脚中的一脚连接，滑动变阻器R35剩下一脚接地，第二十四非极性电容C62另一端接地，可见光传感器U15电源的3脚与第九电阻R30的另一端连接后接地；第十电阻R26一端连接电源，第十电阻R26的另一端与可见光传感器U16电源的1脚连接，第十一电阻R31一端和第二十五非极性电容C63一端、可见光传感器U16的2脚连接后接到接口槽P9的1脚，可见光传感器U16的4脚与第二滑动变阻器R36中间管脚和R36剩余管脚中的一脚连接，滑动变阻器R36剩下一脚接地，第二十五非极性电容C63另一端接地，可见光传感器U16电源的3脚与第十一电阻R31的另一端连接后接地；第十二电阻R22一端连接电源，第十二电阻R22的另一端与可见光传感器U12电源的1脚连接，第十三电阻R27一端和第二十六非极性电容C59一端、可见光传感器U12的2脚连接后接到接口槽P9的5脚，可见光传感器U12的4脚与第三滑动变阻器R32中间管脚和R32剩余管脚中的一脚连接，滑动变阻器R32剩下一脚接地，第二十六非极性电容C59的另一端接地，可见光传感器U12电源的3脚与第十三电阻R32的另一端连接后接地；第十四电阻R23一端连接电源，第十四电阻R23的另一端与可见光传感器U13电源的1脚连接，第十五电阻R28一端和第二十七非极性电容C60一端、可见光传感器U13的2脚连接后接到接口槽P9的4脚，可见光传感器U13的4脚与第四滑动变阻器R33中间管脚和R33剩余管脚中的一脚连接，滑动变阻器R33剩下一脚接地，第二十七非极性电容C60另一端接地，可见光传感器U13电源的3脚与第十五电阻R28的另一端连接后接地；第十六电阻R24一端连接电源，第十六电阻R24的另一端与可见光传感器U14电源的1脚连接，第十七电阻R29一端和第二十八非极性电容C61一端、可见光传感器U14的2脚连接后接到接口槽P9的3脚，可见光传感器U14的4脚与第五滑动变阻器R34中间管脚和R34剩余管脚中的一脚连接，滑动变阻器R34剩下一脚接地，第二十八非极性电容C61的另一端接地，可见光传感器U14电源的3脚与第十七电阻R29的另一端连接后接地；接线插槽P10的1脚接电源，接线插槽P10的2脚接地；报警电路包括第一蜂鸣器LS1，第一三极管Q1，第十电阻R3，第一三极管Q1发射极与VCC连接，第一三极管Q1基极与第十电阻的一端连接，第一三极管Q1集电极与蜂鸣器的正极连接，蜂鸣器的负极接地；微控制器包括主控芯片U1，插针ICSP1，第一晶振Y1，第二十五非极性电容C7、第二十六非极性电容C8、第二十七非极性电容C12、第二十八非极性电容C13、第二十九非极性电容C14，第十一电阻R1、第十二电阻R2、第十三电阻R4、第十四电阻R5，第九按键S1；第一晶振Y1两端分别和第二十七非极性电容C12、第二十八非极性电容C13的一端和主控芯片U1的49脚、50脚连接，第二十七非极性电容C12、第二十八非极性电容C13的另一端接地，第二十五非极性电容C7、第二十六非极性电容C8和第十二电阻R2的一端与主控芯片24脚连接，C7、C8、R2另一端接地，第十一电阻R1的一端接地，第十一电阻R1的另一端与主控芯片23脚连接，第十三电阻R4一端接VCC，第十三电阻R4的另一端与第九按键S1的一端、第二十九非极性电容C14一端和主控芯片U1的9脚连接，C14另一端接地，按键S1另一端接第十四电阻R5的一端，R5另一端接地；插针ICSP1的1脚与主控芯片U1的9脚连接，插针ICSP1的2脚接VCC，插针ICSP1的3脚接地，插针ICSP1的4脚与主控芯片U1的20脚连接，插针ICSP1的5脚与主控芯片U1的19脚连接，插针ICSP1的5脚和6脚架空；电源稳压电路包括第三十非极性电容C1、第三十一非极性电容C3和第八极性电容C2，第三十非极性电容C1、第三十一非极性电容C3的一端和极性电容C2的正极端与VCC连接，第三十非极性电容C1、第三十一非极性电容C3的另一端和极性电容C2的负极接地。