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光电检测电路在石油产品运动粘度自动测定中的

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-09-17 17:03【
石油产品运动粘度的测定在其品质鉴定中是一个重要环节,需要依据国家标准 GB/T256- 88,在测定试样液体凹液面通过玻璃毛细管粘度计上下刻度时记录时间,计算从上刻度到下刻度的间隔时间,按照标准中的要求,操作人员要使用分格为0.1s 的秒表进行计时,操作麻烦且容易产生误差,随着检测技术的进步,逐渐出现了各种自动测定方式,如光电检测法和热敏检测法,采用电子方式进行计时,可以有效减少人员操作误差和重复性误差,提高工作效率。本文采用 U 型光耦和 LM393 的典型电路,提出了一种对试样液体凹液面检测的光电测试方法,通过实验证明,使用该电路可以实现对凹液面的有效检测,对石油产品运动粘度的自动检测具有一定的借鉴和研究意义。

光电检测原理

光电传感器的理论基础是光电效应,根据光电效应,由光信号可以转换成电信号,从而可以达到检测的目的。光电传感器一般包括光源、光电元件和光学通路。槽型光耦就是典型的光电传感器,可以进行非接触式检测,灵敏度高。槽型光耦包括发射端和接收端两部分,发射端使用发光二极管发射红外光,接收端为一光敏三极管,接收光照。使用时,发光二极管正极应接一电阻接至电源正极,接收端三极管接一上拉电阻到电源正极,发光二极管和光敏三极管的负极接地,光敏三极管集电极为电压输出端。工作过程中,当两端无遮挡时,光线照射在光敏二极管基极,使其饱和导通,输出端输出低电平,当两端有遮挡时,光敏三极管截至,输出端输出高电平。根据光电传感器的工作原理,可以将槽型光耦安装在玻璃毛细管粘度计的上下刻度处,通过检测光耦输出端的电压信号测定时间,毛细管粘度计按结构和外形分为乌氏粘度计、芬氏粘度计、平氏黏度计和逆流粘度计四种,以乌氏黏度计为例,槽型光耦安装
光电检测电路设计

如图 3 所示,为光耦和 LM393 的典型应用电路。


发射端二极管正极接 1KΩ 限流电阻,负极接地,接收端光敏三极管接 10KΩ 上拉电阻,LM393 为双电压比较器集成电路,反相输入端接入 10KΩ 滑阻分压的电压,调节好后为定值,同相端连光耦光敏三极管的集电极,光敏三极管导通时的集电极电压为 0.16V,光敏三极管截至时,集电极电压大于 4V,调节滑阻,使 LM393 反相输入电压大小介于光耦光敏三极管导通和截止状态输出电压之间。

实验测试

实验主要检验两方面内容,一是光电检测方式的有效性,二是比较单独使用 U 型光耦和采用光电检测电路的效果比较。按照 GB/T256- 88 国家标准,做好准备工作,采用透明度较高的 95%酒精为试剂,使用数字示波器检测液体凹液面经过刻度时的电平变化。由检测波形可以看出,不使用检测电路,光耦输出波形不规则,不便于检测电平跳变,而经过 LM393 比较后输出的波形为规则的矩形波,适合对凹液面通过毛细管刻度时的时间进行测定。

结束语

本文研究了将典型光电检测电路应用于石油产品运动粘度自动测定的应用问题,分析了光电检测电路并进行了相关实验,记录了实验数据和分析了实验结果,结果表明,使用该检测电路可以检测到试样凹液面通过玻璃毛细管粘度计刻度的时刻,且优于直接使用光耦的检测效果,对相关研究具有一定的借鉴意义。