專利名稱：新型蓄電池電解液密度綜合測量儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及蓄電池電解液各指標測量技術領域，特別是涉及一種對各種蓄電池電解液的液位高度、溫度和電解液密度值進行一次性測量的新型蓄電池電解液密度綜合測量。
背景技術：
新型蓄電池電解液密度綜合測量儀主要應用于汽修廠、空軍基地等經常需要對蓄電池的各項性能指標做測試以判定該蓄電池是否需要更換或補充電解液、是否需要充電、是否已經充好等。這些指標包括電解液密度、溫度、在電池內的液面高度等。以前的測試方法是用普通的浮力計測密度、用溫度計側當前溫度、用頁面尺測量液面高度、用萬用表測電壓，完成對一塊蓄電池的測試需要四種設備，不僅繁瑣、效率低、工作強度大，而且密度測量值不夠準確(誤差超過10%)，精度較高的密度儀要么是進口的設備、要么就是臺式的，需將電解液從蓄電池中取出做分析，無法用在現(xiàn)場環(huán)境中，本測量儀測量液體密度的精度超過0.5%，液面高度和溫度測量精度高于1% ;密度測量范圍為0.8至1.5，液面高度測量范圍O至5 cm視用戶要求，溫度測量范圍O至70°C ;密度測量靈敏度高，可分辨0.1%的變化；三種指標的一次性測量、顯示時間不超過30秒；可存儲100次測量結果，并可通過串行通信口與電腦連接、上傳數(shù)據(jù)用于存儲、分析；現(xiàn)有單一測密度的便攜設備精度不高于5%，遠低于本系統(tǒng)。新型蓄電池電解液密度綜合測量儀以密度測量為主，由于密度不能直接測得，所以將密度測量轉化為在體積一定的情況下，對液體質量進行測量，再通過公式P =m/v將質量轉換為密度，從而實現(xiàn)對液體密度的測量。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有儀器的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種可以對蓄電池電解液多種參數(shù)進行高效率、高精度、高可靠性和穩(wěn)定性的測量工具和方法。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下方案:—種新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，包括液位測量裝置、吸液排液裝置、稱重裝置、顯示裝置、內部液位控制裝置、溫度測量裝置、鍵盤控制裝置和主板電路，該儀器采用AD公司的ADuC847單片機，24位AD，可對蓄電池電解液密度、溫度和液面高度進行一次性高精度測量，且以密度測量為主，可分辨0.1%的密度變化，液面高度和溫度測量精度均高于1%，儀器體積小方便攜帶，且測量速度快，各指標一次性測量的平均時間在40秒以內，儀表設有串行通信接口，可將測量的多組蓄電池指標發(fā)送到電腦上進行存儲。所述稱重裝置包括稱重傳感器和計量罐，計量罐整體是圓柱形，接近開口的位置設計的口徑較小，目的是為了防止計量罐內液體因計量罐抖動而出現(xiàn)液面大幅度的波動，影響體積的標定與測量，計量罐內底部設計為凹面，是為了能排空罐內的樣液，防止對下一次測量產生影響，計量罐內壁光滑，能防止殘液粘在內壁上影響測量結果，計量罐與應變式傳感器相連，罐內的溫度傳感器，液位控制傳感器和進液管均單獨設計，不與計量罐相連，所述應變式傳感器只獲得計量罐和液體的重量，保證了測量的精確性；所述內部液位控制裝置設置在計量罐口徑處，當液位觸及探針時，微型水泵會自動停止吸液，控制進入計量罐的液體量，保證進入計量管的液體體積為一定值，所述稱重裝置和所述內部液位控制裝置配合稱重算法、重量-密度轉換算法、溫度補償?shù)韧瓿梢后w密度測量。所述液位測量裝置包括吸液管、電子尺和液位傳感器，所述電子尺前端安裝液位傳感器，所述吸液管與電子尺相連，吸液管為硬質材料，通過吸液管的伸縮控制液位傳感器的上下移動，當液位傳感器接觸液面時，液晶屏會顯示所述液體深度，位傳感器由兩根銅質探針構成，兩根銅質探針與液體接觸的端點在同一水平面上。所述溫度測量裝置，由所述PT100溫度傳感器構成，由于電解液具有腐蝕性，所以將接觸電解液部分改為石墨材質。主板電路包括:依次連接的傳感器輸入接口、鍵盤電路、液晶顯示電路、電源電路和單片機外圍電路，所述單片機外圍電路分別連接鍵盤電路、傳感器電路、液晶電路、電源電路以及外接口，所述外接口為微型泵和電磁閥及電子尺接口，所述單片機型號為ADuC847，為防止干擾，設置獨立電源為所述單片機ADuC847供電，考慮到ADuC847的諸多I/O端口和功能，所有按鍵以及液晶均直接與該芯片直接相連。所述鍵盤控制裝置采用了 4位獨立按鍵、一個自鎖開關和一個非自鎖開關，所述自鎖開關作為整個儀表的電源開關，所述4位獨立按鍵和所述一個非自鎖開關作為5個功能鍵分別實現(xiàn)相應功能，可對液位、溫度、密度進行校準標定，通過所述鍵盤控制裝置對各指標測量進行控制。所述測量包括以下過程:校準、鍵盤掃描和顯示實時測量值等信息，判斷是否產生ADC中斷，進行中斷處理，進行數(shù)據(jù)處理，完成采樣的數(shù)據(jù)軟件濾波、溫度補償，數(shù)據(jù)轉換運算等；所述判斷是否產生ADC中斷的步驟還包括讀取液位AD值、讀取溫度AD值和讀取重量AD值，并經過遞推濾波算法濾波，轉換運算，溫度補償，得出實時液位、溫度和密度值。本儀器的校準方法為兩點校準法，首先將儀器水平放置，由于計量罐本身的重量，稱重傳感器會產生感應電流I1，將此時電流I1對應的重量M1設置為O ;再將計量罐內放滿水，稱重傳感器會產生感應電流I2，此時能得到對應的重量M2，根據(jù)公式y(tǒng) = kx+b得
權利要求
1.一種新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征于:該測量儀包括液位測量裝置、吸液排液裝置、稱重裝置、顯示裝置、內部液位控制裝置、溫度測量裝置、鍵盤控制裝置和主板電路，該儀器采用AD公司的ADuC847單片機，24位AD，可對蓄電池電解液密度、溫度和液面高度進行一次性高精度測量，且以密度測量為主，可分辨0.1%的密度變化，液面高度和溫度測量精度均高于1%，儀器體積小方便攜帶，且測量速度快，各指標一次性測量的平均時間在40秒以內，儀表設有串行通信接口，可將測量的多組蓄電池指標發(fā)送到電腦上進行存儲。
2.根據(jù)權利要求1所述新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:所述稱重裝置包括稱重傳感器和計量罐，計量罐內壁光滑且底面為凹型設計，保證每次測量完成計量管內液體都可完全排空，不影響下次測量；所述內部液位控制裝置設置在計量罐口徑處，當液位觸及探針時，微型水泵會自動停止吸液，控制進入計量罐的液體量，保證進入計量管的液體體積為一定值，所述稱重裝置和所述內部液位控制裝置配合重量-密度轉換算法完成液體密度測量。
3.根據(jù)權利要求1所述新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:所述液位測量裝置包括吸液管、電子尺和液位傳感器，所述電子尺前端安裝液位傳感器，所述吸液管與電子尺相連，所述液位傳感器由兩根銅質探針構成，所述兩根銅質探針與液體接觸的端點在同一水平面上。
4.根據(jù)權利要求1所述新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:所述溫度測量裝置，由所述PT100溫度傳感器構成，由于電解液具有腐蝕性，所以將接觸電解液部分改為石墨材質。
5.根據(jù)權利要求1所述新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:主板電路包括:依次連接的傳感器輸入接口、鍵盤電路、液晶顯示電路、電源電路和單片機外圍電路，所述單片機外圍電路分別連接鍵盤電路、傳感器電路、液晶電路、電源電路以及外接口，所述外接口為微型泵和電磁閥及電子尺接口，所述單片機型號為ADUC847，為防止干擾，設置獨立電源為所述單片機ADuC8 47供電，考慮到ADuC847的諸多I/O端口和功能，所有按鍵以及液晶均直接與該芯片直接相連。
6.根據(jù)權利要求1所述的新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:所述鍵盤控制裝置采用了 4位獨立按鍵、一個自鎖開關和一個非自鎖開關，所述自鎖開關作為整個儀表的電源開關，所述4位獨立按鍵和所述一個非自鎖開關作為5個功能鍵分別實現(xiàn)相應功能，可對液位、溫度、密度進行校準標定，通過所述鍵盤控制裝置對各指標測量進行控制；所述測量包括以下過程:校準、鍵盤掃描和顯示實時測量值等信息，判斷是否產生ADC中斷，進行中斷處理，進行數(shù)據(jù)處理，完成采樣的數(shù)據(jù)軟件濾波、溫度補償，數(shù)據(jù)轉換運算等；所述判斷是否產生ADC中斷的步驟還包括讀取液位AD值、讀取溫度AD值和讀取重量AD值，并經過遞推濾波算法濾波，轉換運算，溫度補償，得出實時液位、溫度和密度值。
7.根據(jù)權利要求6所述的新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:本儀器的校準方法為兩點校準法，首先將儀器水平放置，由于計量罐本身的重量，稱重傳感器會產生感應電流I1，將此時電流I1對應的重量M1設置為O ;再將計量罐內放滿水，稱重傳感器會產 ,Mj-M,生感應電流I2，此時能得到對應的重量M2，根據(jù)公式y(tǒng) = kx+b Uk=八―& 得到斜率為k的一次直線，然后就可以實時測量裝入液體的重量，由重量轉換為密度的的方法是根據(jù)公式
8.根據(jù)權利要求6所述的新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，其特征在于:所述遞推EH-t—L濾波為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型蓄電池電解液密度綜合測量儀，該測量儀包括液位測量裝置、吸液排液裝置、稱重裝置、顯示裝置、內部液位控制裝置、溫度測量裝置、鍵盤控制裝置和主板電路，該儀器采用AD公司的ADuC847單片機，24位AD，可對蓄電池電解液密度、溫度和液面高度進行一次性高精度測量，且以密度測量為主，可分辨0.1%的密度變化，液面高度和溫度測量精度均高于1%，儀器體積小方便攜帶，且測量速度快，各指標一次性測量的平均時間在40秒以內，儀表設有串行通信接口，可將測量的多組蓄電池指標發(fā)送到電腦上進行存儲。
文檔編號G01N9/00GK103149123SQ201310035878
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權日2013年1月30日
發(fā)明者丁宏, 雷旭, 趙生諾, 張海洋, 黃爭, 李佃龍, 丁小夏, 汪方杰, 郝燕超, 賀沙沙 申請人:魯東大學