[发明专利]一种液膜位置和波动的测量装置及基于其的测量方法

权利要求书

1.一种液膜位置和波动的测量装置，其特征在于，包括丝杆(1)、电压计(17)、电阻(20)、电源(21)、变压器(29)、第一开关(23)、固定端(30)、电机(3)和控制单元；

丝杆(1)的测点端与液膜(22)接触，非测点端依次连接电阻(20)、电源(21)、变压器(29)、第一开关(23)和固定端(30)，固定端(30)固定在金属壁面上，电压计(17)并联设置在电阻(20)两端，丝杆(1)、电压计(17)、电阻(20)、电源(21)、变压器(29)、第一开关(23)及固定端(30)构成导电环路；

丝杆(1)的非测点端还与电机(3)连接，电机(3)与控制单元连接，控制单元包括CPU芯片(7)，和与CPU芯片(7)分别连接的时钟电路(25)、复位电路(27)、显示屏和放大器，放大器通过接收器(16)与电位计连接；控制单元、放大器及接收器(16)集成在PC板(8)上；

接收器(16)用于接收电位计发送的电压值，放大器用于将电压信号进行放大并传送给CPU芯片(7)，CPU芯片(7)根据电压信号控制电机(3)工作；时钟电路(25)用于计算相邻两次导电环路的通断时间间隔，复位电路(27)用于让电机(3)恢复到初始位置。

2.根据权利要求1所述的一种液膜位置和波动的测量装置，其特征在于，CPU芯片(7)还连接有第二开关(10)。

3.根据权利要求1所述的一种液膜位置和波动的测量装置，其特征在于，CPU芯片(7)依次通过指令线(6)、伺服控制线(5)和控制线(4)与电机(3)连接。

4.根据权利要求1所述的一种液膜位置和波动的测量装置，其特征在于，电机(3)采用步进电机。

5.根据权利要求1所述的一种液膜位置和波动的测量装置，其特征在于，CPU芯片(7)采用AT89C51单片机。

6.根据权利要求1所述的一种液膜位置和波动的测量装置，其特征在于，丝杆(1)长度为150mm，测点端直径为1mm，非测点直径为5mm，丝杆(1)有效行程为100mm。

7.根据权利要求1所述的一种液膜位置和波动的测量装置，其特征在于，电源(21)采用24V电源。

8.根据权利要求1所述的一种液膜位置和波动的测量装置，其特征在于，显示屏采用液晶显示器(12)。

9.权利要求1～8任意一项所述一种液膜位置和波动的测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、接通第一开关(23)，对控制单元进行初始化，令电机(3)复位；

S2、查看电路电压，如果无电压值，则表明丝杆(1)没有接触到液膜(22)，CPU芯片(7)控制电机(3)移动，直至丝杆(1)的测电端与液膜(22)接触，导电环路导通，电位计测得电压值，并经接收器(16)发送给放大器，电压信号经放大器放大后传送给CPU芯片(7)，CPU芯片(7)接收到电压信号后控制电机(3)停止移动，时钟电路(25)记录电机(3)初次位移时间，并显示在显示屏上；

S3、随着液膜(22)的波动，一段时间以后，丝杆(1)的测点端与液膜(22)不接触，导电环路断开，无电路电压，时钟电路(25)记录相邻两次导电环路的通断时间间隔，并显示在显示屏上；

同时，CPU芯片(7)再次控制电机(3)移动，直至丝杆(1)的测电端与液膜(22)接触，导电环路再次导通，CPU芯片(7)控制电机(3)停止移动，时钟电路(25)记录电机(3)第二次位移时间，并显示在显示屏上；

S4、CPU芯片(7)计算出水膜的初始距离、波动周期和液膜(22)波峰谷差，并显示在显示屏上。