pt100熱電阻傳感器數(shù)字式酒度測(cè)量計(jì)量技術(shù)與應(yīng)用
pt100熱電阻傳感器數(shù)字式酒度測(cè)量計(jì)量技術(shù)與應(yīng)用
常規(guī)的酒度測(cè)量方法繁瑣且不準(zhǔn)確，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，目前的稱重法測(cè)量已經(jīng)普遍被大家認(rèn)同，但是因?yàn)榱髁坑?jì)價(jià)格高昂，并沒(méi)有普及到酒廠中。結(jié)合以上的一些問(wèn)題專門研制了核心數(shù)據(jù)模型與計(jì)算軟件，在測(cè)量方面采用的是稱重傳感器，現(xiàn)已經(jīng)廣泛投入使用中，本文主要就是介紹了這款軟件的原理及應(yīng)用。
目前，酒度的測(cè)定方法是公知的比重瓶法及根據(jù)浮力原理制成的酒精比重計(jì)法。這二種方法操作繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。由于酒度是用乙醇和水的體積百分比來(lái)表示的，在不同溫度下，由于熱脹冷縮，,KL808調(diào)節(jié)儀,pt100熱電阻傳感器,全銅電磁閥,鑄鋁加熱器,加熱圈濕度傳感器探頭酒樣的體積會(huì)發(fā)生變化，因此酒度也會(huì)變化，在公知的常規(guī)方法中，必須查閱標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表來(lái)得到標(biāo)準(zhǔn)酒度值(相當(dāng)于某特定溫度下的酒度)。這樣在計(jì)算、操作查表過(guò)程中稍有疏忽，很容易造**為誤差，使所得酒度不準(zhǔn)確，造成經(jīng)濟(jì)損失。
同時(shí)，目前的生產(chǎn)及周轉(zhuǎn)計(jì)量采用稱重法居多，從磅秤、電子臺(tái)秤到汽車衡，帶來(lái)了大量的裝卸工作。采用普通流量?jī)x表(旋翼水表、渦街、腰輪、電磁流量計(jì)等)，只能測(cè)量出液體的體積流量，無(wú)法動(dòng)態(tài)、及時(shí)地對(duì)酒體的密度、酒精度和溫度影響進(jìn)行修正。
采用超聲、振蕩管(科氏力)的質(zhì)量流量計(jì)價(jià)格奇高不下，且不能實(shí)現(xiàn)到酒精度的自動(dòng)換算和對(duì)計(jì)量的自動(dòng)校正。所有這些因素在一定程度上延緩了白酒行業(yè)流程計(jì)量自動(dòng)化的發(fā)展步伐。
根據(jù)我們對(duì)這一普遍問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，結(jié)合對(duì)多家酒廠的訪問(wèn)，我們確定了將動(dòng)態(tài)密度測(cè)量、流量計(jì)量、酒精度換算、溫度測(cè)量、標(biāo)準(zhǔn)酒精度(20℃)的換算實(shí)現(xiàn)一體化的解決方案，為此進(jìn)行了多年的技術(shù)研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)試驗(yàn)、**認(rèn)證、計(jì)量認(rèn)證和產(chǎn)品不斷試用、不斷優(yōu)化改進(jìn)工作。
經(jīng)過(guò)努力，獲得實(shí)用新型**一項(xiàng)(ZL200420033295.4)，產(chǎn)業(yè)化工作獲得國(guó)家科技部科技型中小企業(yè)**基金的支持；公司所在地重慶市北碚區(qū)科委、重慶市科委、重慶市經(jīng)委中小企業(yè)發(fā)展指導(dǎo)局對(duì)此工作也提供了資金支持，四川沱牌、四川豐谷酒廠、四川古藺酒廠、長(zhǎng)春榆樹(shù)大曲、西鳳酒廠、五糧液勾兌中心、湖北稻花香等多家酒廠對(duì)不同產(chǎn)品進(jìn)行了試用并提出了寶貴的改進(jìn)建議。
核心數(shù)據(jù)模型與計(jì)算軟件，已集成為白酒生產(chǎn)典BD2007，作為白酒生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)查詢、計(jì)算工具，呈現(xiàn)為彩屏PDA的產(chǎn)品形態(tài)。現(xiàn)可以批量供貨。
一、核心測(cè)量控制與數(shù)據(jù)處理技術(shù)
1.密度測(cè)量
儀器儀表領(lǐng)域?qū)γ芏鹊臏y(cè)量有許多種方法，選擇什么方案，要考慮技術(shù)成熟程度與白酒行業(yè)的現(xiàn)有測(cè)量體系結(jié)合，便于量值傳遞過(guò)渡。采用浮力原理的酒精比重計(jì)是目前仍廣泛使用的技術(shù)，我們也采用了這一方案，不過(guò)在電子化的浮力測(cè)量方面，應(yīng)用了進(jìn)口的精密秤重傳感器，前端處理器采用美國(guó)TI公司的MSP430處理器，應(yīng)用軟件數(shù)字化動(dòng)態(tài)校正和補(bǔ)償，保證密度測(cè)量達(dá)到±0.6Kg/m"3(相當(dāng)于0.0006g/ml)。該處理器同時(shí)對(duì)液體溫度進(jìn)行測(cè)量，達(dá)到了±0.2℃的測(cè)量分辨率，為*終達(dá)到0.2%v/v的酒精度測(cè)量精度奠定了基礎(chǔ)。
2.數(shù)據(jù)基礎(chǔ)
眾所周知，酒精溶液的酒精度是用乙醇和水的體積百分比來(lái)表示的。在不同溫度下，由于熱脹冷縮，酒樣的體積會(huì)發(fā)生變化，酒精度也會(huì)變化。因此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了ITS-90國(guó)際酒精表，該表由8個(gè)數(shù)據(jù)表組成。中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院相應(yīng)制定了JJF1074-2001酒精密度-濃度測(cè)量用表作為計(jì)量工作規(guī)范，對(duì)JJG86-2001和JJG42-2001這2個(gè)玻璃浮計(jì)的檢定規(guī)程提供支持。
3.酒精度計(jì)算
JJG86-2001標(biāo)準(zhǔn)玻璃浮計(jì)檢定規(guī)程涵蓋了標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)、海水密度計(jì)、糖量計(jì)、乳汁密度、石油密度。其附錄A為純水密度表、附錄B為酒精水溶液體積分?jǐn)?shù)與密度換算表；GB10345.1-89白酒試驗(yàn)方法總則附錄數(shù)據(jù)對(duì)酒精計(jì)溫度、酒精度(20’C乙醇含量)換算表規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)酒度的換算關(guān)系。
4.自動(dòng)測(cè)量
測(cè)量裝置是一體化裝置，內(nèi)含2個(gè)處理器，前端輔助處理器用于溫度、密度測(cè)量。主處理器將上述大量數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存系統(tǒng)，并控制取樣、測(cè)量、計(jì)算、排放過(guò)程。及時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算處理，以圖形方式完成顯示并通過(guò)紅外遙控(或觸摸屏)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作。
5.流量計(jì)量
以作為流量計(jì)量傳遞標(biāo)準(zhǔn)表的渦輪流量傳感器為基礎(chǔ)，通過(guò)主處理器對(duì)每個(gè)傳感器的儀表特性進(jìn)行專門數(shù)據(jù)配置，從而保證了體積流量的測(cè)量精度。
6.技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)用戶效益
在上述基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了白酒質(zhì)量流量的實(shí)時(shí)計(jì)量。并可以折算為純酒精的數(shù)量，例如每月或每年生產(chǎn)的白酒折合為純酒精量，這樣就可以對(duì)整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)效益和能耗指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)。整個(gè)測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化，只要白酒從管道流過(guò)，上述數(shù)據(jù)在液晶顯示器上一目了然。對(duì)收酒、出庫(kù)、入庫(kù)以及勾兌等工作來(lái)說(shuō)，人工測(cè)量、計(jì)算、稱量、裝卸的工作就可以大大簡(jiǎn)化了。
二、產(chǎn)品系列化及其應(yīng)用
我們知道，核心技術(shù)必須通過(guò)產(chǎn)品作為載體，才能服務(wù)于用戶。我們根據(jù)白酒生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了系列化規(guī)劃，通過(guò)給每個(gè)產(chǎn)品配置不同的功能，從而以核心技術(shù)為根基，派生了服務(wù)不同用戶的產(chǎn)品家族。
1.BD2007白酒生產(chǎn)寶典
對(duì)于酒廠化驗(yàn)、品酒等工作人員來(lái)說(shuō)，各種密度、酒精度數(shù)據(jù)的查表、計(jì)算換算以及白酒的降度、加漿和各種折算，都花費(fèi)了大量精力。我們采用日本Nietedo公司的多媒體交互平臺(tái)技術(shù)，將相關(guān)數(shù)據(jù)和計(jì)算功能進(jìn)行繼承、擴(kuò)展形成本產(chǎn)品。該平臺(tái)采用32位ARM處理器和大容量存儲(chǔ)器及圖形液晶顯示，為軟件開(kāi)發(fā)上應(yīng)用*新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便易用功能提供了基礎(chǔ)。
其中包括大量計(jì)算公式和以下海量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：
54中白酒微量成分密度數(shù)據(jù)
0-40度純水密度數(shù)據(jù)
6000個(gè)酒精溶液密度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))數(shù)據(jù)
6000個(gè)酒精溶液密度(體積分?jǐn)?shù))數(shù)據(jù)
6000個(gè)體積分?jǐn)?shù)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溫度)數(shù)據(jù)
7236個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積濃度轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)
6000個(gè)溫度、密度數(shù)據(jù)
77個(gè)單位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)
完成白酒數(shù)據(jù)查詢計(jì)算類功能13項(xiàng)，單位換算功能6項(xiàng)，其他功能6項(xiàng)。并且隨著應(yīng)用需求的發(fā)展，通過(guò)軟件升級(jí)方式不斷擴(kuò)充。目前程序空間只用到總量的30%。
本產(chǎn)品小巧時(shí)尚，價(jià)格低廉，將成為白酒勾兌、加漿、灌裝、計(jì)量、銷售工作的必備工具。
2.AT2000白酒現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置
是生產(chǎn)流程中應(yīng)用本項(xiàng)數(shù)字測(cè)量計(jì)算技術(shù)的產(chǎn)品，它可以應(yīng)用在通過(guò)管道輸送的大中型酒廠的收酒、出庫(kù)、入庫(kù)等廠內(nèi)各個(gè)重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，進(jìn)行測(cè)量和計(jì)量，是高效、**的解決方案。
3.AT2000C白酒定量控制
是AT2000白酒現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置的發(fā)展，對(duì)通過(guò)管道輸送的大中型酒廠而言，在測(cè)量和計(jì)量基礎(chǔ)上增加了通過(guò)設(shè)定值控制酒泵的功能。該功能可以用于出庫(kù)、勾兌等工藝。采用觸摸屏技術(shù)，操作使用更簡(jiǎn)單。
4.AT2000M便攜式酒度儀
主要用于白酒密度、酒精濃度的測(cè)量和計(jì)算，適用于各種規(guī)模酒廠的酒精度、溫度測(cè)量及換算工作。產(chǎn)品采用便攜式設(shè)計(jì)，可以在酒廠各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制。其打印功能還可以保證測(cè)量結(jié)果的客觀性，并提供了追溯依據(jù)。
三、發(fā)展前景
考慮到AT2000(C)產(chǎn)品在企業(yè)應(yīng)用一定規(guī)模后，用戶必將提出網(wǎng)絡(luò)化管理的要求，我們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)留了網(wǎng)絡(luò)通信接口，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的研究工作。該類產(chǎn)品的發(fā)展方向?qū)⑹峭晟凭W(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)，并開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)管理軟件，為白酒生產(chǎn)企業(yè)計(jì)量管理自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。屆時(shí)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)將隨時(shí)呈現(xiàn)在各級(jí)管理人員的計(jì)算機(jī)顯示器上，各種統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表能夠自動(dòng)完成，隨時(shí)打印。企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、減員增效、高效發(fā)展可以水到渠成。
AT2000M便攜式酒度儀通過(guò)測(cè)量技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展，可望在減小重量體積上有一個(gè)突破。
BD2007白酒生產(chǎn)寶典將在使用、反饋過(guò)程中，對(duì)功能和使用界面不斷進(jìn)行調(diào)整和軟件升級(jí)，使之成為對(duì)白酒化驗(yàn)、勾兌、加漿、灌裝、計(jì)量、銷售工作人員來(lái)說(shuō)，真正方便、有用、須臾不離的好幫手。
