光敏器件及粘度自动测量仪

　　引言

　　光敏器件，作为一种控制元件，在实现光电转换和自动测量中，越来越引起人们的重视。它在光学、物理、化学等领域的非电量测量中，都发挥了积极作用。它不仅能将非电量信号转换成电信号，而且还能实现自动控制。因此，光敏器件在实现某些特殊测量设备的自动化中，占有重要地位。本文介绍的就是将光敏器件用于化学测量的一个实例。

　　在溶液粘度测量中，因为鸟氏(Ubbelo-hed )粘度计法理论基础可靠，设备简单而被人们广为利用。但此法是靠人工提液、肉眼观测、秒法计时，极易产生误差，重复性也难于保证。笔者基于溶液粘度的测量基理，用光敏元件以光电转换的方法，又配以其他电子技术，研制成一种粘度自动测试仪器。该仪器实现了指示数字化、测量自动化。经实际应用和专家鉴定证实，性能可靠、测量精度较通常使用的乌氏粘度计提高近一个数量级。

　　二、设计思想

　　如何取得自动控制信号，是实现自动测量的关键所在。通常乌氏粘度计(毛细管粘度计、)上都刻有计时起始和计时停止两条标志线，测t时，将被测溶液注入粘度计的储液池中，然后，用吸耳球将其提升起来，被测样品开始经毛细管下降，当降至计时起始线时，启动秒表开始计时.当被测样品降至计时停止线时，按动秒表停止计时.依据被测溶液流出毛细管的时间便可求得增比粘度、相对粘度和特性粘度值.根据上述测量原理，我们以光电转换的方法实现了自动取样。

　　在计时线和停止线两刻度处，一面放置光源，在其对面放置光敏接收元件。当有被测溶液流经刻线时，光敏元件所接收到的光信号度与没有溶液流经时比截然不同。如将光的变化信号转换成电信号并用作计时开关，就可实现自动计时和自动停止计时.若在计时线上部再增设一路取样装置，便可实现自动提液.为保证计时精度，以石英晶体振荡器产生的信号，经分频获得lms时钟信号作为计时脉冲.以六位十进制电子计时器取代人工秒表。这对减少掐表误差和实现自动计时极为有利。为了减少温度波动对测量精度的影响，在吹制粘度计时，将其外面加上恒温水套，并留有出入水口，使其与粘度计封装为一体，让恒温水在水套中循环，保证被测溶液的温度恒定。此外，除要求光源有足够的照度外，还应使发出的光束集中照射在光敏接收元件上，以保证取样准确无误.采取以上这些措施对于实现自动测量、提高测量精度和保证重复性都是十分重要的。

　　三、仪器的组成及工作原理

　　该仪器由毛细管粘度计系统、自动计时电路、自动提液电路、门控电路、晶振分频电路、电子计时器、气路控制、电源以及外接恒温水浴组成.原理框图见下图.