[发明专利]一种密度检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业检测技术领域，尤其涉及一种密度检测系统。

背景技术

乳化炸药及乳化炸药制备前的乳化基质密度控制是乳化炸药质量控制和生产安全控制的关键，通过控制它们的密度可以直接控制乳化炸药爆炸性能及储存期稳定性。在生产线的固定位置测试乳化炸药密度也可以间接地了解乳化基质中游离硝酸铵含量，对乳化基质的密度检测可以发现油水相输送管路是否有渗漏、配比是否正确以及系统是否过热导致硝酸铵分解。综上，生产过程中对乳化基质以及乳化炸药的密度进行检测是必不可少的。

目前，乳化炸药和乳化基质密度检测方法都是基于测量一定质量样品的体积进而通过质量除以体积算出样品的密度。在生产中应用的方法有量筒法、密度杯法、静水力学天平等方法。这些方法都不能够实现对乳化炸药或乳化基质密度的连续检测，都需要有固定人员在现场进行操作且操作时间较长。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种密度检测系统。

一种密度检测系统，包括：光电感应模块、超声驱动模块、第一超声探头、第二超声探头、信号处理模块、温度传感器和核心控制模块；

核心控制模块与光电感应模块、超声驱动模块、信号处理模块和温度传感器连接；

光电感应模块用于检测待测介质是否浸没第一超声探头和第二超声探头，核心控制模块根据光电感应模块的检测结果控制超声驱动模块的工作状态；

温度传感器用于检测待测介质的温度，核心控制模块用于根据待测介质的温度向超声驱动模块发出预定频率的方波脉冲；

第一超声探头与超声驱动模块连接，超声驱动模块用于将核心控制模块产生的方波脉冲转换成尖脉冲并驱动第一超声探头发出具有预定频率和预定波幅的超声波；

第二超声探头与信号处理模块连接，第二超声探头用于接收第一超声探头发出的超声波，信号处理模块对超声波进行放大滤波和波形比较处理，并提取回波峰值电压和回波频率；

核心控制模块根据信号处理模块的处理结果计算待测介质的密度。

优选地，核心控制模块中预设有多个不同频率的方波脉冲和多个温度范围，每个温度范围对应一个频率的方波脉冲，核心控制模块根据待测介质的温度所在的温度范围向超声驱动模块发出方波脉冲，所述方波脉冲的频率与所述温度范围相对应。

优选地，核心控制模块具体用于：根据超声波在待测介质中传播的声速V_C，通过声速补偿将声速V_C换算成与标定温度对应的标定声速V_ZC，并根据标定声速V_ZC结合预设的密度计算模型获取待测介质的密度值；

优选地，具体计算公式如下：

其中，L为第一超声探头和第二超声探头的间距，t为超声波在待测介质中的传播时间；

V_ZC＝m₁×V_C+m₂×T+m₃，

其中，T为待测介质的温度，m₁、m₂、m₃为计算常数并取决于待测介质的性质；

密度计算模型为：

其中，k、f为计算常数并分别取决于待测介质的性质；

或者，g为计算常数并取决于待测介质的性质；

或者，ρ＝a×v_zc+b，a、b为计算常数并取决于待测介质的性质。

优选地，核心控制模块通过将信号处理模块处理后的超声波与方波脉冲进行比较，根据回波峰值电压变化和回波频率相对于方波脉冲的变化判断待测介质中有无气泡。

优选地，还包括显示模块，显示模块与核心控制模块连接用于进行数据显示，。

优选地，还包括通信模块，通信模块与核心控制模块连接用于与外部进行通信以将待测介质的密度发送出去。

优选地，还包括数据记录模块，数据记录模块与核心控制模块连接用于记录存储数据。

优选地，信号处理模块包括放大滤波单元和波形比较单元，其中放大滤波单元对超声波进行放大滤波，波形比较单元对超声波进行波形比较处理，并提取回波峰值电压和回波频率。

优选地，光电感应模块由六个光电感应器组成，六个光电感应器分别分布在可同时包裹第一超声探头和第二超声探头的立方体或长方体的六个面上。

优选地，核心控制模块通过光电耦合器连接超声驱动模块，并通过温度处理模块连接温度传感器。