器控制單元的信號輸出端通過D/A轉換單元與 線光源控制單元的信號接收端連接，該線光源控制單元的信號發射端通過A/D轉換單元與 所述微處理器控制單元的輸入端連接，所述溫度測量單元也通過所述A/D轉換單元與所述 微處理器控制單元連接。
[0023] 本例中，所述微處理器控制單元由微處理器STM32F103RC和相應的外圍元件構成。 微處理器STM32F103RC是基于Cortex-M3內核的32位ARM處理器芯片，其工作頻率可達 72MHz。內置存儲器為256KB Flash、48KB SRAM，豐富的增強I/O端口和外設資源，包括2個12 通道DMA控制器、5路USART、3路SPI以及12位的ADC、DAC、FSMC、SD10、USB、CAN總線、FC總線 等;具有標準和先進的通信接口；提供可編程電壓檢測器 PVD，使整個系統穩定，有較強的抗 干擾能力。該32位微處理器可方便與計算機等外設通信，同時對通過按鈕輸入的信息進行 分析，并向其它部分發送相應的數據或控制信號，實現相應的功能，并控制LCD液晶實現各 種相關信息的顯示。
[0024]本例中，所述線陣(XD4與所述線陣CCD控制單元采用TCD1706D圖像傳感器。它具有 7400個有效像元單元，像元大小4.7umX4· 7um,中心距為4.7um，陣列長度為34.8mm，4路并 行輸出，每段的最高工作頻率為25MHz，行頻達到每秒13000行。
[0025] 本例中，所述溫度測量單元采用LMT70模擬輸出高精度溫度傳感器。LMT70測溫范 圍在20°C到42°C范圍內，其精度可達±0.05°C，最大誤差為±0.13°C，負溫度系數輸出斜 率:-5.19mV/°C，工作電壓為2.0V至5.5V，完成能滿足本實驗的要求。
[0026] 在使用過程中，首先將裝置參數初始化;通過所述按鈕輸入單元輸入液體粘滯系 數的計算公式以及其中可測得的參數；只取TCD1706D的7400個有效像素單元中的5000個像 素單元作為測量區域，且每1000個像素點距為一段測量距離，即按像元中心距為4.7um計算 則每相距4.7mm為一段距離;通過按鈕輸入單元輸入測量所需的光照強度，所述微處理器控 制單元通過線陣CCD控制單元控制線陣(XD4發出所需強度的光;在小球1勻速下沉過程中， 分別測量小球1通過每段測量距離的時間，可以獲得5個時間間隔，分別計為tl，t2，t3，t4， t5，則根據v = s/t = 4.7mm/t便可獲得對應5個速度值vl，v2，v3，v4，v5;所述微處理器控制 單元根據獲得的小球1多個的運動速度分別代入液體粘滯系數的計算公式
，分別多個求得待測量液體的粘滯系數;其中，η為液體粘滯系數，r為 小球1的半徑，p為小球1的密度，pz為待測量液體的密度，V為測量出的小球1下沉速度，g為 重力加速度。將多個待測量液體的粘滯系數求平均值，作為待測量液體的最終粘滯系數。
[0027] 這樣在一次小球1下降過程中，便獲得了5組數據，通過取平均值，可提高測量精 度，同時在測量相同組的情況下，也可以縮短測量時間。當然還可以將距離再短一點，這樣 便可獲得更多的組數。因此，可以實現小球1 一次下落能獲得多組數據，即單次下落就能實 現多次測量，進而能達到有效地提高測量精度和縮短測量時間。
[0028] 如果有必要，進行多次測量，并將每次測得的待測液體粘滯系數進行求取平均值， 能夠進一步的提高測量精度。
【主權項】
1. 一種基于線陣CCD的液體粘滯系數測量裝置，包括小球（1)以及用于裝設待測量液體 的樣品管（2)，其特征在于:還包括線光源（3)、線陣CCD(4)以及測控模塊(5)，所述線光源 (3)與線陣CCD(4)分別位于所述樣品管(2)的兩側，所述測控模塊(5)包括微處理器控制單 元以及連接在該微處理器控制單元上的線光源控制單元、線陣C⑶控制單元、IXD顯示單元、 按鈕輸入單元、串行通訊單元、溫度測量單元，其中所述線光源控制單元與所述線光源(3) 電連接，所述線陣CCD控制單元與所述線陣CCD (4)電連接。2. 根據權利要求1所述的基于線陣CCD的液體粘滯系數測量裝置，其特征在于:所述微 處理器控制單元的信號輸出端通過D/A轉換單元與線光源控制單元的信號接收端連接，該 線光源控制單元的信號發射端通過A/D轉換單元與所述微處理器控制單元的輸入端連接， 所述溫度測量單元也通過所述A/D轉換單元與所述微處理器控制單元連接。3. 根據權利要求1或2所述的基于線陣CCD的液體粘滯系數測量裝置，其特征在于:所述 微處理器控制單元由微處理器STM32F103RC和相應的外圍元件構成。4. 根據權利要求1或2所述的基于線陣CCD的液體粘滯系數測量裝置，其特征在于:所述 線陣CXD(4)與所述線陣(XD控制單元采用T⑶1706D圖像傳感器。5. 根據權利要求1或2所述的基于線陣CCD的液體粘滯系數測量裝置，其特征在于:所述 溫度測量單元采用LMT70模擬輸出高精度溫度傳感器。6. 根據權利要求1或2所述的基于線陣CCD的液體粘滯系數測量裝置，其特征在于:所述 微處理器控制單元、線光源控制單元、線陣CCD控制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、串行 通訊單元、溫度測量單元均由供電單元統一供電。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于線陣CCD的液體粘滯系數測量裝置，包括小球以及用于裝設待測量液體的樣品管，還包括線光源、線陣CCD以及測控模塊，所述線光源與線陣CCD分別位于所述樣品管的兩側，所述測控模塊包括微處理器控制單元以及連接在該微處理器控制單元上的線光源控制單元、線陣CCD控制單元、LCD顯示單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元、溫度測量單元，其中所述線光源控制單元與所述線光源電連接，所述線陣CCD控制單元與所述線陣CCD電連接。其顯著效果是：采用線陣CCD光電傳感器測量小球的沉降位置和時間，能有效地減小由于人為因素造成的誤差，提高了液體粘滯系數的測量精度；單次下落就能實現多次測量，縮短了測量時間。
【IPC分類】G01N11/12
【公開號】CN205209914
【申請號】CN201520940168
【發明人】熊興良, 陳龍聰, 高斌, 江奇鋒, 鄧世雄
【申請人】重慶醫科大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月23日