单片机在自动吸附秤中的应用

　　1　引言

　　活性炭等多孔物质或粉状物质具有吸附性,测量这些物质的吸附性能,利用其吸附性能吸附有毒、有害等物质在化学工业、国防工业等领域具有重要的意义。不同的有毒、有害物质需要多孔物质具有不同的吸附特性,自动吸附秤主要用于测定多孔物质或粉状物质的吸附量,并利用所测物质的等温吸附线求出其表征吸附性能的比表面积和孔径分布。自动吸附秤由定压蒸汽产生器、吸附器和控制器3大部份组成,其控制器的功能和性能直接关系到仪器的可操作性和精度。为此,选用了AT89C52单片机作为控制微处理器,利用计算机控制技术,取得了预期的控制效果。

　　2　控制器结构和功能

　　控制器结构如图1,控制器的主要功能是控制恒温水浴(利用水间接加热被吸附剂称水浴)的温度,恒温气浴(利用空气间接加热被吸附气体称气浴)的温度,根据吸附量切换水浴温度以实现整个测量过程自动化。控制器可以选择3种全自动方式工作并实时显示水温、气温、吸附量及吸附时间等,还可以实施人工调控。测量结束后,可以从计算机上输出所需图表。

　　2·1　水温测量与控制

　　恒温水浴部分主要包括电加热器、搅拌器、铂电阻温度传感器。水浴温度是产生被吸附剂定压蒸汽的关键因素之一,精确测量和控制水温是本控制部分的主要功能。水浴温度的可调范围为室温到90℃,温度调整精度为1℃,控制精度为0. 1℃,测量精度为±0·05℃.

　　2·2　气温测量与控制

　　恒温气浴部分主要包括加热器、风扇、铂电阻温度传感器。气浴温度是产生被吸附剂定压蒸汽的另一关键因素,精确测量和控制气温是本控制部分的主要功能。气浴温度的可调范围为室温到90℃,温度调整精度为1℃,控制精度为0.1℃,测量精度为±0.05℃.

　　2·3　吸附量测量与进程控制

　　本部分主要部件是一台安装于气浴室的精密电子秤,精确测量吸附量是本部分的主要功能。此外,还可以根据吸附量控制整个测量进程。

　　2·4　监控

　　面板监控部分主要包括显示屏和键盘,实时显示水浴温度、气浴温度、吸附量、工作状态和进展情况,选择工作方式、调整工作参数和控制测量进度。另外,还可以通过计算机实施监控,比面板监控更清晰,更方便。

　　2·5　数据处理

　　测量结束后的数据处理主要是计算比表面积、微分孔径分布和积分孔径分布,输出恒温吸附表、孔径分布表和恒温吸附曲线、孔径分布曲线。

　　3　电路原理

　　这里主要介绍温度测量和控制部分的电路原理,其他部分的电路原理在很多资料上都有介绍,这里就不多述。水温测量和控制与气温测量和控制在电路上完全一致,只是控制参数有差别。