技术领域

本发明涉及一种铅酸电瓶，具体地说,涉及一种用于监测铅酸电瓶电解液的浓度计,属于电子技术领域。

背景技术

铅酸蓄在使用过程中，经过多次的充电和放电，电池极板会出现硫化,所谓硫化就是在电瓶极板上生成一种粗晶粒状的硫酸铅而引起。若硫化不严重，可采用小电流长时间充电的办法，使活性物质复原。常用的复原方法是：先将蓄电池按20h（20小时放电时间）放电率放完电，倒出全部电解液，用蒸馏水冲洗数次，再注入蒸馏水至标准液面，用较小电流充电，并随时测量电解液的密度，当密度增大到1.15g/cm³时停止充电。然后倒出各单格内的全部电解液, 再注入蒸馏水,继续充电。如此反复多次,直至电解液的密度不再增大为止。最后进行一次放电,再将其充足电,将电解液密度调整至所需值即可。经去硫化充电后的蓄电池,其容量应恢复到额定容量的80%以上。修复过程中需要不断的检测电瓶中硫酸的浓度。

而检测硫酸浓度的方法通常是采用比重计法，比重计法测浓度是根据不浓度的硫酸对光的折射率不同，硫酸浓度越高对光的折射角会越大的原理工作的。所以，利用比重计法测浓度时要把比重计取出后，在光源下观察光的折射角，然后换算成硫酸的浓度；现时，由于硫酸浓度与比重的换算时，结果受温度影响，在测出比重后折算浓度时，还要对照温度查相关表格，得出硫酸对应的浓度，操作复杂，测量速度慢；若要将得到的光折射角转换成电信号，难度很大，所以这种方法目前无法实现对硫酸浓度的连续检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种用于监测铅酸电瓶电解液的浓度计,克服了现有比重计存在的将光的折射角转换成电信号难度大、无法实现连续检测的缺陷，采用本发明的浓度计后，具有测量速度快，适应温度范围大，精确度高、可对电瓶中硫酸的浓度持续进行检测的优点。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种用于监测铅酸电瓶电解液的浓度计,其特征在于：包括绝缘材料制成的筒状支撑体，筒状支撑体的下部固定设置有阴极板、阳极板，阴极板、阳极板设置在筒状支撑体内，阴极板采用海绵状铅粉制成，阳极板采用过氧化铅活性物质制成，筒状支撑体下部的筒壁上具有透液孔；

所述筒状支撑体的底端设有温度传感器，筒状支撑体上部的筒壁上设有LED显示屏、电池盒，筒状支撑体上部的筒体内设有控制电路，LED显示屏、阴极板、温度传感器、阳极板和控制电路电连接，温度传感器为型号是DS1624；

所述筒状支撑体的上部与筒状支撑体的下部之间设有一个搁板。

一种优化方案，所述控制电路包括单片机、恒流放电电路、A/D转换电路和放电电阻R1，单片机的型号为AT89S52；

所述恒流放电电路包括场效应管T、电阻R2、电阻R3、电阻R6、运算放大器U3、电阻R4、电阻R5和电容C1，场效应管T的源极接电阻R2的一端、电阻R6的一端，电阻R2的另一端接地并接阴极板、电容C1的一端及单片机的接地脚，运算放大器U3的型号为LM358。

进一步地，所述电阻R6的另一端接运算放大器U3的反相输入端，电容C1的另一端接电阻R4的一端、电阻R5的一端，电阻R4的另一端接运算放大器U3的同相输入端，电阻R5的另一端接单片机的P1.2，运算放大器U3的输出端接场效应管T的栅极；场效应管T的漏极接放电电阻R1的一端，放电电阻R1的另一端接阳极板和A/D转换电路，A/D转换电路为型号是ADC0809的A/D模数转换器U2，A/D模数转换器U2的26脚接阳极板，A/D模数转换器U2的8、14、15、17、18、19、20、21脚分别接单片机的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7。

进一步地，所述温度传感器的SDA（串行总线数据输入输出端口） 、SCL（串行时钟总线端口）脚分别接单片机的P1.0和P1.1。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：采用本发明的浓度计后，将硫酸的浓度通过电动势来体现，具有测量速度快、可对电瓶中硫酸的浓度进行持续检测的优点，而且适应温度范围大，检测结果精确度高。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

附图1是本发明实施例中浓度计的结构示意图；

附图2是本发明实施例中浓度计的原理框图；

附图3是本发明实施例中控制电路的电路图；

图中，

1-筒状支撑体，2-LED显示屏，3-电池盒，4-阴极板，5-温度传感器，6-阳极板，7-控制电路，8-透液孔，9-搁板，10-单片机。

具体实施方式

实施例，如图1所示，一种用于监测铅酸电瓶电解液的浓度计,包括绝缘材料制成的筒状支撑体1，筒状支撑体1的下部固定设置有阴极板4、阳极板6，阴极板4、阳极板6设置在筒状支撑体1内，阴极板4采用海绵状铅粉制成，阳极板6采用过氧化铅活性物质制成，筒状支撑体1下部的筒壁上具有透液孔8，作用时让电解液进入到两个电极板之间，与两个极板反应，产生测量电动势，筒状支撑体1的底端设有温度传感器5，筒状支撑体1上部的筒壁上设有LED显示屏2、电池盒3，筒状支撑体1上部的筒体内设有控制电路7，LED显示屏2、阴极板4、温度传感器5、阳极板6和控制电路7电连接，筒状支撑体1的上部与筒状支撑体1的下部之间设有一个搁板9，可以将浓度计搁在电瓶液体栓口处。使用时，筒状支撑体1经电瓶液体栓口插入到电瓶内，电瓶中的电解液面没过透液孔8。

如图2、图3所示，控制电路7包括单片机10、恒流放电电路、A/D转换电路和放电电阻R1，单片机10的型号为AT89S52。

恒流放电电路包括场效应管T、电阻R2、电阻R3、电阻R6、运算放大器U3、电阻R4、电阻R5和电容C1，场效应管T的源极接电阻R2的一端、电阻R6的一端，电阻R2的另一端接地并接阴极板4、电容C1的一端及单片机10的接地脚，运算放大器U3的型号为LM358。

采用恒流源作为两个检测电极的负载，一是克服检测电极在空载时电压虚高现象；二是检测电极间的电压由于随硫酸的浓度增加而升高，如果采用一般的电阻放电，放电电流会出现随电压而变化的现象，影响测量结果，采用了恒流源负载，测量准确。

电阻R6的另一端接运算放大器U3的反相输入端，电容C1的另一端接电阻R4的一端、电阻R5的一端，电阻R4的另一端接运算放大器U3的同相输入端，电阻R5的另一端接单片机10的P1.2，运算放大器U3的输出端接场效应管T的栅极；场效应管T的漏极接放电电阻R1的一端，放电电阻R1的另一端接阳极板6和A/D转换电路；

A/D转换电路为型号是ADC0809的A/D模数转换器U2，A/D模数转换器U2的26脚接阳极板6，A/D模数转换器U2的8、14、15、17、18、19、20、21脚分别接单片机10的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7，作用是将两个极板电压转换成8位2进制数，输入到单片机10。

温度传感器5为型号是DS1624的高精度温度传感器U1，高精度温度传感器U1的SDA（串行总线数据输入输出端口） 、SCL（串行时钟总线端口）脚分别接单片机10的P1.0和P1.1；电瓶电压与温度有关，通常的数值是在25度时测出的，加入温度传感器的目的是对电瓶工作温度检测，输出信号到单片机10，对不同工作温度下产生的误差在单片机10处理时进行修正，本领域技术人员可以根据本说明进行适当设置，在此不再详细描述。

电阻R4、电阻R5和电容C1构成滤波电路，单片机10输出的脉冲信号通过滤波电路滤波后得到直流信号，经过运放后控制场效应管T导通，通过两个极板形成放电回路，电阻R1为放电电阻，电阻R2为反馈电阻，电路采用电流负反馈，形成恒流源。

使用时，将浓度计搁在电瓶液体栓口处，搁板9起到限定未知的作用，筒状支撑体1经电瓶液体栓口插入到电瓶内，电瓶中的电解液面没过透液孔8，使两个检测电极完全浸没夺电解液中，使检测电极与电解液发生电化学反应，两个检测电极上会产生电动势，电动势的大小与电解液中硫酸的浓度有关，当电解液浓度越高时，电动势会高，这样达到持续检测硫酸浓度的目的。

单片机10的功能也可以采用传统的电路来实现，本领域技术人员根据本发明的构思原理，不经创造性劳动就可以得到，故不再详细描述。

将以上浓度计进行测量铅酸电池电解液浓度的试验，结果为：零下15±1度时，精确度为±0.02%；零下10±1度时，精确度为±0.014%；零下6±1度时，精确度为±0.011%；0±1度时，精确度为±0.009%；10±1度时，精确度为±0.008%；15±1度时，精确度为±0.007%；20±1度时，精确度为±0.005%；25±1度时，精确度为±0.007%；30±1度时，精确度为±0.008%；35±1度时，精确度为±0.011%；40±1度时，精确度为±0.015%；45±1度时，精确度为±0.019%；50±1度时，精确度为±0.023%。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明内容，不应理解为是对本发明保护范围的限制，只要是根据本发明技术方案所作的改进，均落入本发明的保护范围。