专利名称:自动控制计量器的制作方法用于各种盐、碱、酸、糖溶液及水的流量自动控制与自动计量。在制药行业青霉素、链霉素等发酵过程中，要求根据发酵工艺的要求定时、定量地补充几种液体物料，如葡萄糖母液，苯乙酸、尿素等。对所补充的液体物料的流量要求能够精确地控制，并累计总量，还要求补料控制设备能耐130℃以上的高温消毒，能始终保持严格密闭，以防染菌。目前生产中用的发酵罐容积为几十米3到一百米3，补料控制设备多是在储料罐和发酵罐之间装一管道和阀门，由人操作阀门来控制补料流量，根据储料罐液位的变化来观测补料流量。补料流量一般为每分钟几升到十几升。这种方法工人劳动强度大，控制效果不好。目前试验室用的发酵罐容积为5升左右，补料控制设备多是蠕动泵(核工业部五所生产)，其原理如图1所示，驱动轮(1)每转过一个齿，塑胶软管(2)中就流过一定体积的液体。控制驱动轮(1)的转速即可控制流量，累计驱动轮(1)转过的齿数，即可累计补料的总量。一般蠕动泵的最大控制流量为每分钟几毫升到几十毫升。可见蠕动泵，可以精确地控制补料流量，但受其最大控制流量所限，不能用于生产中的发酵罐。本发明的任务在于研制一种既可对补料液体流量自动控制、自动计量，又可用于大生产的自控装置。本发明的特征与结构如图2所示。由不锈钢罐底(M1)，不锈钢罐顶(M2)中间夹一段石英玻璃管(M3)组成罐体。不锈钢和石英玻璃之间垫有橡胶垫圈(M4)，整个罐体密闭，并可通过石英玻璃观测内部液位。罐底(M1)连接出料电磁阀(F1)和进料电磁阀(F2)，(以下简称F1和F2)，罐顶(M2)连接液位检测电极(G)和连通管(Q)，连通管(Q)的另一端和发酵罐的顶部连通，使发酵罐和计量器罐体保持等压。液体检测电极(G)，(以下简称电极，用G表示)，由不锈钢制成，两端有螺纹，中部有个箍，箍与罐顶(M2)之间由聚四氟乙烯垫圈(H)起密闭和绝缘作用。聚四氟乙烯垫圈(H)下部呈杯形，罩住电极(G)中部的箍，形成一个口朝下的气室。一旦当计量器罐体内液体充满时，由于气室内保存有空气，而不会被液体侵湿，当液体排出后，电极(G)和计量器罐体之间能立刻恢复高电阻状态，以保证液位信号的可靠。电极下端通过螺纹联结一个石墨触头I可保证电极端不被腐蚀。电极上端的螺纹安装螺母，用以压紧垫圈(H)和接线。出料阀(F1)、进料阀(F2)和电极(G)通过图3所示的电子线路，组成一个控制系统。该电子线路包括两个电磁阀驱动放大器，分别驱动电磁阀F1和F2。以下简称F1放大器和F2放大器。F1放大器由晶体三极管BG2、BG3组成。F2放大器由晶体三极管BG4、BG5组成。F1放大器的输出C点除接电磁阀外，还通过一个晶体二极管D3接F2放大器的输入B点。电极G也接于B点，计量器罐体接电子线路地线N点。计算机发出的控制信号(高电平有效)接电子线路的PB0端。经BG1电流放大后，再通过光电偶合器TIL113作用到F1放大器的输入A点。二极管D2、D6为电磁阀线圈断电时产生的反电势提供放电回路。调整电位器W可适用于不同电导率的溶液。二极管D4、D5为F2放大器的输入端建立起一个约9V左右的门坎电压。
这个电子线路不仅可以驱动电磁阀，而且还具有如下逻辑功能F1＝PB0(1)F2＝
F1·
G(2)根据上述逻辑还可导出F1=
PB0(3)F2＝F1+G (4)其中F1、F2表示阀门的开态，
F1、
F2表示阀门的关态。
G表示电极G与液面接触。
G表示电极G与液面不接触。
PB0表示控制信号为高电平。
PB0表示控制信号为低电平。
当计量器罐内无料，而且PB0点为低电平时，出料阀F1关闭，见逻辑(3)，进料阀F2打开，见逻辑式(2)，物料进入计量器，当计量器内液位升到与电极接触时，由于电极G和计量器罐体之间的等效电阻(10K左右)与R7和W分压，而使B点电位低于F2放大器的门坎，进料阀F2失电而关闭，见逻辑式(4)。这时计量器内保持一定体积的物料，处于等待状态。
当计算机发出控制信号，PB0变为高电平时，出料阀F1打开，见逻辑式(1)。同时由于二极管D3的作用而把B点拉为低电平，低于F2放大器的门坎电压，F2因而被屏敝，不会因为液面与电极脱离接触而又打开，见逻辑(2)。这时计量器内的物料将通过F1流入发酵罐，F1的打开持续时间即控制信号的持续时间应略大于计量器内物料全部流入发酵罐所需要的时间。控制信号消失，F1自动关闭，见逻辑式(3)。同时二极管D3因受反向电压而截止，解除了对F2的屏敝作用，B点因电极G与液面不接触而大于门坎电压，F2因此得电而再次打开，见逻辑式(2)。这时物料进入计量器直到液面接触电极G，F2自动关闭，逻辑(4)，再次进入等待状态。然后重复上述过程。
这样计算机每发出一个控制信号，该计量器就自动地、精确地给发酵罐补入一定量的物料，计算机可通过控制PB0信号的周期来控制补料的速度。通过对控制信号的累计来累计补料总量。因而本发明可在“发酵过程计算机自控系统”中作为一个受计算机控制的执行机构。


本发明是一种用于盐、碱、酸、糖溶液及水的流量自动控制计量器。制药行业青霉素、链霉素等发酵过程中，要求在无菌、密闭的条件下定时、定量地补充几种盐、碱、酸、糖溶液。本发明受蠕动泵的启示，采用固定每次补料的体积，控制补料的频率，以达到控制补料量的目的。为实现定体积控制，采用了带有出料阀F