CN102565010A - 油品稳定性判定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明用正庚烷稀释油品沥青质至相位分离，利用近红外光源检测燃料油的透光度，透光度平均标准偏差为分离指数，以分离指数作为油品质量的评价指标，当分离指数小于10时，表明该燃料油稳定性良好，介于10～20时稳定性尚可，大于20时稳定性则较差。由于采用了上述技术方案，本发明提供的油品稳定性判定方法和装置，通过一种简单的方法完成了对油品的稳定性的判定，过程客观，便捷。依照该方法制成的检测设备，具有检测快速，准确等特点，特别适合现场对油品进行检测，由于其结构简单，不仅便于生产，而且成本非常低廉适于广泛推广。

Description

油品稳定性判定方法和装置

技术领域

本发明涉及国际专利分类号G01N借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料、传播时间测定距离、速度或存在状态的一般系统，利用其他波的类似装置；尤其涉及G01N21/00利用光学手段，即利用红外光、可见光或紫外光来测试或分析材料。

背景技术

航运业的蓬勃发展令油品供不应求，受利益驱使，流通领域发现了采用煤焦油，废机油，粗芳烃，植物油和轮胎橡胶油等调制的劣质船用燃料油。这些来源复杂的油品掺入到船用燃料油中会形成不稳定因素：泵加热过程形成沥青质或油泥，使分油机滤网堵塞，严重的会造成发动机腐蚀和磨损，高芳烃油品还会造成燃料油发火质量的下降，并且威胁到船员的健康与海洋环境。然而，现行的现场检测船用燃油检测手段：沉淀物、清洁度和相容性检测等手段由于检测的片面性均不能准确的测定燃油的确切组分《船用燃料油品质监控》[J]中国水运China Water Transport 2010.11第十卷中对于现行的船用燃料油品检测手段的主要缺陷和原因做了较为详尽的叙述。虽然实验室可以对油品品质做出详尽客观的报告，但是通常需要经过多种检测仪器检测，例如：硫分析仪、密度分析仪、闪点分析仪、辛烷值分析仪、含氧量分析仪、苯分析分析仪和甲苯分析等多个仪器，检测过长漫长且耗费人力。如何能够准确客观迅速的判断油品稳定性，成为了一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种油品稳定性判定方法，其特征在于具有如下步骤：

a.制备待测油品试样；

b.提供一盛装待测油品试样的玻璃管，照射光源和测试透光度的光电探测器；

c.在玻璃管的长度方向上选取一段作为检测段，在该检测段上划定多个监测点；

d.打开照射光源，使照射光源照射检测段上的每个监测点；在光源照射监测点的同时，使用光电探测器检测该照射位置的透光度；

e.记录下一个检测段的所有检测点的透光度数据，计算一个检测段的透光度的平均值Xi，(i＝1)；

f.重复步骤cn次，获得多组所述检测段的透光度数据的平均值Xi(i＝2.3.4...n)和检测全过程的总透光度平均值Xt，利用标准差公式，得到油品的分离指数Sn；

$S_n=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(X_i-X_t)}^2}{n-1}}$

式中：n代表重复检测的次数

Xi为每个检测段的透光度平均数

Xt为检测全过程所有透光度的平均数；

根据分离指数Sn大小判定油品稳定性。

当Sn＜10时，判定稳定性良好；

当10≤Sn＜20时，判定稳定性尚可；

当Sn≥20时，判定稳定性较差；

且Sn数值越大，表明油品稳定性越差。

所述步骤a具有如下步骤：

a1将油品在过量甲苯中稀释，并搅拌至充分溶解，制成甲苯石油试样；

a2将步骤a1中制得的甲苯石油试样加入到过量正庚烷中，震荡容器至少16秒溶解，制得油品-甲苯-庚烷混合物并取适量装入所述试管。

所述步骤a1中搅拌时长为1小时。

所述照射光源采用近红外光源，所述近红外光源的波长为900nm。

一种油品稳定性判定装置，具有检测单元、转换单元、运算单元、存储单元和输出单元；

所述检测单元具有：玻璃管，连接板，照射光源，光电探测器以及动力和传动装置；

所述连接板的两端静连接有相对设置的照射光源和光电探测器，该连接板与传动装置相连接可带动所述照射光源和光电探测器在所述玻璃管的长度方向上作往复运动；所述照射光源和光电检测器之间留有间距大于玻璃管尺寸的空间；

所述光电探测器将检测到的透光度电压信号，传送至转换单元，转换单元将透光度电压信号转换为计算单元可识别的数字信号，将该数字信号传送至运算单元；

运算单元记录下每个监测点的透光度，并运算出每个检测段的透光度平均数和整个检测过程中所有监测点透光度的总平均数，得出检测油品稳定性判定数据传送至输出单元。

所述动力装置为步进电机；所述传动装置为传动螺母；

所述光电探测器的感光元件的几何中心在检测过程中始终位于所述照射光源发出的照射光线的延长线上。

所述照射光源为红外光源，波长为900nm。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的油品稳定性判定方法和装置，通过一种简单的方法完成了对油品的稳定性的判定，过程客观，便捷。依照该方法制成的检测设备，具有检测快速，准确等特点，特别适合现场对油品进行检测，由于其结构简单，不仅便于生产，而且成本非常低廉适于广泛推广。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的判定方法流程图

图2为本发明的结构示意图

图3为本发明检测单元的示意图

图4为本发明实验I的透光度曲线图

图5为本发明实验II的透光度曲线图

图6为本发明实验III的透光度曲线图

图中：1.步进电机、2.驱动螺母、3.照射光源、4.光电探测器、5.玻璃管、6.连接板。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

如图2和图3所示一种油品稳定性判定装置：包括检测单元、转换单元、运算单元、存储单元和输出单元。检测单元包括一个步进电机1，该步进电机1水平设置，下方连接有竖直设置的传动螺杆7，由于本发明的检测精度较高，优选的该步进电机为混合式步进电机，具有步距角小，出力大，动态性能好的特点。该传动螺杆上安装有驱动螺母2，驱动螺母上机械静连接有连接板6，优选的为螺栓连接，便于拆卸，方便日后的维护与更换。

在连接板的2端，安装有相对设置的近红外(900nm)照射光源3和光电探测器4，为了保证检测精度，光电探测器4与照射光源3在同一直线上。

在待测试管上划定固定的多个检测点，使用时，步进电机控制驱动螺母作竖直上下的往复运动，带动照射光源3和光电探测器4检测玻璃管上的每一个监测点。将获得的透光度数据发送至转换单元，优选的，该转换单元含有：放大电路、滤波电路、检波电路，将光电探测器4检测到的透光度的电信号转化为计算机可识别的数字信号，上传至运算单元。

运算单元与存储单元相连接，负责运算每个检测点的透光度信号，存入存储单元，在完成一个检测段的检测后，调取存储单元中存储的检测数据，计算该检测段的平均透光度，在完成多个检测过程后，计算整个检测过程中的透光度的总平均数，根据公式运算出分离指数，并传送至输出单元输出该分离指数为检测人员提供油品稳定性判定的依据。

本设备可小型化设置，方便油品检测人员携带至现场进行操作。

图1本发明的判定方法流程图，下面结合实施例对本发明的检测方法进行详细叙述：

实施例1.有图1本发明的判定方法流程图所示，一种判定油品稳定性的方法，该方法具有如下步骤：a.制备待测油品试样，作为一个较佳的实施方式：取待测油品15g，在带盖的试瓶中用过量甲苯稀释，并摇晃均匀。用磁棒将油品与甲苯溶解。在磁性搅拌器中搅拌1～3h。

用量筒取23ml正庚烷放入玻璃管中，用移液管取2ml事前混合好的甲苯石油试样加入到正庚烷中，摇动试管6s。

用取液器将7ml的油品-甲苯-庚烷混合物及时放入试验试管中并将螺帽锁紧。

提供一盛装待测油品试样的玻璃管，照射光源和测试透光度的光电探测器：将步骤a中制得的油品-甲苯-庚烷混合物移入容积20ml、外径18mm、内经16mm、长度160mm的玻璃管中，保证玻璃管内置油样高度70mm，在玻璃管10～55mm(底部视为0mm)之间使用照射光源3和光电探测器4进行透光度扫描。

在玻璃管15-60mm区段，设定检测照射光源3与光电探测器4的移动步长0.05mm，共移动50mm，时间60s，共进行16个循环；

打开照射光源，使照射光源3依次照射检测段上的每个监测点；在光源照射监测点的同时，使用光电探测器检测该照射位置的透光度；

记录下一个检测段的所有检测点的透光度数据，计算一个检测段计算每一循环扫描获得的1125点透光度的均值Xi；

计算16次扫描的总平均透光度Xt；

重复步骤d-e n次，获得多组所述检测段的透光度数据的平均值Xi(i＝2.3.4...n)和检测全过程的总透光度平均值Xt，利用标准差公式，得到油品的分离指数Sn；

$S_n=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(X_i-X_t)}^2}{n-1}}$

式中：n代表重复检测的次数

Xi为每个检测段的透光度平均数

Xt为检测全过程所有透光度的平均数；

根据分离指数Sn大小判定油品稳定性。

当Sn＜10时，判定稳定性良好，油品质量优秀；

当10≤Sn＜20时，判定稳定性尚可，可勉强使用；

当Sn≥20时，判定稳定性较差，会对发动机、海洋环境和船员自身安全造成危害；

且分离指数Sn与油品稳定性成线性关系，数值越大，表明油品稳定性越差。

以下为依照本发明诉述实验方法进行的三次实验测量结果：

附表1.透光度实验I数据

附表2透光度实验II数据

附表3透光度实验II数据

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油品稳定性判定方法，其特征在于具有如下步骤：

a.制备待测油品试样；

b.提供一盛装待测油品试样的玻璃管，照射光源和测试透光度的光电探测器；

c.在玻璃管的长度方向上选取一段作为检测段，在该检测段上划定多个监测点；

d.打开照射光源，使近红外照射光源照射检测段上的每个监测点；在近光源照射监测点的同时，使用光电探测器检测该照射位置的透光度，该光电探测器与所述照射光源具有同轴性；

e.记录下一个检测段的所有检测点的透光度数据，计算一个检测段的透光度的平均值Xi，(i＝1)；

f.重复步骤cn次，获得多组所述检测段的透光度数据的平均值Xi(i＝2.3.4...n)和检测全过程的总透光度平均值Xt，利用标准差公式，得到油品的分离指数Sn；

$S_n=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(X_i-X_t)}^2}{n-1}}$

式中：n代表重复检测的次数

Xi为每个检测段的透光度平均数

Xt为检测全过程所有透光度的平均数；

根据分离指数Sn大小判定油品稳定性。

2.根据权利要求1所述的油品稳定性判定方法，其特征还在于所述步骤f：

当Sn＜10时，判定稳定性良好；

当10＜Sn＜20时，判定稳定性尚可；

当Sn≥20时，判定稳定性较差。

3.根据权利要求1所述的油品稳定性判定方法，其特征还在于所述步骤a具有如下步骤：

a1将油品在过量甲苯中稀释，并搅拌至充分溶解，制成甲苯石油试样；

a2将步骤a1中制得的甲苯石油试样加入到过量正庚烷中，震荡容器至少16秒溶解，制得油品-甲苯-庚烷混合物并取适量装入所述试管。

4.根据权利要求3所述的油品稳定性判定方法，其特征还在于：所述步骤a1中搅拌时长为1小时。

5.一种油品稳定性判定装置，其特征在于具有：检测单元、转换单元、运算单元、存储单元和输出单元；

所述检测单元具有：玻璃管，连接板，照射光源，光电探测器以及动力和传动装置；

所述连接板的两端静连接有相对设置的照射光源和光电探测器，该连接板与传动装置相连接可带动所述照射光源和光电探测器在所述玻璃管的长度方向上作往复运动；

所述光电探测器将检测到的透光度电压信号，传送至转换单元，转换单元将透光度电压信号转换为计算单元可识别的数字信号，将该数字信号传送至运算单元；

运算单元记录下每个监测点的透光度，并运算出每个检测段的透光度平均数和整个检测过程中所有监测点透光度的总平均数，得出检测油品稳定性判定数据传送至输出单元。

6.根据权利要求5所述的一种油品稳定性判定装置，其特征还在于：所述动力装置为步进电机；所述传动装置为传动螺母。

7.根据权利要求6所述的一种油品稳定性判定装置，其特征还在于：所述光电探测器的感光元件的感光中心在检测过程中始终位于所述照射光源发出的照射光线的延长线上。

8.根据权利要求7所述的一种油品稳定性判定装置，其特征还在于：所述照射光源为红外光源，波长为900nm。

9.根据权利要求6-9的任意一个权利要求所述的一种油品稳定性判定装置，其特征还在于：所述静连接均为可拆卸连接。

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