CN103344668B - 一种汽油氧化安定性测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽油氧化安定性测定装置，它由内置样品汽油的氧弹（3）和自动测定系统组成，所述的自动测定系统包括金属浴和测定控制系统，其特征是所述的金属浴包括第一基体（2）、第二基体（2’）、感应器（1），在所述的基体中设有的弹体室（24），在氧弹体上方的弹杆上套有一塞子（23）构成弹体室的顶壁，将氧弹体封闭在弹体室内，所述的感应器包括磁轭，磁轭上套有连接到外部交流电源的线圈，所述的磁轭连接到弹体室，使线圈产生的磁通从弹体室的壁上通过。其有益效果是，1、本金属浴通过电磁感应使弹体室的壁成为热源，使氧弹体受热均匀。2、氧弹体升温所需的热量是由弹体室的壁直接产生的，可降低弹体室的材料消耗和电能消耗。

Description

一种汽油氧化安定性测定装置

技术领域

本发明涉及一种汽油氧化安定性测定装置，用于测定在加速氧化条件下汽油的氧化安定性。

背景技术

为了测定汽油在加速氧化条件的氧化安定性，可用诱导期来表示汽油在储存时生成胶质的倾向，GB/T8018-87标准规定了测定汽油诱导期的方法和应使用的装置。其方法概要为：试样在氧弹中氧化，此氧弹先在15-25℃下充氧至689千帕，然后加热至98-102℃之间，按规定的时间间隔读取压力、或连续记录压力，直至到达转折点（转折点：压力—时间曲线上的一点，是在15分钟以内压力降达到13.8千帕，而且再继续15分钟压力降不小于13.8千帕的开始下降的那一点） 。试样到达转折点所需要的时间即为试验温度下的实测诱导期。由此实测诱导期就可以计算100℃时诱导期。

此方法规定在测定过程中，必须具备的重要测试条件是：对氧弹加热的氧化浴为恒温水浴，放一个氧弹的水浴容量不应小于18升，如放多个氧弹，则每增加一个氧弹就应增加8升容量，且水浴的尺寸应保持浴液的深度不小于290毫米，氧弹的顶盖至少浸入100℃的浴液表面以下50毫米，以保证氧弹体的上、下表面以及侧面受热均匀。但这样会导致浴槽的体积很大，同时浴液沸腾时会产生水分蒸发，需要及时补充水分，使得操作不便。为此有人将水浴该为金属浴，该金属浴的常见结构，包括金属基体，在基体上设有容纳氧弹体的弹体室，在基体上还设有电热丝或电热棒，通过热传导来对氧弹体加热，通过设置在基体上的温度传感器检测的温度值来控制电热装置使温度恒定。相对水浴而言，其体积较小，可避免水分的蒸发，防止水蒸气对设备的腐蚀。但也存在不足的地方：1、热源点在基体中分散布置，远离热源点的基体部分与热源点之间存在热阻，使基体受热不均匀，特别是由于热源难以设置在氧弹体的上方，氧弹体顶部有一热阻最大值，造成氧弹体受热不均匀； 2、为尽可能地使热阻均匀必须增加基体的质量使得基体的体积较大，造成基体的材料耗用大、对基体加热所消耗的电能也较大，因此有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明提供了一种汽油氧化安定性测定装置，其要解决的技术问题是能够保证金属浴内的氧弹体受热均匀，提高诱导期测定的精确度。

 所述的汽油氧化安定性测定装置由内置样品汽油的氧弹3和自动测定系统组成，所述的自动测定系统包括对氧弹的氧弹体31加热的金属浴和测定控制系统，其特征是所述的金属浴包括第一基体2、第二基体2’、感应器1，在所述的基体中分别设有盲孔的弹体室24，其壁厚与盲孔的直径成一的比例关系；在氧弹体上方的弹杆32上套有一塞子23构成弹体室的顶壁，将氧弹体封闭在弹体室内，弹体室的顶壁、侧壁以及底壁具有相同的厚度；一对导引块从在弹体室的侧壁上向外伸出，其高度与弹体室的高度相等，其宽度与盲孔的直径成另一的比例关系；所述的感应器包括上磁轭11、下磁轭12、中磁轭13，所述的磁轭构成“工”字形，在中磁轭上套有线圈14，所述的线圈连接到外部交流电源，所述的上磁轭和下磁轭的高度与导引块的高度相等，所述的上磁轭和下磁轭的两端面分别与所述的导引块的侧面相贴合连接，使线圈产生的磁通Φ从弹体室的壁上通过，所述的磁轭、基体和塞子用导磁的金属材料制成。

其有益效果是，1、本金属浴通过电磁感应在弹体室的顶壁、侧壁和底壁上形成涡流，使弹体室的壁成为热源，解决了现有技术的热源点与基体其他部分之间存在热阻以及热源点不能设置在氧弹体顶部的技术问题，使氧弹体受热均匀。2、由于氧弹体升温所需的热量是由弹体室的壁直接产生的，热传导快可降低了弹体室的材料消耗和电能消耗。

附图说明

 图1为本发明的金属浴结构示意图。

图2为图1的A-A向剖视图。

 图3为图1的B-B向剖视图。

图4为图1的C-C向剖视图。

图5为本发明的测定控制系统原理方框图。

具体实施方式

现结合附图说明本发明的具体实施方式。

本发明的汽油氧化安定性测定装置，由内置样品汽油的氧弹3和自动测定系统组成。所述的自动测定系统包括对氧弹的氧弹体31加热的金属浴和测定控制系统，其特征是，所述的金属浴包括第一基体2、第二基体2’、感应器1，所述的基体由弹体室24和一对导引块22构成，所述的弹体室为盲孔结构其壁厚与盲孔的直径成一的比例关系，在氧弹的弹杆32上套有一塞子23，该塞子能塞进弹体室的开口部，构成弹体室的顶壁，将氧弹体封闭在弹体室内，弹体室的顶壁、侧壁以及底壁具有相同的厚度，所述的导引块从在弹体室的侧壁上向外伸出，其高度与基体的高度相等，其宽度与盲孔的直径成另一的比例关系；所述的感应器包括上磁轭11、下磁轭12、中磁轭13，所述的磁轭构成“工”字形，在中磁轭上套有线圈14，所述的线圈连接到外部交流电源，所述的上磁轭和下磁轭的高度与导引块的高度相等（如图4所示），上磁轭和下磁轭的两端面分别与所述的导引块的侧面相贴合连接。

该金属浴的工作原理是通过电磁感应对弹体室加热，在图1中，中磁轭为主磁路，沿上磁轭的左半部、第一基体的导引块、弹体室的顶壁底壁和侧壁、下磁轭的左半部构成一分磁路；沿上磁轭的右半部、第二基体的导引块、弹体室的壁、下磁轭的右半部构成另一分磁路，两分磁路的路径长度相等；所述的磁轭、基体和塞子用导磁的金属材料（如低碳钢或电工纯铁）制成；感应器的线圈接通交流电源（如工频电源或中频电源）后，产生一交流磁通，该磁通可在弹体室的壁上感应出电流（涡流）使其产生热量。由于采用电磁感应加热的方法使得构成磁路一部分的塞子也成为热源点，解决了现有技术热源点难以设置在弹体室顶部的技术问题。

为减少电能的消耗，所述的上磁轭、下磁轭和中磁轭可用硅钢片制成，硅钢片与低碳钢或电工纯铁相比具有较高的磁导率和较高的电阻率，可减小磁轭的体积和在磁轭中形成的涡流。

 弹体室产生足够的热量与通过线圈的电流和弹体室的壁厚相关，而要使弹体室的产生的热量均匀，则与弹体室的壁厚和导引块的根部在弹体室上位置有关。试验表明：

当导引块在弹体室上对称设置时，即导引块的宽度方向的中心线221与弹体室直径的延伸线241相重合，弹体室的壁厚为其盲孔直径的二分之一，所述的导引块的宽度等于盲孔的直径，可使弹体室的产生的热量均匀；

当导引块在弹体室上非对称设置时，即导引块的宽度方向的中心线221与弹体室直径的延伸线241之间有一向外偏移的距离，所述的偏移距离为导引块宽度的十分之一，弹体室的壁厚仅为其盲孔直径的三分之一，导引块的宽度仅为盲孔直径的三分之二，也可使使弹体室的产生的热量均匀；

这是因为导引块具有一定的宽度，当其对称设置在弹体室上时，弹体室靠近中磁轭的位置的侧壁与远离中磁轭的位置的侧壁的磁路的路径不等，使弹体室靠近中磁轭的位置的侧壁通过的磁通较多，造成该位置侧壁的发热量较大；当弹体室具有足够的壁厚时其热阻较小，热量传导快，因而可忽略磁通在弹体室上不均匀的造成的影响。当导引块非对称设置在弹体室时，由于导引块向外偏移，可使弹体室靠近中磁轭的位置的侧壁与远离中磁轭的位置的侧壁的磁路的路径相等，磁通在弹体室的壁上分布均匀，因此采用较薄的壁也能使弹体室的产生的热量均匀，从而降低了弹体室的材料消耗，进一减少电能消耗。

所述的测定控制系统包括分别设置在两个基体上的第一温度变送器41和第二温度变送器42、分别设置在两个弹杆顶端的第一压力变送器51和第二压力变送器52、单片机系统、固态继电器和微机系统；所述的温度变送器和压力变送器具有数字信号输出功能，所述的单片机系统包括单片机、通信接口，所述的温度变送器的输出端和所述的压力变送器的输出端分别与单片机的输入端相连接，单片机的输出端与固态继电器的输入端相连接，固态继电器的输出端串接在所述感应器的线圈与交流电源回路中，所述的交流电源为工频电源，所述的通信接口连接到微机系统；所述的单片机对所接受的温度信号与温度设定值进行比较运算，根据运算结果来控制固态继电器的通/断，使弹体室的温度与温度设定值相一致，所述的单片机还将所接受的温度信号和压力信号通过通信接口输送至微机系统，所述的微机系统根据温度信号和压力信号判断判断转折点和显示测定结果。

所述单片机的型号为AT89C51,所述的通信接口的型号为RS485，所述的温度变送器和压力变送器为现有技术产品，可从市场上选购满足测定精度要求的产品，所述的固态继电器可为电流过零触发导通型或电流非过零触发导通型。

为防止金属浴产生热量泄漏，可在金属浴的四周设置保温层。

所述的金属浴的磁路的磁导率大大高于空气的磁导率，线圈产生的磁通绝大部分从所述的磁路中通过，但还存在极小部分漏磁通，为防止这部分漏磁通的泄漏，保温层的外壳可用薄铁板材料制作。这样一方面对漏磁通进行有效的屏蔽，另一方面可保护保温层。

Claims (7)

1.一种汽油氧化安定性测定装置，由内置样品汽油的氧弹（3）和自动测定系统组成，所述的自动测定系统包括对氧弹的氧弹体（31）加热的金属浴、进行氧化安定性测定的测定控制系统，其特征是所述的金属浴包括第一基体（2）、第二基体（2’）、感应器（1），在所述的基体中分别设有盲孔的弹体室（24），其侧壁和底壁的壁厚与盲孔的直径成一比例关系；在氧弹体上方的弹杆（32）上套有一塞子（23）构成弹体室的顶壁，将氧弹体封闭在弹体室内，弹体室的顶壁、侧壁以及底壁具有相同的厚度；一对导引块从在弹体室的侧壁上向外伸出，其高度与基体的高度相等，其宽度与盲孔的直径成另一比例关系；所述的感应器包括上磁轭（11）、下磁轭（12）、中磁轭（13），所述的磁轭构成“工”字形，在中磁轭上套有线圈（14），所述的线圈连接到外部交流电源，所述的上磁轭和下磁轭的高度与导引块的高度相等，所述的上磁轭和下磁轭的两端面分别与所述的导引块的侧面相贴合连接，使线圈产生的磁通(Φ)从弹体室的壁上通过，所述的磁轭、基体和塞子用导磁的金属材料制成。

2.根据权利要求1所述的汽油氧化安定性测定装置，其特征是所述的弹体室、导引块和塞子用低碳钢制成；所述的上磁轭、下磁轭和中磁轭用硅钢片制成。

3.根据权利要求1或2所述的汽油氧化安定性测定装置，其特征是所述的导引块在弹体室的侧壁设置的位置为：导引块的宽度方向的中心线（221）与弹体室直径的延伸线（241）相重合。

4.根据权利要求3所述的汽油氧化安定性测定装置，其特征是所述的弹体室的壁厚为其盲孔直径的二分之一，所述的导引块的宽度等于盲孔的直径。

5.根据权利要求1或2所述的汽油氧化安定性测定装置，其特征是所述的导引块在弹体室的侧壁上设置的位置为：导引块的宽度方向的中心线（221）与弹体室直径的延伸线（241）之间有一向外偏移的距离，所述的偏移距离为导引块宽度的十分之一。

6.根据权利要求5所述的汽油氧化安定性测定装置，其特征是所述的弹体室的壁厚为其盲孔直径的三分之一，导引块的宽度为所述的盲孔直径的三分之二。

7.根据权利要求1所述的汽油氧化安定性测定装置，其特征是所述的测定控制系统包括分别设置在两个基体上的第一温度变送器(41)和第二温度变送器(42)、分别设置在两个弹杆顶端的第一压力变送器(51)和第二压力变送器(52)、单片机系统、固态继电器和微机系统；所述的温度变送器和压力变送器具有数字信号输出功能，所述的单片机系统包括单片机、通信接口，所述的温度变送器的输出端和所述的压力变送器的输出端分别与单片机的输入端相连接，单片机的输出端与固态继电器的输入端相连接，固态继电器的输出端串接在所述感应器的线圈与交流电源回路中，所述的通信接口连接到微机系统；所述的单片机对所接受的温度信号与温度设定值进行比较运算，根据运算结果来控制固态继电器的通/断，使弹体室的温度与温度设定值相一致，所述的单片机还将所接受的温度信号和压力信号通过通信接口输送至微机系统，所述的微机系统根据温度信号和压力信号判断转折点和显示测定结果。