CN105572160B - 一种模块化凝点测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种模块化凝点测量装置及其测量方法，其中模块化凝点测量装置包括主板、液面波动感应器、箱体、液箱、凝点试管，箱体与可拆卸支架的横梁转动连接，箱体和液箱之间设置保温层，操控面板设置在箱体外，主板位于操控面板内部，孔口盘管螺旋状缠绕在凝点试管槽外，孔口盘管上均匀布置若干水孔，孔口盘管一端与液箱进水口连接，孔口盘管另一端封闭；凝点试管、液箱内均安装有温度传感器，两个温度传感器均与主板相连接，通过信号转换与处理装置及数据采集卡连接微处理器，微处理器连接操控面板的显示屏；液面波动感应器的上、下极板分别位于凝点试管装样刻度线以上2厘米、刻度线以下1厘米处。本发明解决试剂凝点精确测量的问题，同时还大大简化了测量凝点的操作。

Description

一种模块化凝点测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及石油及石油产品凝点测量技术，具体涉及一种模块化凝点测量装置及其测量方法。

背景技术

凝点是石油及石油产品的一项重要性能指标，凝点的精确测量对石油产品的使用、储存和运输都具有重要意义。凝点是原油管道输送设计计算的主要基础物性参数之一，其测量的准确性不仅关系到原油管道输送的安全性问题，也是石油及石油产品储存、运输等环节以节能降耗为目标的经济性问题基础参数。

现有的石油凝点测定仪操作繁琐、自动化程度差、测量误差大、体积庞大等缺点。现有凝点仪的测量方法如下：将装有实验样品的凝点试管放在冷却槽凝点套管中，安装好温度计后，根据石油行业凝点测试标准，待实验样品温度降至估计凝点8℃后，需要每2℃观察一次。观察方法是取出试管倾斜，判断实验样品是否流动。当凝点试管倾斜90°，样品5s不流动时的最高温度视为凝点温度。现有的凝点仪的操作过程中，需要把实验样品拿出到环境温度进行观察。增加了实验样品的剪切历史和热历史，使测量结果误差增大。而且所有过程都是人工操作，无法控制每次实验操作的一致性。

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化凝点测量装置，这种模块化凝点测量装置用于解决现有技术中测量凝点时，测量结果误差偏大、操作繁琐、自动化程度差等问题，并使凝点测量装置模块化、数字化、自动化，本发明的另一个目的是提供这种模块化凝点测量装置的测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种模块化凝点测量装置包括主板、液面波动感应器、温度传感器、操控面板、箱体、液箱、凝点试管、可拆卸支架、孔口盘管，箱体与可拆卸支架的横梁转动连接，液箱固定在箱体内，箱体和液箱之间设置保温层，操控面板设置在箱体外，主板位于操控面板内部，凝点试管槽位于液箱中心处，孔口盘管螺旋状缠绕在凝点试管槽外，孔口盘管上均匀布置若干水孔，孔口盘管一端与液箱进水口连接，孔口盘管另一端为封闭的；凝点试管、液箱内均安装有温度传感器，两个温度传感器均与主板相连接，通过信号转换与处理装置及数据采集卡连接微处理器，微处理器连接操控面板的显示屏；液面波动感应器的上、下极板分别位于凝点试管装样刻度线以上2厘米、刻度线以下1厘米处，并固定于凝点试管槽内。

上述方案中液面波动感应器连接操控面板的显示屏，液面波动感应器采用的是电容及其精密测量电路，若液面波动将导致介质发生改变，从而导致电容的变化，通过此原理来判断凝点试管内试样是否胶凝，其中精密电容测量电路置于主板上，精密电容测量电路采用双屏蔽电缆，提高测量精度。

上述方案中凝点试管中的温度传感器通过锥形加固盖固定在凝点试管中，试管塞塞在凝点试管口处，锥形加固盖扣在试管塞外，固定杆穿过锥形加固盖的锥尖及试管塞的中心，伸入到凝点试管内，固定杆的下端固定温度传感器，锥形加固盖及试管塞共同作用，使温度传感器位于凝点试管的中心线上，防止其偏离中心线位置。

上述方案中凝点试管槽选用导热金属材料制成，凝点试管槽内壁涂一层绝缘导热胶质材料，凝点试管与凝点试管槽之间紧密接触。

上述方案中液面波动感应器的上、下极板均通过绝缘胶质材料与凝点试管槽隔离，与凝点试管外壁相接触。

上述方案中液面波动感应器的上下极板与主板之间的电缆位于绝缘层内部。

上述方案中主板置有归零电路，每旋转一次凝点试管前，通过归零按钮归零一次，归零按钮设置在操控面板上。

上述方案中主板置有计时及报警模块，可以准确选择读数据的时间间隔，及时报警提示，倒计时按钮设置在操控面板上。

上述模块化凝点测量装置的测量方法：

步骤一：将模块化凝点测量装置与程控水浴连接，通过计算机将水浴调至装样温度，待凝点试管内部温度达到装样温度并稳定后，取出凝点试管，快速准确的将经预热后要测量的油样倒入凝点试管，油样倒入至装样量的界限处，然后将带有温度传感器的试管塞盖上，观察温度传感器是否位于油样的中心位置，调整温度传感器，让其保持竖直，并位于油样的中心位置，将装有油样的凝点试管快速放入凝点试管槽中，然后将锥形加固盖盖紧；

步骤二：通过计算机通过电脑控制水浴温度，使得凝点试管内温度以0.5~1 ℃/min的温降速率降温，当油样降至高于预期凝点8℃后，每隔2℃看其胶凝状态，即先按调零按钮，再将凝点测量装置缓慢向90°抬起，观察操控面板测量示数，若示数有变化，说明还没有胶凝，缓慢将箱体放置竖直位置；

步骤三：重复上述操作，直至示数不再变化，试样胶凝，记录下此时的凝点试管内部温度，即为此试样的凝点。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明解决试剂凝点精确测量的问题，同时还大大简化了测量凝点的操作。

2、本发明应用精密电容测量电路的原理，根据电容介质的改变检测实验样品是否胶凝，另外，减少了测量过程中实验样品的剪切历史和热历史，提高了凝点测量的准确度。

3、本发明与现代高科技接轨，基本上实现了凝点测量的自动化、模块化，减少了人为误差。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是本发明内部结构示意图；

图3是本发明工作过程示意图；

图4是本发明中液面波动感应器与凝点试管的关系示意图。

图中：1可拆卸支架；2锥形加固盖；3试管塞；4凝点试管；5操控面板；6显示屏；7开关按钮；8倒计时按钮；9归零按钮；10报警指示灯；11箱体；12电缆；13液箱进水口；14液箱出水口；15孔口盘管；16主板；17液面波动感应器；18温度传感器；19液箱；20凝点试管槽；21横梁；22保温层；23上极板；24下极板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

结合图1、图2所示，这种模块化凝点测量装置包括主板16、液面波动感应器17、温度传感器18、操控面板5、箱体11、液箱19、凝点试管槽20、凝点试管4、可拆卸支架1、孔口盘管15、保温层22等，其中液箱19置于箱体11内，保温层22位于箱体11和液箱19之间，操控面板5附于箱体11外侧，主板16位于操控面板5内部，孔口盘管15位于液箱19内部，凝点试管槽20位于液箱19中心处；凝点试管4、液箱19内均安装有温度传感器18；如图4所示，液面波动感应器17的上极板23、下极板24分别位于凝点试管4装样刻度线以上2厘米、刻度线以下1厘米处，并固定于凝点试管槽20内，液面波动感应器17连接操控面板5的显示屏6，液面波动感应器17测量的示数在显示屏6上显示，若示数有变化，说明还没有胶凝，若示数不再变化，试样胶凝。操控面板5上设置有开关按钮7、报警指示灯10、显示屏6。

该模块化凝点测量装置与程控水浴相连接，程控水浴通过循环器进水管、循环器出水管与液箱19构成循环回路，循环器进水管与液箱19内孔口盘管15相连接，孔口盘管15螺旋状缠绕在凝点试管槽20外，孔口盘管15上均匀布置若干水孔，孔口盘管15一端与液箱进水口13连接，孔口盘管15另一端为封闭的，水流通过孔口盘管15上的水孔使液体均匀分散到液箱19的各个部位，使每个部位温度相同或者升温降温速率相同，该装置出水孔在该装置底部，与液箱19内部相通。液箱19内部即凝点试管槽20与孔口盘管15间置有固定位置的温度传感器18，用于采集液箱19内部实时温度，该温度传感器18均与主板16相连接，通过主板16上的信号转换与处理装置及相应的数据采集卡连接微处理器，微处理器连接操控面板5的显示屏6，使处理后的数据显示在操控面板5屏幕上。

本发明中凝点试管槽20采用导热效果最好的金属材料制成，其内壁涂有绝缘且导热效果好的胶质材料，使凝点试管4与其零空隙接触，使凝点试管4在凝点试管槽20内稳稳固定住。液面波动感应器17的上下极板通过绝缘胶质材料与凝点试管槽20隔离，固定在凝点试管槽20内固定的位置上，即上下极板分别位于凝点试管4装样刻度线以上2厘米、刻度线以下1厘米处，此液面波动感应器17与凝点试管4外壁相接处。

试管塞3塞在凝点试管4口处，锥形加固盖2扣在试管塞3外，固定杆穿过锥形加固盖2的锥尖及试管塞3的中心，伸入到凝点试管4内，固定杆的下端固定温度传感器18，凝点试管4中的温度传感器18通过锥形加固盖2和试管塞3固定在凝点试管4中，居于凝点试管4的中心线上，用于采集凝点试管4中油样的温度，该温度传感器18均与主板16相连接，通过主板16上的信号转换与处理装置及相应的数据采集卡，处理后的数据显示在操控面板5屏幕上。

本发明的主板16有精密电容测量电路模块、归零电路模块，温度传感器18的信号转换、处理与数据采集电路模块，计时及报警电路模块。

参阅图3，本发明中精密电容测量电路的工作过程如下：若待测凝点的试样没有胶凝，当旋转一定角度后，液面有波动，导致液面波动传感器17内部介质发生改变，精密电容测量电路所测得的电容值发生改变，即根据电容公式，若内部介质发生改变，公式发生改变，从而导致电容发生改变，通过信号放大、转换、处理等在操控面板5显示屏上显示出数值，数值变化，就代表内部介质发生改变，即试样没有胶凝。

本发明中归零电路模块的工作过程如下：在凝点附近转动凝点测量装置模块前，按归零按钮9，使得此时的液面波动感应器17之间的电容相对值为零，其值显示在操控面板5的显示屏6上。然后转动凝点测量装置模块，若值有变化，说明界面发生流动，导致介质变化，从而导致屏幕上电容值发生变化；若值没有变化说明此事试样已经胶凝。

温度测量、液体温度控制和试样温降速率控制的工作过程如下：液箱19和凝点试管4中的温度传感器18的主要的工作是测量温度，温度传感器18均通过电缆12与主板16相连接，通过主板16上的信号转换与处理装置及相应的数据采集卡，处理后的数据显示在操控面板5屏幕上；其中对凝点试管4内部温度传感器18的数据处理模块进行编程，使得操控面板5界面显示实时液箱19温度及其温降速率，单位为℃/min。通过传热学基本知识计算出程控水浴的温降速率为多少时，试样的温降速率保持在0.5-1℃/min。通过电脑控制程控水浴的温度及其温降速率。

计时及报警电路模块的工作过程如下：在凝点附近我们会选择每2min或者每1min观察一下试样是否胶凝，为方便计时，主板16上安装一块计时模块，以1min为基本单位，每按一次计时按钮60s后，报警铃声将会响起。操控面板5的显示屏6上会显示计时数字。

箱体11置于可拆卸支架1的横梁21的中心处，箱体11的两个侧壁均与可拆卸支架1的横梁21转动连接，可拆卸支架1由底座、支柱及横梁21构成，可拆卸支架1用于将箱体11架起，使箱体11像秋千一样悬在空中，如图1所示，由于可拆卸支架1的支撑，我们可以用手使箱体11处于任意角度。

上述模块化凝点测量装置的测量方法：

步骤一：将凝点测量装置模块与程控水浴连接，通过计算机将水浴调至装样温度，待凝点试管内部温度达到装样温度并稳定后，取出凝点试管4，快速准确的将经预热后要测量的油样倒入凝点试管4，油样倒入至装样量的界限处，然后将带有温度传感器18的试管塞3盖上，观察温度传感器18是否位于油样的中心位置，调整温度传感器18，让其保持竖直，并位于油样的中心位置，将装有油样的凝点试管4快速放入凝点试管槽20中，然后将锥形加固盖2盖紧；

步骤二：通过计算机控制水浴温度，使得凝点试管4内温度以0.5~1 ℃/min的温降速率降温，当油样降至高于预期凝点8℃后，每隔2℃看其胶凝状态，即先按归零按钮9，再将凝点测量装置缓慢向90°抬起，观察操控面板5测量示数，若示数有变化，说明还没有胶凝，缓慢将凝点测量装置放置竖直位置。

步骤三：重复上述操作，直至试样胶凝，记录下此时的凝点试管4内部温度，即为此试样的凝点。

步骤四：通过计算机控制水浴，使水浴升至凝点试管4内试样易于清洗温度，清洗凝点试管4，关闭水浴，最后将本发明卸下，测量全部结束。

Claims (8)

1.一种模块化凝点测量装置，其特征在于：这种模块化凝点测量装置包括主板（16）、液面波动感应器（17）、温度传感器（18）、操控面板（5）、箱体（11）、液箱（19）、凝点试管（4）、可拆卸支架（1）、孔口盘管（15），箱体（11）与可拆卸支架（1）的横梁（21）转动连接，液箱（19）固定在箱体（11）内，箱体（11）和液箱（19）之间设置保温层（22），操控面板（5）设置在箱体（11）外，主板（16）位于操控面板（5）内部，凝点试管槽（20）位于液箱（19）中心处，孔口盘管（15）螺旋状缠绕在凝点试管槽（20）外，孔口盘管（15）上均匀布置若干水孔，孔口盘管（15）一端与液箱进水口（13）连接，孔口盘管（15）另一端为封闭的；凝点试管（4）、液箱（19）内均安装有温度传感器（18），两个温度传感器（18）均与主板（16）相连接，通过信号转换与处理装置及数据采集卡连接微处理器，微处理器连接操控面板（5）的显示屏（6）；液面波动感应器（17）的上极板（23）、下极板（24）分别位于凝点试管（4）装样刻度线以上2厘米、刻度线以下1厘米处，并固定于凝点试管槽（20）内。

2.根据权利要求1所述的模块化凝点测量装置，其特征在于：所述的液面波动感应器（17）连接操控面板（5）的显示屏（6），液面波动感应器（17）采用的是电容及其精密测量电路，精密电容测量电路置于主板（16）上，精密电容测量电路采用双屏蔽电缆。

3.根据权利要求2所述的模块化凝点测量装置，其特征在于：所述的凝点试管（4）中的温度传感器（18）通过锥形加固盖（2）固定在凝点试管（4）中，试管塞（3）塞在凝点试管（4）口处，锥形加固盖（2）扣在试管塞（3）外，固定杆穿过锥形加固盖（2）的锥尖及试管塞（3）的中心，伸入到凝点试管（4）内，固定杆的下端固定温度传感器（18）。

4.根据权利要求3所述的模块化凝点测量装置，其特征在于：所述的凝点试管槽（20）选用导热金属材料制成，凝点试管槽（20）内壁涂一层绝缘导热胶质材料，凝点试管（4）与凝点试管槽（20）之间紧密接触。

5.根据权利要求4所述的模块化凝点测量装置，其特征在于：所述的液面波动感应器（17）的上极板（23）、下极板（24）均通过绝缘胶质材料与凝点试管槽（20）隔离，与凝点试管（4）外壁相接触。

6.根据权利要求5所述的模块化凝点测量装置，其特征在于：所述的液面波动感应器（17）的上下极板与主板（16）之间的电缆（12）位于绝缘层内部。

7.根据权利要求6所述的模块化凝点测量装置，其特征在于：所述的主板（16）置有归零电路，每旋转一次凝点试管（4）前，归零一次。

8.根据权利要求7所述的模块化凝点测量装置，其特征在于：所述的主板（16）置有计时及报警模块。