CN106932317A - 一种喷气燃料非溶解水含量在线检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷气燃料非溶解水含量在线检测装置及检测方法，包括机壳、液体管路、射流泵、光学传感系统、检测与程序控制模块、电源、人机交互触摸显示屏；所述光学传感系统由激光光源、柱状透镜和二维阵列检测器组成，所述检测与程序控制模拟由嵌入式计算机、存贮单元组成，嵌入式计算机通过内置程序实现对测量过程的控制与信号换算，存贮单元用于系统参数设置和测量结果数据存贮。本发明的一种喷气燃料非溶解水含量在线检测装置及检测方法，克服了传统检测过程中无法在线检测、耗时、易受外部污染干扰的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，是一种喷气燃料非溶解水含量在线检测装置及检测方法。
背景技术
喷气燃料的质量直接关系到空勤机组和旅客的安全。喷气燃料具有一定的吸水能力，其中的水以溶解状态和非溶解状态两种形态存在。非溶解状态的水又称非溶解水，指在一定条件下，燃料中的水分超过饱和极限从喷气燃料中析出，或从表面逸出，析出的水分呈细小的水滴状态存在。悬浮在喷气燃料中的非溶解水在飞机升到高空时，将在油箱和输油管路中转变为冰晶，从而堵塞油滤和控制元件，造成严重的飞机安全隐患。国际航空运输协会(IATA)规定喷气燃料中非溶解水的最大安全含量为30ppm。
SH/T 0246《轻质石油产品中水含量测定法(电量法)》、GB/T 11133《石油产品中水含量测试方法》中采用电量法测定石油产品总水含量，测试精度较高，但需要按专门的取样方法进行取样、使用专用的滴定测试仪器并配制专用的试剂进行检测，测试步骤繁琐，试验周期较长，因此，此方法一般需要在试验室进行测试，不适于现场在线检测，也不适于喷气燃料中非溶解水含量的测定。这类方法中最典型的就是卡尔·费休测试法。
荧光法一种实验室分析测量水含量的方法，其原理是将喷气燃料通过取样器内有含钠荧光物质的纸质模片，采用紫外光照射含水膜片与标准模片，通过检测荧光强度不同实现水含量的测定，分辨率可达±1.5ppm。该方法是目前普遍采用的喷气燃料中非溶解水含量测试方法，能够检测喷气燃料中1ppm～30ppm的游离水，精度较高；但需要专用的荧光膜片或荧光粉剂和专用的测试仪器，测试条件要求高，不能满足现场在线检测要求。
电容法以油中水含量的不同会引起介电常数的变化为依据，采用电容测量原理，对油中水含量进行测定，非常适于长时间连续在线测量监控。此类仪器中最典型的是加拿大大道公司生产的油中水分析仪，而且，为了克服其它影响因素，仪表变送器中的微处理器设置了油品温度－密度、油品种类－介电常数等校正曲线，在一定程度上提高油中水含量的测定精度，但限于测量原理及校正曲线的精度，其非溶解水含量检测精度仅能达到10ppmV，远远达不到污染控制检测标准要求，有待于进一步发展和完善。
吸收光谱法是国外相关仪器设备所常采用水含量检测方法，如PARKER WOM9100吸收光谱法油中水含量测定仪，国内在该领域起步较晚，还没有成功的产品面世；而且，该方法测试结果为油中总水含量，对于喷气燃料中非溶解水含量与总水含量的相关性，国内外都还没有十分成功的解决方案，因此造成所测游离水含量误差大，也无法满足喷气燃料中微量非溶解水的检测需要。
中国发明专利公开号CN105510279A公开了名称为“基于光散射法的油品水分检测装置及检测方法”，检测对象是润滑油中水分含量。喷气燃料为无色透明介质，且由于喷气燃料粘度明显低于润滑油，在输运过程中会产生大量气泡，在透明喷气燃料介质中，气泡与非溶解水具有相近的光学特性，因此用于检测润滑油这类有色介质含水量的该专利方法无法检测喷气燃料中非溶解水含量。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明基于喷气燃料品质自动化检测和加注过程自动化控制的需要，主要设计一种检测结果准确且可在线测量喷气燃料非溶解水含量的检测装置及检测方法。
一种喷气燃料非溶解水含量在线检测装置，其特征在于，它包括机壳、液体管路、射流泵、光学传感系统、检测与程序控制模块、电源、人机交互触摸显示屏；
所述光学传感系统由激光光源、柱状透镜和二维阵列检测器组成。
所述检测与程序控制模块由嵌入式计算机、存贮单元组成，嵌入式计算机通过内置程序实现对测量过程的控制与信号换算，存贮单元用于系统参数设置和测量结果数据存贮。
在输油管路上先在线接入微型消泡器，再在微型消泡器后连接喷气燃料非溶解水含量在线检测装置，柱状透镜将光源的激光变成平行光，与柱状透镜平行光垂直的测量管道输送被检测的喷气燃料，二维阵列检测器将流进测量管道喷气燃料中的非溶解水颗粒信号转换成电信号，检测与程序控制模块将二维阵列检测器检测的电信号换算成喷气燃料中非溶解水粒径、数量和含量，检测结果传输至显示屏显示。
所述在线检测装置接入进油导管采用System 20 Size 0卡套螺纹式标准工业快速接头与输油管相连。
一种喷气燃料非溶解水含量在线检测方法，其特征在于，它包括以下步骤：
A、通过System 20 Size 0卡套螺纹式标准工业快速接头将输油管中的喷气燃料引入到微型消泡器，再连接检测装置的进油导管，开启电源，通过人机交互触摸显示屏设置检测参数；
B、经微型消泡器消除气泡的待测喷气燃料经进油导管流动至与光源垂直的测量管道；
C、柱状透镜将光源的激光变成平行光，平行光透过测量管道内的喷气燃料照射二维阵列检测器，测量管道内的喷气燃料中的非溶解水颗粒在平行光束照射下由于其对光的散射、折射和吸收引起透射光信号的变化，二维阵列检测器将流进测量管道喷气燃料中的非溶解水颗粒信号转换成电信号，该信号变化特性反映了非溶解水颗粒粒径信息和浓度信息，检测与程序控制模块将二维阵列检测器检测变化的电信号换算成喷气燃料中非溶解水粒径、数量和非溶解水含量，检测结果传输至显示屏显示；
D、检测结束后的废液经排液导管收集于废液瓶。
与现有技术相比，本发明的有益结果是：本发明克服了检测透明介质中非溶解水含量的难题，能够在线检测喷气燃料中非溶解水含量，具有检测快速、准确，检测过程干扰因素少的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的原理示意图；
图3为本发明的喷气燃料非溶解水含量检测实例图；
图中，1-输油管道，2-快速接头，3-消泡器，4-进油管，5-检测装置，6-电源开关，7-人机交互触摸显示屏，8-废液瓶，9-排油导管，10-光源，11-透镜，12-测量管道，13-二维阵列检测器，14-检测与程序控制模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种喷气燃料非溶解水含量在线检测装置，包括输油管道1，快速接头2，消泡器3，进油管4，检测装置5，电源开关6，人机交互触摸显示屏7，废液瓶8，排油导管9，光源10，透镜11，测量管道12，二维阵列检测器13，检测与程序控制模块14；
所述喷气燃料非溶解水含量在线检测装置还包括机壳、液体管路、射流泵、光学传感系统、检测与程序控制模块、电源、人机交互触摸显示屏等；
所述光学传感系统由光源10、透镜11和二维阵列检测器13组成；所述光源10为激光光源，所述透镜11为柱状透镜；
所述检测与程序控制模拟由嵌入式计算机、存贮单元组成，嵌入式计算机通过内置程序实现对测量过程的控制与信号换算，存贮单元用于系统参数设置和测量结果数据存贮；
在输油管道1上先在线接入微型消泡器3，再在微型消泡器2后连接喷气燃料非溶解水含量在线检测装置，柱状透镜11将光源10的激光变成平行光，与柱状透镜11平行光垂直的测量管道12输送被检测的喷气燃料，二维阵列检测器13将流进测量管道喷气燃料中的非溶解水颗粒信号转换成电信号，检测与程序控制模块14将二维阵列检测器检测的电信号换算成喷气燃料中非溶解水粒径、数量和含量，检测结果传输至显示屏显示。
所述在线检测装置接入进油导管采用System 20 Size 0卡套螺纹式标准工业快速接头与输油管相连。
一种喷气燃料非溶解水含量在线检测方法，包括以下步骤：
A、通过System 20 Size 0卡套螺纹式标准工业快速接头2将输油管1中的喷气燃料引入到微型消泡器3，再连接检测装置的进油导管4，开启电源6，通过人机交互触摸显示屏7设置检测参数；
B、经微型消泡器3消除气泡的待测喷气燃料经进油导管流动至与光源垂直的测量管道12；
C、柱状透镜11将光源10的激光变成平行光，平行光透过测量管道12内的喷气燃料照射二维阵列检测器13，测量管道12内的喷气燃料中的非溶解水颗粒在平行光束照射下由于其对光的散射、折射和吸收引起透射光信号的变化，二维阵列检测器13将流进测量管道喷气燃料中的非溶解水颗粒信号转换成电信号，该信号变化特性反映了非溶解水颗粒粒径信息和浓度信息，检测与程序控制模块14将二维阵列检测器检测变化的电信号换算成喷气燃料中非溶解水粒径、数量和非溶解水含量，检测结果传输至显示屏7显示；
D、检测结束后的废液经排液导管9收集于废液瓶8。
如图3所示，随着水量的增长，尺寸大于25μ(c)的水滴个数也随之增长，且水滴个数与和喷气燃料中非溶解水含量两者成线性关系，本实例线性参数R为0.98706，线性拟合很好，证实了本发明能够高准确度的快速在线检测喷气燃料中非溶解水含量。
Claims (3)
1.一种喷气燃料非溶解水含量在线检测装置，其特征在于，包括微型消泡器、机壳、液体管路、射流泵、光学传感系统、检测与程序控制模块、电源、人机交互触摸显示屏、机壳；
所述光学传感系统由激光光源、柱状透镜和二维阵列检测器组成。
所述检测与程序控制模块由嵌入式计算机、存贮单元组成，所述嵌入式计算机通过内置程序实现对测量过程的控制与信号换算，存贮单元用于系统参数设置和测量结果数据存贮。
在输油管路上先在线接入微型消泡器，再在微型消泡器后连接喷气燃料非溶解水含量在线检测装置，柱状透镜将光源的激光变成平行光，与柱状透镜平行光垂直的测量管道输送被检测的喷气燃料，二维阵列检测器将流进测量管道喷气燃料中的非溶解水颗粒信号转换成电信号，检测与程序控制模块将二维阵列检测器检测的电信号换算成喷气燃料中非溶解水粒径、数量和含量，检测结果传输至显示屏显示。
2.如权利要求1所述的一种喷气燃料非溶解水含量在线检测装置，其特征在于，在线接入进油导管采用System 20 Size 0卡套螺纹式标准工业快速接头与输油管相连。
3.一种喷气燃料非溶解水含量在线检测方法，其特征在于，它包括以下步骤：
A、通过System 20 Size 0卡套螺纹式标准工业快速接头将输油管中的喷气燃料引入到微型消泡器，再连接检测装置的进油导管，开启电源，通过人机交互触摸显示屏设置检测参数；
B、经微型消泡器消除气泡的待测喷气燃料经进油导管流动至与光源垂直的测量管道；
C、柱状透镜将光源的激光变成平行光，平行光透过测量管道内的喷气燃料照射二维阵列检测器，测量管道内的喷气燃料中的非溶解水颗粒在平行光束照射下由于其对光的散射、折射和吸收引起透射光信号的变化，二维阵列检测器将流进测量管道喷气燃料中的非溶解水颗粒信号转换成电信号，该信号变化特性反映了非溶解水颗粒粒径信息和浓度信息，检测与程序控制模块将二维阵列检测器检测变化的电信号换算成喷气燃料中非溶解水粒径、数量和非溶解水含量，检测结果传输至显示屏显示；
D、检测结束后的废液经排液导管收集于废液瓶。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170707 |