CN108732200A - 一种全自动凝点测试仪及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动凝点测试仪，该测试仪包括恒温箱体，所述恒温箱体的外部设置有半导体制冷片，所述恒温箱体内固定设置有测试管，所述的测试管内设置有与测试管密封连接的活塞，所述活塞的下方设置有压力传感器，且所述的压力传感器通过固定板和弹簧与所述的测试管弹性连接，所述恒温箱体的外部设置有试样杯，所述的试样杯通过进油管路和进样泵与所述的测试管相连通。通过使用该凝点测试仪进行测试，不仅提高了测试结果的准确性，而且缩短了测试时间。同时本发明还公开了一种测试方法，该测试方法打破了传统的测试方法的惯性思维，采用压力传感器，通过压力传感器感应压力的变化来判断凝点温度，为新测试方法的拓展提供了新的思路。

Description

一种全自动凝点测试仪及其测试方法

技术领域

本发明涉及测试仪器技术领域，具体地说是一种全自动凝点测试仪及其测试方法。

背景技术

凝点是石油产品的重要质量指标，目前国标采用的测试方法是倾斜试管法测试石油产品的凝倾点。该方法及测试仪主要存在以下几方面的缺点：

第一，目前所使用的凝点测试仪器多数是手动的，而样品的凝点测试需要多次加热到50±1℃，然后冷却到预期凝点，手动操作准确率性不高，测试结果误差大，且效率低。

第二，传统的凝点测试仪一般采用压缩机制热或是制冷，效率低，为了提高热的传导性，只能够采用酒精作为冷却介质，这样无意会增加测试仪器的复杂程度和制造成本。

第三，采用压缩机制热或是制冷，降温速度比较慢，降温时间长，进行测试的时间长，效率低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种全自动凝点测试仪，同时公开了一种应用该测试仪的测试方法，通过使用该凝点测试仪进行测试，不仅提高了测试结果的准确性，而且缩短了测试时间，提高了测试效率。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种全自动凝点测试仪，包括恒温箱体和控制系统，所述恒温箱体的外部设置有半导体制冷片，所述恒温箱体内固定设置有测试管，所述的测试管内设置有与测试管密封连接的活塞，所述活塞的下方设置有压力传感器，且所述的压力传感器通过固定板和弹簧与所述的测试管弹性连接，所述恒温箱体的外部设置有试样杯，所述的试样杯通过进油管路与所述的测试管相连通，所述的进油管路上设置有进样泵，所述的测试管内设置有温度传感器，控制系统根据温度传感器的反馈信号控制半导体制冷片的工作状态。

进一步地，还包括洗液瓶和废液瓶，所述的洗液瓶通过进液管路和清洗泵与测试管的上端相连通，所述的废液瓶通过出液管路和抽气泵与测试管的下部相连通，所述的出液管路上设置有电磁阀，所述的测试管内设置有液位计。

进一步地，所述恒温箱体的底面上位于所述固定板的下方设置有电磁铁，且当所述的固定板被吸合到电磁铁上时，所述出液管路的进口位于所述活塞与测试管连接处的上方，当所述的固定板未被吸合到电磁铁上时，所述出液管路的进口位于所述活塞与测试管连接处的下方。

进一步地，所述的电磁铁呈圆柱形筒状结构，且套设于所述弹簧的外侧。

进一步地，所述进油管路的出口处并联设置有进样管和进样喷头，所述的进样喷头和进样管之间设置有电磁换向阀。

进一步地，所述的测试管呈台阶轴状。

一种凝点测试方法，包括以下步骤，

第一步：将测试样品放入试样杯中，启动进样泵，将测试样品送入到测试管中；

第二步：启动半导体制冷片对恒温箱体进行加热，温度传感器实时监测测试样品的温度值并反馈给控制系统，当测试样品的温度到达50±1℃时，半导体制冷片停止加热，并通过控制半导体制冷片使测试样品的温度维持在50±1℃的范围内，直至压力传感器所反馈的示数达到稳定；

第三步，控制系统控制半导体制冷片对测试样品进行冷却，温度传感器实时监测测试样品的温度值并反馈给控制系统；

第四步：当测试样品温度到达预计凝点前10℃时，关闭进样管，打开进样喷头；

第五步，启动进样泵，向测试管内送入预设量的测试样品，然后关闭进样泵；

第六步，温度传感器实时监测测试样品的温度值并反馈给控制系统，测试样品的温度每降低2℃重复一次步骤五的操作，直至压力传感器的示数达到稳定，此时测试样品的温度即为该样品的凝点；

第七步：控制系统控制电磁铁得电，固定板被吸合到电磁铁上；

第八步，控制系统控制半导体制冷片进行加热，当温度达到30℃时，打开电磁阀和抽气泵，将样品抽吸到废液瓶中；

第八步：启动清洗泵，将清洗瓶中的清洗液送入到测试管中，直至液位计发出反馈信号，控制系统关闭清洗泵，打开电磁阀和抽气泵，将废液抽吸到废液瓶中，然后关闭电磁阀和抽气泵；

第九步，重复步骤八的操作数次；

第十步：控制系统控制启动半导体制冷品对恒温箱体进行加热，与此同时，打开电磁阀和抽气泵对测试管进行抽气，直至测试管完全被烘干。

本发明的有益效果是：

1、该凝点测试仪可自动完成石油产品凝点的测试，相对于传统的手动操作来说，不仅缩短了测试时间，而且提高了测试精度。

2、该测试仪在使用时，只需要将30ml的测试样品放入测试样杯，设置好测试参数，测试仪器将自动完成进样，预热，测试以及试验完成后的清洗、烘干的操作，自动化程度高。

3、通过采用半导体制冷片对温度进行控制，由于半导体制冷片具有升降温速率高的特点，因此可以采用空气作为导热介质，这样以方便降低了测试仪器的复杂程度，另一方面缩短了降温时间，提高了测试效率。

4、该测试方法打破了传统的测试方法的惯性思维，采用压力传感器，通过压力传感器感应压力的变化来判断凝点温度，为新测试方法的拓展提供了新的思路。

附图说明

图1为凝点测试仪工作时的结构示意图；

图2为凝点测试仪清洗、烘干时的结构示意图；

图3为图2中的A部分的放大结构示意图；

图4为工作时对压力传感器的受力分析图；

图5为假象模型的受力分析图。

图中：1-恒温箱体，11-半导体制冷片，21-测试管，22-活塞，23-压力传感器，24-固定板，25-弹簧，26-电磁铁，31-试样杯，32-进样泵，33-进样管，34-进样喷头，35-电磁换向阀，41-清洗泵，42-洗液瓶，43-抽气泵，44-废液瓶，45-电磁阀，5-温度传感器。

具体实施方式

如图1所示，一种全自动凝点测试仪包括恒温箱体1，所述的恒温箱体1上设置有进气孔(图中未视出)。

所述恒温箱体1的外部设置有半导体制冷片11，且所述的半导体制冷片11将所述的恒温箱体1包裹在所述半导体制冷片11内。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的恒温箱体1为长方体结构，所述恒温箱体1的侧面上设置有半导体制冷片11，其上底面和下底面未设置半导体制冷片11。

所述恒温箱体1内固定设置有呈台阶轴状的测试管21，所述的测试管21内设置有可沿所述的测试管21上下滑动的活塞22，且所述活塞22与所述的测试管21之间通过密封圈密封连接。

所述活塞22的下方从上到下依次设置有压力传感器23、固定板24和弹簧25，所述的压力传感器23固定设置于所述的固定板24上，所述弹簧25的上端与所述的固定板24固定连接，所述弹簧25的下端与所述恒温箱体1的底面固定连接，所述活塞22的下端面抵靠在所述的压力传感器23上。

所述的固定板24采用铁质材料制作而成。所述恒温箱体1的底面上位于所述固定板24的下方设置有电磁铁26。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的电磁铁26呈圆柱形筒状结构，且套设于所述弹簧25的外侧。

所述恒温箱体1的外部设置有试样杯31，所述的试样杯31通过进油管路与所述的测试管21相连通，所述的进油管路上设置有进样泵32，所述进油管路的出口处设置有进样管33。

所述的测试管21内设置有温度传感器5，所述的温度传感器5通过线路与控制系统内的温度控制器相连，所述的温度传感器5通过线路与半导体制冷片11相连，工作时根据温度传感器5的反馈信号控制半导体制冷片11的工作状态。

为了方便对测试管21进行清洗和烘干，如图1所示，所述恒温箱体1的外部设置有洗液瓶42和废液瓶44，所述的洗液瓶42通过进液管路与所述测试管21的上端相连通，所述的废液瓶44通过出液管路与所述测试管21的下部相连通。所述的进液管路上设置有清洗泵41，所述的出液管路上设置有抽气泵43和用于控制出液管路通断的电磁阀45。所述的测试管21内设置有液位计(图中未视出)，所述的液位计通过线路与控制系统相连。

优选的，在测试的过程中所述出液管路的进口始终位于所述活塞22与测试管21连接处的下方，如图2和图3所示，当所述的固定板24被吸合到电磁铁26上时，所述出液管路的进口位于所述活塞22与测试管21连接处的上方。

为了避免在向测试管21内加样时对测试管21内的样品产生冲击造成测试结果不准确，如图1所示，所述进样泵32的出口处设置有进样喷头34，且所述的进样喷头34与所述的进样管33并联，所述的进样喷头34和进样管33之间设置有电磁换向阀35。

该测试仪的工作原理为，当测试样品处于液态时，向测试管21内加入测试样品，此时活塞22会在测试样品的重力作用下向下运动，进而推动压力传感器向下运动，弹簧25被压缩，直至达到受力平衡，此时对压力传感器23受力分析如图4所示，此时满足G＝Fx的关系(忽略压力传感器23和活塞22的自重)，即此时显示压力传感器23受到的力为测试样品的重力。随着温度的降低，当测试样品达到凝点时，此时原来测试管21内的测试样品变不会发生如图1中箭头方向的流动，因此活塞22杆便不会继续伸出，弹簧25的形变量便不会发生变化，因此示数不会发生变化。

如图5所示，可以换个角度想，当达到凝点时，此时测试管21内原有测试样品就相当于一个刚性件。一方面由于凝固之后测试样品与测试管21的管壁之间产生一种粘贴作用，即测试样品粘贴在测试管21的管壁上，另一方面收到测试管21台阶面的阻挡，此时即使拿掉活塞22，凝固后的测试样品也不会掉下来。此时继续向测试管21内添加测试样品，新增加的测试样品的重力会被测试管21台阶面的支持力所抵消，即G_原+G_新＝N(式中G_原为原测试样品的重力，G_新为新测试样品的重力，N为台阶面的支持力)。因此当达到凝点时，压力传感器23的示数只与弹簧25的形变量有关，弹簧25的形变量不变，则压力传感器23的示数不变。

一种凝点测试方法，包括以下步骤：

第一步：将30ml的测试样品放入试样杯31中，按下测试开启键，控制系统控制进样泵32启动，将测试样品通过进样管33送入到测试管21中；

第二步：控制系统启动半导体制冷片11对恒温箱体1进行加热，与此同时，温度传感器5实时监测测试样品的温度并反馈给控制系统，当测试样品的温度到达50±1℃时，半导体制冷片11停止加热，并通过控制半导体制冷片11使测试样品的温度维持在50±1℃的范围内，直至压力传感器23所反馈的示数达到稳定；

第三步，控制系统控制半导体制冷片11对测试样品进行冷却，温度传感器5实时监测测试样品的温度值并反馈给控制系统；

第四步：当测试样品温度到达预计凝点前10℃时，控制系统通过控制电磁换向阀35，关闭进样管33，打开进样喷头34；

第五步，启动进样泵32，向测试管21内送入预设量的测试样品，然后关闭进样泵32；

第六步，温度传感器5实时监测测试样品的温度值并反馈给控制系统，测试样品的温度每降低2℃重复一次步骤五的操作，直至压力传感器23的示数达到稳定，此时测试样品的温度即为该样品的凝点；

第七步：控制系统控制电磁铁26得电，固定板24被吸合到电磁铁26上；

第八步，控制系统控制半导体制冷片11进行加热，当温度达到30℃时，打开电磁阀45和抽气泵43，将样品抽吸到废液瓶44中；

第八步：启动清洗泵41，将清洗瓶中的清洗液送入到测试管21中，直至液位计发出反馈信号，控制系统关闭清洗泵41，打开电磁阀45和抽气泵43，将废液抽吸到废液瓶44中，然后关闭电磁阀45和抽气泵43；

第九步，重复步骤八的操作数次，作为一种具体实施方式，本实施例中重复的次数为3次；

第十步：控制系统控制启动半导体制冷品对恒温箱体1进行加热，与此同时，打开电磁阀45和抽气泵43对测试管21进行抽气，气流从测试管21外壁上的进气孔进入，从测试管21的底部通过抽气泵43被抽出，被加热的气流在流通的过程带走附着在管壁侧面和底部残留的清洗液，直至测试管21完全被烘干。作为一种具体实施方式，本实施例中第十步通过控制抽气时间来保证测试管21完全被烘干，优选的抽气时间为5min。

Claims (7)

1.一种全自动凝点测试仪，包括恒温箱体和控制系统，其特征在于：所述恒温箱体的外部设置有半导体制冷片，所述恒温箱体内固定设置有测试管，所述的测试管内设置有与测试管密封连接的活塞，所述活塞的下方设置有压力传感器，且所述的压力传感器通过固定板和弹簧与所述的测试管弹性连接，所述恒温箱体的外部设置有试样杯，所述的试样杯通过进油管路与所述的测试管相连通，所述的进油管路上设置有进样泵，所述的测试管内设置有温度传感器，控制系统根据温度传感器的反馈信号控制半导体制冷片的工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种全自动凝点测试仪，其特征在于：还包括洗液瓶和废液瓶，所述的洗液瓶通过进液管路和清洗泵与测试管的上端相连通，所述的废液瓶通过出液管路和抽气泵与测试管的下部相连通，所述的出液管路上设置有电磁阀，所述的测试管内设置有液位计。

3.根据权利要求2所述的一种全自动凝点测试仪，其特征在于：所述恒温箱体的底面上位于所述固定板的下方设置有电磁铁，且当所述的固定板被吸合到电磁铁上时，所述出液管路的进口位于所述活塞与测试管连接处的上方，当所述的固定板未被吸合到电磁铁上时，所述出液管路的进口位于所述活塞与测试管连接处的下方。

4.根据权利要求3所述的一种全自动凝点测试仪，其特征在于：所述的电磁铁呈圆柱形筒状结构，且套设于所述弹簧的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种全自动凝点测试仪，其特征在于：所述进油管路的出口处并联设置有进样管和进样喷头，所述的进样喷头和进样管之间设置有电磁换向阀。

6.根据权利要求1所述的一种全自动凝点测试仪，其特征在于：所述的测试管呈台阶轴状。

7.一种凝点测试方法，其特征在于：包括以下步骤，

第一步：将测试样品放入试样杯中，启动进样泵，将测试样品送入到测试管中；

第二步：启动半导体制冷片对恒温箱体进行加热，温度传感器实时监测测试样品的温度值并反馈给控制系统，当测试样品的温度到达50±1℃时，半导体制冷片停止加热，并通过控制半导体制冷片使测试样品的温度维持在50±1℃的范围内，直至压力传感器所反馈的示数达到稳定；

第三步，控制系统控制半导体制冷片对测试样品进行冷却，温度传感器实时监测测试样品的温度值并反馈给控制系统；

第四步：当测试样品温度到达预计凝点前10℃时，关闭进样管，打开进样喷头；

第五步，启动进样泵，向测试管内送入预设量的测试样品，然后关闭进样泵；

第六步，温度传感器实时监测测试样品的温度值并反馈给控制系统，测试样品的温度每降低2℃重复一次步骤五的操作，直至压力传感器的示数达到稳定，此时测试样品的温度即为该样品的凝点；

第七步：控制系统控制电磁铁得电，固定板被吸合到电磁铁上；

第八步，控制系统控制半导体制冷片进行加热，当温度达到30℃时，打开电磁阀和抽气泵，将样品抽吸到废液瓶中；

第八步：启动清洗泵，将清洗瓶中的清洗液送入到测试管中，直至液位计发出反馈信号，控制系统关闭清洗泵，打开电磁阀和抽气泵，将废液抽吸到废液瓶中，然后关闭电磁阀和抽气泵；

第九步，重复步骤八的操作数次；

第十步：控制系统控制启动半导体制冷品对恒温箱体进行加热，与此同时，打开电磁阀和抽气泵对测试管进行抽气，直至测试管完全被烘干。