CN109459462B - 一种自动冰点测定仪及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动冰点测定仪及其测试方法，包括外筒、内筒、搅拌部件；内筒包括圆筒和翼筒，若干个翼筒呈环状间隔固连在圆筒外围，翼筒长度为圆筒直径的三分之二，相邻翼筒之间的角度为40°，翼筒均与圆筒相通；搅拌部件包括电机、齿轮和搅拌杆，电机固连在外筒顶部，齿轮转动连接在电机输出端上，搅拌杆穿过外筒而伸入内筒内，搅拌杆底部固连有放射状的搅拌叶，搅拌叶分别伸入翼筒内，搅拌叶宽度为翼筒内侧宽度的四分之三，搅拌杆一侧开设有平面，所述平面上固连有齿条，所述齿条与齿轮啮合，以使搅拌杆上下运动。本发明对待测油液全面制冷，冷却效率高，并且使待测油液内外温度相同，达到提高检测精度的目的，使得一次测定的结果精确至0.1℃。

Description

一种自动冰点测定仪及其测试方法

技术领域

本发明涉及检测设备领域，具体地说，涉及一种自动冰点测定仪及其测试方法。

背景技术

冰点是石油产品的重要参数之一，主要应用于航空燃料的油品分析，对石油产品冰点参数的测试，可以采用手动或自动仪器进行测试，现在市售的冰点自动测试仪一般分为两种不同的测试方法，分别参照了不同的技术标准，无论任何方式，均通过冷却液对容器内的待测油液进行不断降温冷却，直至达到油液冰点；此类方式有很大弊端，即容器外壁和中心的温度传递会因待测油液的导热性不同，而出现油液中心和外部的温度出现较大偏差，而减小待测油液的检测量又会使检测结构有局限性。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自动冰点测定仪及其测试方法，以克服现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自动冰点测定仪，包括外筒、内筒、搅拌部件和控制部件，其中，内筒固连在外筒内，内筒包括圆筒和翼筒，若干个翼筒呈环状间隔固连在圆筒外围，翼筒长度为圆筒直径的三分之二，相邻翼筒之间的角度为40°，翼筒均与圆筒相连通；搅拌部件包括电机、齿轮和搅拌杆，电机固连在外筒顶部，齿轮可转动地连接在电机输出端上，搅拌杆穿过外筒而伸入内筒内，搅拌杆底部固连有放射状的搅拌叶，搅拌叶分别伸入翼筒内，搅拌杆一侧开设有平面，所述平面上固连有齿条，所述齿条与齿轮啮合，以使搅拌杆上下运动；控制部件包括光电发射器、光电接收器、温度传感器、正反转自动控制器、总控制器和控制按键，光电发射器固连在翼筒内部顶端，光电接收器固连在搅拌叶上，光电接收器与光电发射器位于同一竖直线上，温度传感器固连在搅拌叶末端，光电发射器、光电接收器和温度传感器分别与总控制器电连接，总控制器与控制按键电连接，正反转自动控制器固连在外筒顶部，正反转自动控制器分别与电机和总控制器电连接。

通过采用上述技术方案，将内筒设置成由圆筒和翼筒的组合，可使冷却液流到翼筒之间，相较于原有的容器，容积不变，但是冷却液可深入到容器内部，使待测油液内外温度相同，提高检测精度；将翼筒长度设置成圆筒直径的三分之二，能最大限度的限制内筒的外径且保证容积不变，还能使圆筒内的待测油液在一秒即可与冷却液温度相同，冷却效率高；将翼筒之间的间距设置成40°，保证容量的同时，也可使翼筒内的待测油液在冷却液灌入时即可与冷却液温度相同；将搅拌叶宽度设置为翼筒宽度的四分之三，可将结晶的油液和未结晶的油液充分混合，使油液的透光度均匀，提高检测精度，同时有效避免油液完全凝固；采用正反转自动控制器实现电机间隔性的转向，使搅拌杆和搅拌叶上下运动，防止油液分层，同时利用光线在固体和液体介质中的亮度不同来判断油液的结晶状态，并且将光电接收器设置在搅拌叶上，利用搅拌叶的上下移动，以检测不同位置的油液结晶状态，进而得到不同的实验数据；设置温度传感器能实时检测油液温度，待光电接收器接收到结晶信号后，通过观察温度传感器，即可得知油液的冰点温度，使得一次测定的结果精确至0.1℃。

作为对本发明所述的自动冰点测定仪的进一步说明，优选地，总控制器包括输入单元、电机控制单元、采集单元、判断单元和输出单元；其中，输入单元用于载入电机控制参数并将所述电机控制参数传输至电机控制单元，电机控制单元用于控制正反转自动控制器和电机；采集单元用于控制光电发射器启动并采集光电接收器的亮度信号以及温度传感器的温度信号，并将所述亮度信号和温度信号传输至判断单元；判断单元用于根据所述亮度信号判断油液是否结晶以及根据温度信号向输出单元发送命令信号；输出单元用于根据控制按键的触发信号向电机发送启动信号。

通过采用上述技术方案，通过总控制器实现自动冰点测定，只需按下控制按键和输入电机控制参数就能实现搅拌杆和搅拌叶上下运动，并根据光电接收器检测不同位置的油液结晶状态，进而得到不同的实验数据，达到提高检测精度的目的。

作为对本发明所述的自动冰点测定仪的进一步说明，优选地，光电接收器与温度传感器中的器件连线均埋设于搅拌叶和搅拌杆内，光电发射器的器件连接埋设于内筒内壁中。

通过采用上述技术方案，防止油液腐蚀电线，保证各种电子设备顺利工作。

作为对本发明所述的自动冰点测定仪的进一步说明，优选地，外筒一侧上端固连有进液管，外筒同侧下端固连有出液管，进液管与出液管内流有冷却液，所述冷却液为乙醇。

通过采用上述技术方案，设置进液管和出液管可便于不同温度的冷却液在外筒内流动，以使内筒的油液温度能够逐步下降；同时利用乙醇作为冷却介质，因乙醇的凝固点在-117℃，远低于各种石油的冰点温度，因此，乙醇可为检测过程提供较多的温差范围，进而提高检测精度。

作为对本发明所述的自动冰点测定仪的进一步说明，优选地，内筒位于两个翼筒间隙之间的圆筒上端固连有辅助管，圆筒下端固连有进油管，辅助管与进油管均伸出外筒外。

通过采用上述技术方案，设置辅助管和进油管方便在检测前和检测后将油液泵入或抽出内筒，并且还起到支撑内筒的作用。

为了实现本发明的另一目的，本发明还提供了一种利用所述的自动冰点测定仪的测试方法，所述测试方法包括如下步骤：

1)、通过辅助管和进油管将85毫升油液泵入内筒中；

2)、按下控制按键以启动电机，并通过正反转自动控制器或总控制器设定电机转向改变的间隔时间以间隔性的改变电机转向，使搅拌杆和搅拌叶上下运动；

3)、向进液管内通入冷却液，待冷却液覆盖内筒顶部后，打开出液管使冷却液流出，同时向进液管内通入更低温度的冷却液；

4)、通过总控制器控制逐渐缩短电机转速，光电接收器采集不同深度油液对应的亮度信号，并将所述亮度信号传输至总控制器，总控制器判断油液是否结晶；

5)、判断油液结晶后，停止冷却液的循环，并温度传感器测出油液结晶后的油液温度，并将所述油液温度传输至总控制器；

6)、将冷却液从出液管中抽出，并通过搅拌杆的快速运动，使内筒内的油液恢复到室温，打开进油管将油液抽出，完成对油液冰点温度的测定。

作为对本发明所述的自动冰点测定仪的进一步说明，优选地，7总控制器内具有输入单元和电机控制单元，通过输入单元设定电机转向改变的间隔时间以及电机转速，通过电机控制单元控制正反转自动控制器和电机。

作为对本发明所述的自动冰点测定仪的进一步说明，优选地，总控制器内具有采集单元和判断单元，光电接收器的亮度信号和温度传感器的油液温度传输至采集单元进行处理，处理后的亮度信号和油液温度传输至判断单元进行油液是否结晶判断和油液温度判断。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置带有翼筒的内筒，增大与冷却液的接触面积，同时使冷却液能深入待测油液内部，保证油液内外温度相同，提高检测精度；

2、通过设置带有搅拌叶的搅拌杆，不仅能保证油液各处纯净度相同，且可混合油液内结晶处和未结晶处，使油液各处透光率相同，提高检测精度；

3、通过设置光电发射器和光电接收器，以利用结晶前后油液的透光亮度不同的原理，来达到检测油液冰点温度的作用，通过设置正反转自动控制器实现电机间隔性的转向，使搅拌杆和搅拌叶上下运动，防止油液分层，同时以检测不同位置的油液结晶状态，进而得到不同的实验数据，使得综合实验数据得到的一次测定的结果精确至0.1℃。

附图说明

图1为本发明的总装效果图；

图2是本发明的纵剖图；

图3是图2中A的放大图；

图4是本发明的横剖图；

图5是本发明的控制部件的原理框图；

图6是本发明的总控制器的原理框图。

附图标记说明：

1、外筒；11、进液管；12、出液管；2、内筒；21、圆筒；22、翼筒；23、辅助管；24、进油管；3、搅拌部件；31、电机；32、齿轮；33、搅拌杆；34、搅拌叶；4、控制部件；41、光电发射器；42、光电接收器；43、温度传感器；44、正反转自动控制器；45、总控制器；451、输入单元；452、电机控制单元；453、采集单元；454、判断单元；455、输出单元。

具体实施方式

为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。

一种自动冰点测定仪，结合图1、图2，包括外筒1、内筒2、搅拌部件3，外筒1为圆柱筒状，内筒2固连在外筒1内，内筒2外径小于外筒1内径，外筒1一侧上端固连有进液管11，外筒1同侧下端固连有出液管12，进液管11与出液管12内流有冷却液，所述冷却液为乙醇；设置进液管11和出液管12可便于不同温度的冷却液在外筒1内流动，以使内筒2的油液温度能够逐步下降；同时利用乙醇作为冷却介质，因乙醇的凝固点在-117℃，远低于各种石油的冰点温度，因此，乙醇可为检测过程提供较多的温差范围，进而提高检测精度；搅拌部件3架设在外筒1外侧顶部，且搅拌部件3一部分伸入内筒2中；控制部件4嵌设在外筒1顶部内，且控制部件4外露于外筒1顶部，外露的部分设置有外设连接接口，可连接显示屏、打印机、计算机等。

结合图2、图4，内筒2包括圆筒21和翼筒22，圆筒21为圆柱状筒，翼筒22为方形筒，九个翼筒22呈环状间隔固连在圆筒21外围，翼筒22横截面的长度为圆筒21直径的三分之二，相邻翼筒22之间的角度为40°，翼筒22均与圆筒21相通；内筒2位于两个翼筒22间隙之间的圆筒21上端固连有辅助管23，圆筒21下端固连有进油管24，辅助管23与进油管24轴线水平且位于同一竖直面内，辅助管23与进油管24均伸出外筒1外且与外筒1固连；设置进油管24方便在检测前和检测后将油液泵入或抽出内筒2，设置辅助管23可在泵入油液时与进油管24同时进油，提高入料速度，节省入料时间，同时在油液液面到达辅助管23口时，辅助管23停止灌入，进油管24继续灌入，保证内筒2内充满油液，并且辅助管23和进油管24还起到支撑内筒2的作用。

结合图1、图2，搅拌部件3包括电机31、齿轮32和搅拌杆33，电机31固连在外筒1顶部，齿轮32转动连接在电机31输出端上，齿轮32端面竖直，搅拌杆33为圆柱状杆，搅拌杆33长度方向竖直，搅拌杆33底端穿过外筒1而伸入内筒2内，搅拌杆33与外筒1和内筒2紧密配合，搅拌杆33底部固连有放射状的搅拌叶34，搅拌叶34为长方体状杆，搅拌叶34分别伸入翼筒22内，搅拌叶34宽度为翼筒22内侧宽度的四分之三，搅拌杆34一侧开设有平面，所述平面上固连有齿条，所述齿条与齿轮32啮合，电机31带动搅拌杆33以及搅拌叶34上下移动。

结合图1、图2，将内筒2设置成由圆筒21和翼筒22的组合，可使冷却液流到翼筒22之间，相较于原有的容器，容积不变，但是冷却液可深入到容器内部，使待测油液内外温度相同，提高检测精度；同时将翼筒22长度设置成圆筒21直径的三分之二，能最大限度的限制内筒2的外径且保证容积不变，避免占地面积过大，还能使圆筒21内的待测油液在一秒即可与冷却液温度相同，冷却效率高；将翼筒22之间的间距设置成40°，保证容量的同时，也可使翼筒22内的待测油液在冷却液灌入时即可与冷却液温度相同；将搅拌叶24宽度设置为翼筒22宽度的四分之三，可将结晶的油液和未结晶的油液充分混合，使油液的透光度均匀，提高检测精度，同时有效避免油液完全凝固。

结合图2、图4和图5，控制部件4包括光电发射器41、光电接收器42、温度传感器43、正反转自动控制器44和总控制器45。光电发射器41固连在翼筒22内部顶端，光电接收器42固连在搅拌叶34上，光电接收器42与光电发射器41位于同一竖直线上，光电发射器41和光电接收器42分别与总控制器45电连接，通过设置光电发射器41和光电接收器42，利用光线在固体和液体介质中的亮度不同来判断油液的结晶状态。温度传感器43固连在搅拌叶34末端，温度传感器43与总控制器45电连接，设置温度传感器43能实时检测油液温度，待光电接收器42接收到结晶信号后，通过观察温度传感器，即可得知油液的冰点温度。光电接收器42与温度传感器43中的器件连线均埋设于搅拌叶34和搅拌杆33内，并由外筒1外部的搅拌杆33的顶端引出连接至控制部件4内部的总控制器45上，光电发射器41的器件连接埋设于内筒2内壁中，并由内筒2引出连接至控制部件4内部的总控制器45上，防止油液腐蚀电线，保证各种电子设备顺利工作。正反转自动控制器44固连在外筒1顶部，正反转自动控制器44与电机31电连接，可以在正反转自动控制器44上直接设置电机正反转的时间，正反转自动控制器44还与总控制器45电连接，可以实现由总控制器45设置电机正反转的时间，利用正反转自动控制器44或总控制器45控制电机的转向改变，进而使搅拌叶34自动的上下移动，光电接收器42可以检测不同位置的油液结晶状态，并将检测数据传输至总控制器45进行统计分析，进而得到不同的实验数据，通过总控制器45综合对比，能得到更为精确的实验数据，使得一次测定的结果精确至0.1℃。

结合图6、图6是本发明的总控制器的原理框图，总控制器45包括输入单元451、电机控制单元452、采集单元453、判断单元454和输出单元455；其中，输入单元451与电机控制单元452电连接和信号连接，电机控制单元452分别与正反转自动控制器44和电机31电连接和信号连接，输入单元451用于载入电机控制参数并将所述电机控制参数传输至电机控制单元452，电机控制单元452用于控制正反转自动控制器44和电机31；光电接收器42和温度传感器43与采集单元453电连接和信号连接，采集单元453与判断单元454电连接和信号连接，判断单元454与输出单元455电连接和信号连接，采集单元453用于采集光电接收器的亮度信号以及温度传感器43的温度信号，并将所述亮度信号和温度信号传输至判断单元454；判断单元454用于根据所述亮度信号判断油液是否结晶以及根据温度信号向输出单元455发送命令信号；控制按键46与输出单元455电连接和信号连接，输出单元455与电机31电连接和信号连接，输出单元455用于根据控制按键46的触发信号向电机31发送启动信号。

利用上述自动冰点测定仪进行冰点测定的具体实施过程：

1、通过进油管24将85毫升油液泵入内筒2中；也可以在辅助管23处设置进油泵，通过总控制器45控制进油泵将油液泵入。

2、按下控制按键46以启动电机31，间隔性的改变电机31转向，使搅拌杆33和搅拌叶34上下运动，防止油液分层；通过自动控制器44或总控制器45设定电机31转向改变的间隔时间，总控制器45内具有输入单元451和电机控制单元452，通过输入单元451设定电机31转向改变的间隔时间以及电机31转速，通过电机控制单元452控制正反转自动控制器44和电机31。

3、开始向进液管11内通入冷却液，待冷却液覆盖内筒2顶部后，打开出液管12使冷却液流出，同时向进液管11内通入更低温度的冷却液。其中冷却液选用乙醇，因乙醇的凝固点在-117℃，远低于各种石油的冰点温度，因此，乙醇可为检测过程提供较多的温差范围，进而提高检测精度；每次通入乙醇的温度比上一次通入乙醇的温度低5℃。

4、通过总控制器45控制电机31逐渐缩短转速，通过光电接收器42接收到的亮度信号判断油液是否结晶，且采集油液的不同深度，结晶状态的不同的信息；其中，光电接收器42接收到的亮度信号传输至总控制器45进行油液结晶判断。总控制器45内具有采集单元453和判断单元454，光电接收器42的亮度信号传输至采集单元453进行处理，处理后的亮度信号传输至判断单元454进行油液是否结晶判断和油液温度判断

5、综合信息，判断油液结晶后，停止冷却液的循环，并通过温度传感器43截取此时油液温度。

6、随后将冷却液从出液管12中抽出，并通过搅拌杆33快速运动，使内筒2内的油液恢复到室温，最后打开进油管24将油液抽出，完成对油液冰点温度的测定。也可以在进油管24处设置出油泵，温度传感器43传输温度值至总控制器45，，温度传感器43将所述油液温度传输至总控制器45，总控制器45内采集单元453处理油液温度信号，处理后的油液温度信号传输至判断单元454，判断单元454判断油液结晶后的温度以及油液温度是否恢复到室温，总控制器45根据温度值控制出油泵将油液抽出。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种自动冰点测定仪，其特征在于，包括外筒(1)、内筒(2)、搅拌部件(3)和控制部件(4)，其中，

内筒(2)固连在外筒(1)内，内筒(2)包括圆筒(21)和翼筒(22)，若干个翼筒(22)呈环状间隔固连在圆筒(21)外围，翼筒(22)长度为圆筒(21)直径的三分之二，相邻翼筒(22)之间的角度为40°，翼筒(22)均与圆筒(21)相连通；

搅拌部件(3)包括电机(31)、齿轮(32)和搅拌杆(33)，电机(31)固连在外筒(1)顶部，齿轮(32)可转动地连接在电机(31)输出端上，搅拌杆(33)穿过外筒(1)而伸入内筒(2)内，搅拌杆(33)底部固连有放射状的搅拌叶(34)，搅拌叶(34)分别伸入翼筒(22)内，搅拌叶(34)宽度为翼筒(22)内侧宽度的四分之三，搅拌杆(33)一侧开设有平面，所述平面上固连有齿条，所述齿条与齿轮(32)啮合，以使搅拌杆(33)上下运动；

控制部件(4)包括光电发射器(41)、光电接收器(42)、温度传感器(43)、正反转自动控制器(44)、总控制器(45)和控制按键(46)，光电发射器(41)固连在翼筒(22)内部顶端，光电接收器(42)固连在搅拌叶(34)上，光电接收器(42)与光电发射器(41)位于同一竖直线上，温度传感器(43)固连在搅拌叶(34)末端，光电发射器(41)、光电接收器(42)和温度传感器(43)分别与总控制器(45)电连接，总控制器(45)与控制按键(46)电连接；正反转自动控制器(44)固连在外筒(1)顶部，正反转自动控制器(44)分别与电机(31)和总控制器(45)电连接；

总控制器(45)包括输入单元(451)、电机控制单元(452)、采集单元(453)、判断单元(454)和输出单元(455)；其中，

输入单元(451)用于载入电机控制参数并将所述电机控制参数传输至电机控制单元(452)，电机控制单元(452)用于控制正反转自动控制器(44)和电机(31)；

采集单元(453)用于控制光电发射器(41)启动并采集光电接收器(42)的亮度信号以及温度传感器(43)的温度信号，并将所述亮度信号和温度信号传输至判断单元(454)；

判断单元(454)用于根据所述亮度信号判断油液是否结晶以及根据温度信号向输出单元(455)发送命令信号；

输出单元(455)用于根据控制按键(46)的触发信号向电机(31)发送启动信号。

2.根据权利要求1所述的自动冰点测定仪，其特征在于，光电接收器(42)与温度传感器(43)的器件连线均埋设于搅拌叶(34)和搅拌杆(33)内，光电发射器(41)的器件连接埋设于内筒(2)内壁中。

3.根据权利要求1所述的自动冰点测定仪，其特征在于，外筒(1)一侧上端固连有进液管(11)，外筒(1)同侧下端固连有出液管(12)，进液管(11)与出液管(12)内流有冷却液，所述冷却液为乙醇。

4.根据权利要求3所述的自动冰点测定仪，其特征在于，内筒(2)位于两个翼筒(22)间隙之间的圆筒(21)上端固连有辅助管(23)，圆筒(21)下端固连有进油管(24)，辅助管(23)与进油管(24)均伸出外筒(1)外。

5.一种利用如权利要求1-4任一所述的自动冰点测定仪的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括如下步骤：

1)、通过辅助管(23)和进油管(24)将85毫升油液泵入内筒(2)中；

2)、按下控制按键(46)以启动电机(31)，并通过正反转自动控制器(44)或总控制器(45)设定电机(31)转向改变的间隔时间以间隔性的改变电机(31)转向，使搅拌杆(33)和搅拌叶(34)上下运动；

3)、向进液管(11)内通入冷却液，待冷却液覆盖内筒(2)顶部后，打开出液管(12)使冷却液流出，同时向进液管(11)内通入更低温度的冷却液；

4)、通过总控制器(45)控制逐渐缩短电机(31)转速，光电接收器(42)采集不同深度油液对应的亮度信号，并将所述亮度信号传输至总控制器(45)，总控制器(45)判断油液是否结晶；

5)、判断油液结晶后，停止冷却液的循环，并温度传感器(43)测出油液结晶后的油液温度，并将所述油液温度传输至总控制器(45)；

6)、将冷却液从出液管(12)中抽出，并通过搅拌杆(33)的快速运动，使内筒(2)内的油液恢复到室温，打开进油管(24)将油液抽出，完成对油液冰点温度的测定。

6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，总控制器(45)内具有输入单元(451)和电机控制单元(452)，通过输入单元(451)设定电机(31)转向改变的间隔时间以及电机(31)转速，通过电机控制单元(452)控制正反转自动控制器(44)和电机(31)。

7.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，总控制器(45)内具有采集单元(453)和判断单元(454)，光电接收器(42)的亮度信号和温度传感器(43)的油液温度传输至采集单元(453)进行处理，处理后的亮度信号和油液温度传输至判断单元(454)进行油液是否结晶判断和油液温度判断。

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