CN109682754B

CN109682754B - 多通道稳定性分析仪

Info

Publication number: CN109682754B
Application number: CN201710976941.2A
Authority: CN
Inventors: 李煊; 丁为; 陆敏; 吴青燕
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2037-10-19
Also published as: CN109682754A

Abstract

本发明涉及一种多通道稳定性分析仪，包括机箱和设于机箱内的试样池、试样池升降器、气体加热输送装置、光源、光传感器、光信号接收处理器、通信模块和控制系统。本发明稳定性分析仪测试效率高、测试温度高，同时提高安全性、减小每一个测量通道的平均造价、适应专属试验管。通过自编程序，利用计算机监控，实现测试过程的全自动操作、实现实时数据采集和历史数据的保存，并通过动态交换技术，将计算机采集数据送入有关数据库程序中进行二次处理。本发明可用于SRIPT‑MCTS‑20150806型六通道稳定性分析仪的生产。

Description

多通道稳定性分析仪

技术领域

本发明涉及一种多通道稳定性分析仪。

背景技术

稳定性分析仪主要用于测量样品的分离、沉降、悬浮或澄清、浮离、聚集、凝聚或产品存放期以及粒径的分布。一般用于：悬浮液配方之研究及开发、乳化液及泡沫液之研究及开发、非稳定悬浮液之侦测及改良、产品储存稳定性预测、离心加速分离过程之监控、沉降剂最佳用量之决定及控制、适用于各种工业之品管，诸如工业油品、泥浆、药品、化妆品、食品、涂料、染料、化学悬浮液、CMP研磨液、奈米级软颗粒、胶体、聚合悬浮液、农化产品、润滑剂、废水处理、泥浆分离、纸浆及造纸工业等。稳定性分析仪可以测量以下产品：沥青、原油、柏油、生物科技、医药、胶囊、陶瓷、原油、乳胶、食品与饮料、润滑剂、冷却剂、油漆涂料、纳米粒子特性、化妆品、表面活性剂、水处理与废水处理、泥浆、烂泥…等。

现有技术中的TURBISCAN LAB分散稳定性分析仪存在以下不足：1、单个通道，测试效率低，通道成本高，不利于对比测量；2、专用6厘米长的测试管，过短，不利于分层试样测量；3、限定测试温度为45℃以下，不利于较高温度下的试样特性测试，现有仪器采用的是电加热试样方式，这对于易燃易爆试样，温度过高之后有相当的危险性。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的不足，提供一种多通道稳定性分析仪，以实现多通道测量，满足长达10厘米试样管，上限测试温度可达95℃。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

多通道稳定性分析仪所用试样池，包括气体密闭体、试样架、热气体输入端口、热气体输出端口、热气体喷管、温度传感器，所述气体密闭体由石英玻璃侧面和不锈钢边框构成，所述试样架、热气体喷管、温度传感器设于气体密闭体内，所述试样架上设有试样瓶插入孔位。

上述技术方案中，所述试样架上设有试样瓶插入孔位；优选地，所述试样瓶插入孔位为六个以上；本发明一实施例中，所述试样瓶插入孔位为六个。

上述技术方案中，所述试样瓶上孔位为圆孔，下固定穴为圆锥形；本发明一实施例中，所述试样瓶上孔位直径8.5mm，下固定穴为直径5mm到3mm，深度为4mm的圆锥形，试样瓶间距8cm。

本发明还提供一种多通道稳定性分析仪，包括机箱和设于机箱内的试样池、试样池升降器、气体加热输送装置、光源、光传感器、光信号接收处理器、通信模块和控制系统；所述试样池包括气体密闭体，所述气体密闭体内设有试样架、温度传感器，所述气体密闭体为透光性气体密闭体；由气体加热输送装置向试样池输送热气体；所述控制系统包括热气体温度控制模块、开关量控制模块、升降机控制模块；所述光源透光样品经传感器后，由信号接收处理器接收处理后传送通信模块。

上述技术方案中，所述气体密闭体内为流动的热气体。

上述技术方案中，所述气体密闭体由石英玻璃侧面和不锈钢边框构成；优选地，所述气体密闭体为六面体。

上述技术方案中，所述试样池设有热气体输入端口、热气体输出端口、热气体喷射管。气体加热输送装置的热气体依次通过热气体输入端口、热气体喷射管和热气体输出端口。优选地，所述热气体喷射管设于试样架下方。更为优选地，所述热气体输入端口和热气体输出端口处分别设有盘管，以便管道随试样池上下移动。

上述技术方案中，所述试样池升降器设于试样池下方，试样池升降器通过升降器控制模块控制试样池上下移动。实现试样池位移精确控制目的。优选地，试样池升降器为电控升降器。

上述技术方案中，所述气体加热输送装置中的加热装置为加热炉。

上述技术方案中，所述气体加热输送装置包括热气体输送装置；优选地，所述热气体输送装置包括热气体引入管道、球阀、流量调节及指示器、盘管，所述热气体经加热炉加热，通过盘管、球阀、气体引入管道进入试样池。盘管增加气体在炉内的停留时间。

上述技术方案中，所述热气体为氮气。使用氮气作为加热介质，可以限制氮气在加热炉中的上限温度，可以提高整台仪器的安全性，例如，可以提高在测量含轻质油类试样时仪器的安全性。

上述技术方案中，所述光源为单光束激光器。优选地，为点状单光束激光器。

上述技术方案中，所述光传感器包括投射传感器和散射传感器。

上述技术方案中，所述信号接收处理器包括信号接收器和信号处理器，优选地，所述信号接收器设有杂散光屏蔽器。更为优选地，所述杂散光屏蔽器为黑色橡胶套筒。以屏蔽杂散光。

上述技术方案中，所述光源和信号接收器上设有调节支架。便于光源和信号接收器在一定范围内三维调节。

上述技术方案中，所述信号处理器将信号接收器传来的信号经线性放大，模数转换之后，由计算机采集。

上述技术方案中，所述温度控制模块，接收计算机的温度给定值，然后对气体加热炉进行温度控制，并传送炉温，试样池内的温度值。

上述技术方案中，所述开关量控制模块，接收并完成计算机界面的开关设置，传送开关状态到计算机。用于激光器、信号接收器的电源开关，传感器的监控，加热供电以及保护。

上述技术方案中，所述机箱上盖设有传感器，以防止开盖操作时受干扰。

本发明还提供一种多通道稳定性分析仪控制测量方法，包括如下步骤：打开电源；热气体输送装置向试样池输送热气体以提升待测试样温度；光信号接收处理器将透过待测试样的光电流信号或者散射的光电流信号转换成数字信号；升降器初始位置判别、升降器位置传感以及输出步长值计算、运行目标给定、一个测量周期结束后升降机复位；将测量数据处理数据保存、调用测试参数输入。

本发明稳定性分析仪，采用气体加热媒介，提高了的分析仪的安全性，上限测试温度可达95℃。在试样池下方设置精密升降器，满足高度长达10厘米的试样管的测试需求，实现各种试样的稳定性结构精密测试。实现多通道测量，测试效率高，测试温度高，同时提高安全性、稳定性，减小每一个测量通道的平均造价、适应专属试验管。通过自编程序，利用计算机监控，实现测试过程的全自动操作、实现实时数据采集和历史数据的保存，并通过动态交换技术，将计算机采集数据送入有关数据库程序中进行二次处理。

本发明的稳定分析仪，降低了每个测试通道的造价，六通道仪器的造价每通道低于1万人民币。而进口仪器一般每通道都在6万元以上。

本发明达到了预期的技术效果。

附图说明

图1为本发明的顶视结构图；

图2为本发明的正视结构图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1

如图1、图2所示，一种多通道稳定性分析仪机箱，包括机箱1和设于机箱内的试样池2、电控升降器3、气体加热输送装置4、激光器5、光传感器6、光信号接收处理器7、计算机8和控制系统；

其中，试样池2包括气体密闭体21、热气体输入端口、热气体输出端口、热气体喷射管。气体加热输送装置4的热气体依次通过热气体输入端口、热气体喷射管和热气体输出端口。所述热气体喷射管设于试样架下方。所述热气体输入端口和热气体输出端口处分别设有盘管，以便管道随试样池上下移动。所述气体密闭体21内设有试样架211、温度传感器，所述气体密闭体21由石英玻璃侧面和不锈钢边框构成。所述试样架上设有六个试样瓶插入孔位212，试样瓶上孔位为圆孔，下固定穴为圆锥形，试样瓶上孔位直径8.5mm，下固定穴为直径5mm到3mm，深度为4mm的圆锥形，试样瓶间距8cm。

电控升降器3设于试样池2的下方，试样池升降器3通过升降器控制模块10控制试样池2上下移动。实现试样池2位移精确控制目的。

气体加热输送装置4向试样池2输送热气体，所述气体加热输送装置4包括加热炉、热气体引入管道、球阀、流量调节及指示器、盘管，氮气经加热炉加热，通过盘管、球阀、气体引入管道进入试样池2。

激光器5为DANGER激光器，其特征为点状单光束激光器，波长为808纳米，功率为100毫瓦，并附有聚光调节。其特点是能够满足所需的测量光源要求，且虽为红外光源，但是光斑周围还有余光，便于光路调整。激光器5上设有可调支架。激光器5透光试样架211上的样品再经光传感器6，由信号接收处理器7接收处理后传送计算机8。光传感器6分为投射传感器和散射传感器。

信号接收处理器7包括信号接收器和信号处理器，信号接收器采用Ekps021C2光电阻，后缀引线接头，前缀黑色橡胶套筒，以屏蔽杂散光。信号接收器上设有可调支架。信号处理器将信号接收器传来的信号经线性放大、模数转换之后，由计算机采集。

控制系统包括热气体温度控制模块9、升降机控制模块10、开关量控制模块，温度控制模块接受计算机的温度给定值，然后对气体加热炉进行温度控制，并传送炉温、试样池内的温度值。开关量控制模块接受并完成计算机界面的开关设置，传送开关状态到计算机。用于激光器、接收器的电源开关、仪器上盖传感器的监控、加热供电以及保护。这些模块通过RS-485to USB转换器，引入计算机8。

机箱1的上开盖，设置开盖传感器，以防止开盖操作时受干扰；机箱侧面设置：单相交流电引入、电源开关、电源指示灯、加热气体开关、加热气体流量计、排风进出入口。

【实施例2】

如图1、图2所示的六通道稳定性分析仪，在我院装备仪表室研制调试成功，标准试样测试结果为满足测试条件，基线稳定且波动小于千分之2，已平稳运行三个多月，各项指标都达到了设计目标。

本仪器的工作标准为：基线波动——小于2‰，标样1(纯硅油，透射率)84.4％，标样2(聚四氟乙烯，散射率)62.5％。

1、基线测试。试样池内装入洁净试样管，上升步进间隔为0.1mm，扫描范围为10～90mm。透过率测得结果为全过程：100％。

2、透过率测试。试样管内装入标样1，上升步进间隔为0.1mm，在有效长度(10～90mm)上测得透过率为：84.2～84.6％。

3、反射率测试。式样管处放置标样2，上升步进间隔为0.1mm，在有效长度(10～60mm)上测得散射率为：62.3～62.7％。

以上测试结果符合稳定性分析仪测试条件。

Claims

1.多通道稳定性分析仪用试样池，包括气体密闭体、试样架、热气体输入端口、热气体输出端口、热气体喷管、温度传感器，所述气体密闭体由石英玻璃侧面和不锈钢边框构成，所述试样架、热气体喷管、温度传感器设于气体密闭体内，所述试样架上设有试样瓶插入孔位。

2.多通道稳定性分析仪，包括机箱和设于机箱内的试样池、试样池升降器、气体加热输送装置、光源、光传感器、光信号接收处理器、通信模块和控制系统；所述试样池包括气体密闭体，所述气体密闭体内设有试样架、温度传感器，所述气体密闭体为透光性气体密闭体；由气体加热输送装置向试样池输送热气体；所述控制系统包括热气体温度控制模块、开关量控制模块、升降器控制模块；所述光源透过样品经传感器后，由光信号接收处理器接收处理后传送通信模块。

3.根据权利要求2所述的多通道稳定性分析仪，其特征在于，所述气体密闭体由石英玻璃侧面和不锈钢边框构成。

4.根据权利要求2所述的多通道稳定性分析仪，其特征在于，所述试样池中设有热气体喷射管。

5.根据权利要求2所述的多通道稳定性分析仪，其特征在于，所述试样架上设有试样瓶插入孔位，所述试样瓶插入孔位为六个以上。

6.根据权利要求2所述的多通道稳定性分析仪，其特征在于，所述气体加热输送装置包括热气体输送装置，所述热气体输送装置包括热气体引入管道、球阀、流量调节及指示器、盘管，所述气体加热后，通过盘管、球阀、气体引入管道进入试样池。

7.根据权利要求2所述的多通道稳定性分析仪，其特征在于，光源为单光束激光器。

8.根据权利要求2所述的多通道稳定性分析仪，其特征在于，所述光信号接收处理器包括信号接收器，所述信号接收器设有杂散光屏蔽器；所述光源和信号接收器上设有调节支架。

9.根据权利要求2所述的多通道稳定性分析仪，其特征在于，所述热气体为氮气。

10.一种权利要求2所述多通道稳定性分析仪控制测量方法，其特征在于，包括如下步骤：打开电源；热气体输送装置向试样池输送热气体以提升待测试样温度；光信号接收处理器将透过待测试样的光电流信号或者散射的光电流信号转换成数字信号；升降器初始位置判别、升降器位置传感以及输出步长值计算、运行目标给定、一个测量周期结束后升降机复位；将测量数据处理数据保存、调用测试参数输入。