CN112748147B - 一种柴油冷滤点自动测定系统和测定的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柴油冷滤点自动测定系统及采用该系统来测定柴油冷滤点的方法,其包括互相电连接并配合使用的快速制冷仪和自动抽滤测定机,两者均经过重新设计,其中自动抽滤测定机在抽滤效果上达到现有的SH/T 0248‑2006方法标准,快速制冷仪也较现有技术大幅精简结构,缩小体积,零部件少,满足便携式的目的。
Description
技术领域
本发明涉及检测柴油检测技术领域,尤其是一种柴油冷滤点自动测定系统和测定的方法。
背景技术
柴油冷滤点是指柴油油样在规定条件下冷却,在1961Pa(200mm水柱)压力下抽吸,使冷却的柴油油样通过一个363目的过滤器,测定过滤器被堵塞至不能通过或者流量小于20ml/min时的最低温度。该温度越低,柴油在低温下使用流动性越好,越不易堵塞过滤器。因此冷过滤点是柴油规格中重要指标之一
现有的柴油冷滤点测定仪器一般由抽滤装置和制冷装置构成,其中抽滤装置符合现有的SH/T 0248-2006方法标准,SH/T 0248-2006方法标准中是通过自动调节进气速度来实现流速和真空压力的稳定。其实现方法虽然巧妙,但是却存在多个零部件,导致构成复杂,无法达到仪器小型化、便携式的目的。
同时现有的制冷装置多采用压缩机制冷方式,压缩机制冷方式有以下优点:1)压缩机制冷的设备生产制造简单,制造成本较低,设备的使用维护也比较简单,因此其具有超高的“性价比”;2)压缩机制冷维修方便,维修周期也相对较长,能够实现长时间无维修使用的要求;3)压缩机种类很多,可以根据现实需求合理的选用最适用型号的压缩机;4)某些压缩机容易实现高压缩比工作,容易实现大制冷量,同时还可以针对实际需求进行无极调节,易于操控等。但其缺点也十分明显,1)功耗是压缩机制冷最大的缺点,通常情况下,一台大型压缩机的能量损失能够达到5%-20%,虽然小型压缩机的功耗较小,但是由于应用广泛,数量庞大,每年消耗的电力资源依然触目惊心;2)受压缩机结构的限制,许多机型都容易发生工质泄露的问题,对环境容易造成不可逆的伤害,机器自身也因为这个原因不易实现高压缩比;3)压缩机式制冷机在工作时往往伴随较大的振动和噪音,这一点对其本身的使用寿命也有较大的限制;4)许多整机体积和重量都比较大,轻量化生产很难,更不可能实现穿戴化或便携式的要求,因此难以冲击军事应用市场。
因此本领域技术人员致力于开发一种结构精简,便携且能快速测定冷滤点的柴油冷滤点自动测定系统和测定的方法。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种结构精简,便携且能快速测定冷滤点的柴油冷滤点自动测定系统和测定的方法。
为了实现上述目的,本发明提供一种柴油冷滤点自动测定系统,包括互相电连接的快速制冷仪和自动抽滤测定机;
所述快速制冷仪包括斯特林制冷机和冷肼,所述斯特林制冷机电连接有第一主控电路,所述冷肼包括互相垂直设置的第一制冷套管和第二制冷套管,所述第一制冷套管的顶部开口,底部密封;所述第二制冷套管一端开口,另一端密封且焊接连接在所述第一制冷套管的侧壁上,所述斯特林制冷机设置有插入所述第二制冷套管内的导冷头,所述冷肼的表面贴合有与所述第一主控电路电连接的加热片和温度传感器;
所述自动抽滤测定机包括竖直设置的吸量管和所述吸量管上端开口连接的缓冲瓶,所述缓冲瓶还连接有电控切换阀、电控抽吸阀、第一节流阀、第二节流阀、抽气泵和压力传感器,所述吸量管的侧边还安装有正对所述吸量管的光电探测管,所述吸量管的下端安装有过滤器,所述过滤器的一侧设置有温度传感器,所述过滤器和温度传感器上套接有试杯;所述电控切换阀、电控抽吸阀、抽气泵、压力传感器、光电探测管和温度传感器电连接有第二主控电路。
所述快速制冷仪还安装有与所述第一主控电路电连接的液晶触摸屏,所述第一主控电路包括第一主控芯片U,所述第二主控芯片电路包括第二主控芯片U,所述第一主控芯片U和第二主控芯片U内写有控制程序,所述控制程序包括启动模块、真空监控模块、液位监控模块、计时模块、气路控制模块和温度监控模块,所述启动模块用于控制整个系统的通电与否,所述真空监控模块用于监控所述缓冲瓶的真空状态,所述液位监控模块用于监控所述吸量管内液位的高度,所述温度传感器用于监控所述冷肼的温度;计时模块用于计时,所述气路控制模块用于切换控制所述自动抽滤测定机内气路走向即通过控制所述电控切换阀和电控抽吸阀来实现,所述温度监控模块用于监控所述冷肼的温度,上述各模块所产生的数据和操作按钮均在所述液晶触摸屏上显示。所述液晶触摸屏显示 “冷滤点”的温度读数,此温度读数即为该油样的冷滤点。
还包括外壳,所述斯特林制冷机安装在所述外壳内后端,所述外壳的顶部还安装有限位凹台,所述冷肼竖直安装在所述限位凹台的下端,所述限位凹台设置有与所述第一制冷套管的顶部开口连通的样品室固定口。
所述外壳内还安装有围绕所述冷肼的保温壳;所述外壳内下端前部安装有前支撑架,下端后部安装有后支撑架;所述斯特林制冷机的前端搁置在所述前支撑架上,后端搁置在所述后支撑架上。
所述前支撑架上还安装有容置所述第一制冷套管底部的绝热座,所述绝热座的中部设置有向下凹陷的绝热腔,边缘设置有承载所述第一制冷套管边缘的支撑条,所述绝热座的前端设置有与所述绝热腔连通的通风凹口。
所述保温壳的外侧安装有与所述第一主控电路电连接的电脑主板和电路板,所述外壳内下端还安装有与所述第一主控电路电连接的适配器、驱动板和充电电源,所述外壳的前端安装有与所述第一主控电路电连接的液晶触摸屏和外接数据传输插头。
所述抽气泵设置有与外界连通的出气口和与所述缓冲瓶连通的抽气口;
所述电控切换阀设置有第一气流切换管路,所述第一节流阀的出气端和第二节流阀的出气端均与所述第一气流切换管路连接,所述第一节流阀的进气端和第二节流阀的进气端均分别与所述缓冲瓶连接;
所述电控抽吸阀的一端与所述缓冲瓶连接,另一端与所述吸量管的抽吸口连接。
所述缓冲瓶上盖合设置有瓶盖,所述瓶盖安装有与所述缓冲瓶内部连通的第一通气头、第二通气头、第三通气头和第四通气头,所述压力传感器与所述第一通气头连接,所述第二通气头与所述抽气口连接,所述第一节流阀的进气端设置有与所述第三通气头连接的第一节流进气口,所述第二节流阀的进气端设置有与所述第四通气头连接的第二节流进气口。
所述瓶盖的上端还安装有气路连接座,所述气路连接座设置有第一通气管、第二通气管、第三通气管、第四通气管、第五通气管和第六通气管,所述第一气流切换管路包括相互独立的第一切换管、第二切换管和第三切换管,所述第一切换管通过所述第四通气管与所述第二节流阀的出气端连接,所述第二节流阀的出气端通过所述第五通气管与所述第一节流阀的出气端连接,所述第三切换管通过所述第六通气管与所述缓冲瓶内部连通。
所述电控抽吸阀设置有第二气流切换管路,所述第二气流切换管路包括相互独立的第四切换管、第五切换管和第六切换管,所述第四切换管通过所述第三通气管与所述缓冲瓶内部连通,所述第五切换管通过所述第二通气管与外界连通,所述第一通气管通过所述第六切换管与所述抽吸口连接。
所述第二主控电路还电连接有蜂鸣器。
本发明还提供一种采用上述柴油冷滤点的自动测定系统,包括以下步骤:
a)所述自动测定系统接通快速制冷仪电源,将所述冷肼的温度设置为-34℃±0.5℃;
b)把待测已过滤的油样倒入准备好的所述试杯中直至液面到达刻线处;
c)将装有油样的所述试杯装入所述自动抽滤测定机中;
d)把已经组装好的所述吸量管装在盛有油样的所述试杯中,并且保证所述过滤器垂直放于所述试杯的底部,所述试杯组装好;
e)接通电源,将试杯置于热水浴中加热到30±5℃的时候,把所述试杯放入所述快速制冷仪的所述冷肼中,如果测试油样已知浊点,则可以把油样直接冷却到高于浊点5℃;
f)启动所述启动模块,所述抽气泵207开始工作,进入抽吸准备阶段;
g)油样温度每降低1℃,启动所述气路控制模块,进入抽吸阶段,抽吸开始,如果油样能够被抽吸到所述吸量管上的标准刻度线,仪器会自动让所述气路控制模块停止工作;
h)重复上述步骤,直至油样液面在显示屏上的抽吸时间60秒内无法被抽吸到达所述吸量管刻度线或者油样液面在显示屏上的抽吸时间60秒内到达所述吸量管刻度处,但在仪器自动关闭抽吸阀后,所述吸量管中的油样不能完全回流到试杯中。记录此时显示屏上的“冷滤点”读数,此温度读数即为该油样的冷滤点;如果油样液面未达了过滤点标准,则启动所述气路控制模块来调整真空度,油样回流到试杯中。
i)试验结束,把所述试杯从所述冷肼的冷浴中取出,待油样中无明显蜡结晶时,倒出油样,清洗试验仪器并烘干;
j)对同一种油样测定两次取平均值即得最终结果。
本发明的有益效果是:本发明的柴油冷滤点自动测定系统,包括互相电连接并配合使用的快速制冷仪和自动抽滤测定机,两者均经过重新设计,其中自动抽滤测定机在抽滤效果上达到现有的SH/T 0248-2006方法标准,快速制冷仪也较现有技术大幅精简结构,缩小体积,零部件少,满足便携式的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明快速制冷仪的结构示意图;
图3是本发明快速制冷仪的部分结构示意图之一;
图4是本发明快速制冷仪的部分结构示意图之二;
图5是本发明快速制冷仪绝热座的结构示意图;
图6是本发明快速制冷仪冷肼的结构示意图;
图7是本发明快速制冷仪冷肼的结构侧视图;
图8是图7中A-A处结构剖视图;
图9是本发明快速制冷仪主芯片电路的电路原理图;
图10是本发明快速制冷仪振荡电路的电路原理图;
图11是本发明快速制冷仪开关复位电路的电路原理图;
图12是本发明快速制冷仪程序烧写电路的电路原理图;
图13是本发明快速制冷仪主板连接电路的电路原理图;
图14是本发明快速制冷仪供电降压电路的电路原理图;
图15是本发明快速制冷仪第一感温电路的电路原理图;
图16是本发明快速制冷仪第二感温电路的电路原理图;
图17是本发明快速制冷仪第三感温电路的电路原理图;
图18是本发明快速制冷仪热补偿电路的电路原理图;
图19是本发明快速制冷仪外连接制冷仪电路的电路原理图;
图20是本发明快速制冷仪模拟电压输出电路的电路原理图;
图21是本发明自动抽滤测定机的结构示意图;
图22是本发明自动抽滤测定机的局部结构示意图;
图23是本发明自动抽滤测定机的结构俯视图;
图24是图23中A-A处剖视图;
图25是本发明自动抽滤测定机的局部结构俯视图;
图26是图25中D-D处剖视图;
图27是图25中B-B处剖视图;
图28是图25中C-C处剖视图;
图29是本发明自动抽滤测定机的第二主控芯片电路的电路原理结构图;
图30是本发明自动抽滤测定机的温度监测电路的电路原理结构图;
图31是本发明自动抽滤测定机的气压监测电路的电路原理结构图;
图32是本发明自动抽滤测定机的蜂鸣器电路的电路原理结构图;
图33是本发明自动抽滤测定机的供电电路的电路原理结构图;
图34是本发明自动抽滤测定机的光电测量电路的电路原理结构图;
图35是本发明自动抽滤测定机的抽真空电路的电路原理结构图;
图36是本发明自动抽滤测定机的电控切换阀电路的电路原理结构图;
图37是本发明自动抽滤测定机的电控抽吸阀电路的电路原理结构图;
图38是本发明自动抽滤测定机的振荡电路的电路原理结构图;
图39是本发明自动抽滤测定机的开关复位电路的电路原理结构图;
图40是本发明自动抽滤测定机的程序烧写电路的电路原理结构图;
图41是本发明自动抽滤测定机的主板连接电路的电路原理结构图;
图42是本发明自动抽滤测定机的外联电路的电路原理结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,需注意的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1至图42所示,一种柴油冷滤点自动测定系统,包括互相电连接的快速制冷仪100和自动抽滤测定机200;所述快速制冷仪100包括斯特林制冷机101和冷肼102,所述斯特林制冷机101电连接有第一主控电路,所述冷肼102包括互相垂直设置的第一制冷套管1021和第二制冷套管1022,所述第一制冷套管1021的顶部开口,底部密封;所述第二制冷套管1022一端开口,另一端密封且焊接连接在所述第一制冷套管1021的侧壁上,所述斯特林制冷机101设置有插入所述第二制冷套管1022内的导冷头103,所述冷肼102的表面贴合有与所述第一主控电路电连接的加热片和温度传感器。
所述自动抽滤测定机200包括竖直设置的吸量管201和所述吸量管201上端开口连接的缓冲瓶202,所述缓冲瓶202还连接有电控切换阀203、电控抽吸阀204、第一节流阀205、第二节流阀206、抽气泵207和压力传感器,所述吸量管201的侧边还安装有正对所述吸量管201的光电探测管208,所述吸量管201的下端安装有过滤器209,所述过滤器209的一侧设置有温度传感器210,所述过滤器209和温度传感器210上套接有试杯211;所述电控切换阀203、电控抽吸阀204、抽气泵207、压力传感器、光电探测管208和温度传感器210电连接有第二主控电路。
所述快速制冷仪100还安装有与所述第一主控电路电连接的液晶触摸屏114,所述第一主控电路包括第一主控芯片U2,所述第二主控芯片电路包括第二主控芯片U202,所述第一主控芯片U2和第二主控芯片U202内写有控制程序,所述控制程序包括启动模块、真空监控模块、液位监控模块、计时模块、气路控制模块和温度监控模块,所述启动模块用于控制整个系统的通电与否,所述真空监控模块用于监控所述缓冲瓶202的真空状态,所述液位监控模块用于监控所述吸量管201内液位的高度,所述温度传感器210用于监控所述冷肼102的温度;计时模块用于计时,所述气路控制模块用于切换控制所述自动抽滤测定机200内气路走向即通过控制所述电控切换阀203和电控抽吸阀204来实现,所述温度监控模块用于监控所述冷肼102的温度,上述各模块所产生的数据和操作按钮均在所述液晶触摸屏114上显示。所述液晶触摸屏114显示 “冷滤点”的温度读数,此温度读数即为该油样的冷滤点。
在本实施例中,第一主控电路控制斯特林制冷机101对冷肼102制冷,同时根据位于冷肼102处的温度传感器监测的温度来控制加热片的加热效果,从而将冷肼的温度维持在一个较低的温度区间内,结构简单,斯特林制冷机制冷速度快,从而满足柴油冷滤点检测的温度要求。
进一步的,在本实施例中,第二制冷套管1022和第一制冷套管1021之间还设置有实心的马鞍形导热部1023连接;马鞍形导热部1023设置有两个且分别位于第一制冷套管1021的上下两端;进一步的,马鞍形导热部1023的宽度与第二制冷套管1022的直径相等,位于上端的马鞍形导热部1023的顶部与第一制冷套管1021的顶部平齐,位于下端的马鞍形导热部1023的底部与第一制冷套管1021的底部平齐,这样制冷机产生的冷量能够沿第二制冷套管1022另一端、第二制冷套管1022的两侧分别同时传递给第一制冷套管1021中部和上下两端,导冷均匀。
本快速制冷仪还包括外壳104,斯特林制冷机101安装在外壳104内后端,外壳104的顶部还安装有限位凹台105,冷肼102竖直安装在限位凹台105的下端,限位凹台105设置有与第一制冷套管1021的顶部开口连通的样品室固定口116;外壳104内还安装有围绕冷肼102的保温壳106;外壳104内下端前部安装有前支撑架107,下端后部安装有后支撑架108;斯特林制冷机101的前端搁置在前支撑架107上,后端搁置在后支撑架108上,结构简单、紧凑,占用空间小,重量轻,从而便于携带。
前支撑架107上还安装有容置第一制冷套管1021底部的绝热座109,绝热座109的中部设置有向下凹陷的绝热腔1091,边缘设置有承载第一制冷套管1021边缘的支撑条1092,绝热座109的前端设置有与绝热腔1091连通的通风凹口1093,结构简单,绝热效果好,尽量避免冷肼受外界干扰。
保温壳106的外侧安装有与第一主控电路电连接的电脑主板110和电路板,外壳104内下端还安装有与第一主控电路电连接的适配器111、驱动板112和充电电源113,外壳104的前端安装有与第一主控电路电连接的液晶触摸屏114和外接数据传输插头115,充电电源充满电后可提供一端时间内的工作电量,方便移动使用,便携性好,在本实施例中,外接数据传输插头115为USB接口,方便外接电脑或存储器来转移数据。
在本实施例中,第一主控电路包括主芯片电路和与主芯片电路连接的振荡电路、开关复位电路、程序烧写电路、主板连接电路、供电降压电路、第一感温电路、第二感温电路、第三感温电路、热补偿电路、外连接制冷仪电路和模拟电压输出电路;外连接制冷仪电路用于连接斯特林制冷机,其中斯特林制冷机为日照华斯特林科技有限公司生产的Cryos50华斯特林自由活塞式斯特林应用模块,其体积小,功效比高,便于控制。
主芯片电路采用STM32F103RC作为微控制器,构建起最小系统,最小系统包括振荡电路、开关复位电路、程序烧写电路和主板连接电路等最基本的功能和接口,主芯片电路包括第一主控芯片U2,第一主控芯片U2的左边第14脚电连接有电阻R4的一端,左边第20脚电连接有电阻R6的一端,左边第21脚电连接有电阻R7的一端,左边第22脚电连接有电阻R8的一端,左边第23脚电连接有电阻R9的一端,左边第55脚电连接有电阻R12的一端,左边第56脚电连接有电阻R13的一端,左边第57脚电连接有电阻R14的一端,左边第33脚电连接有电阻R16的一端,左边第34脚电连接有电阻R17的一端,左边第35脚电连接有电阻R18的一端,左边第36脚电连接有电阻R19的一端。
第一主控芯片U2的底部第60脚电连接有电阻R22,底部第28脚电连接有电阻R20,电阻R22和电阻R20的一端并联后接地;第一主控芯片U2的右边第1脚并联电连接有电感C9的一端和3.3伏数字供电端,电感C9的另一端接地;
第一主控芯片U2的右边第13脚串联连接有电阻R5的一端和3.3伏数字供电端,第一主控芯片U2的右边第12脚并联连接有电感C12的一端和电感C11的一端,电感C12的另一端和电感C11的另一端与电阻R5的一端连接,第一主控芯片U2的右边第12脚、第31脚、第47脚、第63脚和第18脚并联后接地;第一主控芯片U2的右边第32脚、第48脚、第64脚和第19脚并联后电连接3.3伏数字供电端;第一主控芯片U2的右边第54脚电连接电阻R15。
振荡电路包括并联连接的电阻R1和两脚晶振Y1,电阻R1的一端和两脚晶振Y1的一端连接有电感C1的一端,电阻R1的另一端和两脚晶振Y1的另一端连接有电感C2的一端,电感C1的另一端和电感C2的另一端连接有接地,电阻R1的一端和两脚晶振Y1的一端还连接有第一主控芯片U2的底部第5脚,电阻R1的另一端和两脚晶振Y1的另一端还连接有第一主控芯片U2的底部第6脚。
开关复位电路包括复位开关RESET1、电阻R2和电感C5,复位开关RESET1的一端接地,另一端并联连接有电容R2的一端和电感C5的一端后连接第一主控芯片U2的底部第7脚,电容R2的另一端连接3.3伏数字供电端,电感C5的另一端接地。
程序烧写电路包括交流电接头P9,交流电接头P9的第1脚接地,第2脚连接第一主控芯片U2的右边的第49脚,第3脚连接第一主控芯片U2的右边的第46脚,第4脚并联连接电感C10的一端和3.3伏数字供电端,电感C10的另一端接地。
主板连接电路包括电接头P8,电接头P8的第2脚连接第一主控芯片U2的底部第60脚,第1脚接地。
为实现0-5VDC的模拟电压输出,供电降压电路选用了常用的DAC8830芯片来具体实现,能够以此实现精确的控制模拟电压输出,供电降压电路包括调压芯片U5,调压芯片U5的第1脚并联连接有24伏数字供电端和有极性电容C24的正极,有极性电容C24的负极接地;调压芯片U5的第3脚和第5脚接地,调压芯片U5的第2脚并联连接有电感L1的一端和二极管D2的一端,二极管D2的另一端接地,电感L1的另一端同时连接有调压芯片U5的第4脚、5伏数字供电端和无极性电容C25的一端,无极性电容C25的另一端接地。
供电降压电路还包括稳压芯片U7,稳压芯片U7的第1脚接地并连接有无极性电容C31的一端,无极性电容C31的另一端连接稳压芯片U7的第3脚并连接有5伏数字供电端,稳压芯片U7的第2脚和第4脚并联后并联有极性电容C29的正极、无极性电容C30的一端、3.3伏数字供电端和电感L2的一端,电感L2的另一端连接有3V3A供电端,有极性电容C29的负极和无极性电容C30的另一端接地,同时连接有电感L2的一端,电感L2的另一端连接模拟地。
供电降压电路还包括电接头P5,电接头P5的第1脚连接24伏数字供电端,第2脚接地。
输入输出电路包括收发芯片U6、连接器J1和电接头P6,收发芯片U6的第2脚连接有无极性电容C27的一端,无极性电容C27的另一端连接5伏数字供电端并连接无极性电容C28的一端,收发芯片U6的第16脚连接无极性电容C28的一端,无极性电容C28的另一端接地;收发芯片U6的第11脚连接第一主控芯片U2左边的第43脚,第12脚连接第一主控芯片U2左边的第42脚;收发芯片U6的第6脚连接有无极性电容C26的一端,无极性电容C26的另一端接地,收发芯片U6的第15脚连接无极性电容C26的另一端并接地;收发芯片U6的第14脚连接连接器J1的第2脚,收发芯片U6的第13脚连接连接器J1的第3脚,连接器J1的第5脚接地;收发芯片U6的第4脚和第5脚分别连接一无极性电容C23的两端,收发芯片U6的第1脚和第3脚分别连接一无极性电容C32的两端;电接头P6的第1脚连接5伏数字供电端,第2脚连接第一主控芯片U2左边的第16脚,第3脚连接第一主控芯片U2左边的第17脚,第4脚接地。
模拟电压输出电路包括数模转换芯片U8和电接头P7,数模转换芯片U8的第2脚连接模拟地,数模转换芯片U8的第3脚并联连接有无极性电容C35的一端和无极性电容C34的一端后连接5伏数字供电端,无极性电容C35的另一端和无极性电容C34的另一端分别接地,数模转换芯片U8的第4脚连接第一主控芯片U2左边的第10脚,数模转换芯片U8的第8脚连接并联连接5伏数字供电端和一无极性电容C33的一端,无极性电容C33的另一端接地;数模转换芯片U8的第6脚连接第一主控芯片U2左边的第8脚,第5脚连接第一主控芯片U2左边的第5脚;数模转换芯片U8的第7脚接地;电接头P7的第1脚连接数模转换芯片U8的第1脚,第2脚连接模拟地。
为了实现较为精确的制冷控制以满足SH/T0248分阶段±0.5℃、±1.0℃和±2.0℃的精确控温,防止温度过冲,设计了冷阱热补偿加热功能,热补偿电路包括N沟道增强型MOS管Q1和电接头P4,电接头P4的第1脚连接有24伏数字供电端;N沟道增强型MOS管Q1的第1脚连接有电阻R25的一端,第2脚并联连接有一二极管D3的一端和电接头P4的第2脚,二极管D3的另一端与N沟道增强型MOS管Q1的第3脚并联后接地;电阻R25的另一端并联连接有NPN型三极管的集电极和电阻R23的一端,NPN型三极管的发射极接地,电阻R23的另一端连接24伏数字供电端,NPN型三极管的基极与第一主控芯片U2左边的第61脚和一电阻R24的一端连接,电阻R24的另一端连接有3.3伏数字供电端。
温度传感器设置有三个,其分别由第一感温电路、第二感温电路和第三感温电路控制,均采用热电阻PT100作为温度传感器,采用MAX31865作为热电阻温度传感器信号调理芯片。
第一感温电路包括感温芯片U1和电接头P1,感温芯片U1左边的第2脚并联连接有电容C4的一端和电容C3的一端后连接3.3伏数字供电端,第18脚并联连接电容C4的另一端和电容C3的另一端后接地,第1脚连接电阻R4的另一端,第16脚连接电阻R6的另一端,第15脚连接电阻R7的另一端,第14脚连接电阻R9的另一端,第17脚连接电阻R8的另一端,第3脚并联连接有电容C7的一端和电容C8的一端后连接3.3伏3安供电端,第19脚和第13脚并联连接电容C7的另一端和电容C8的另一端后连接模拟地;感温芯片U1右边的第4脚和第5脚并联后连接有电阻R3的一端,第6脚和第7脚并联后连接电阻R3的另一端,第8脚和第10脚并联后连接电接头P1的第1脚,第11脚和第12脚并联后连接电接头P1的第4脚,电接头P1的第1脚和第4脚之间还并联有电容C6,感温芯片U1右边的第9脚连接模拟地。
第二感温电路包括感温芯片U3和电接头P2,感温芯片U3左边的第2脚并联连接有电容C14的一端和电容C13的一端后连接3.3伏数字供电端,第18脚并联连接电容C14的另一端和电容C13的另一端后接地,第1脚连接电阻R4的另一端,第16脚连接电阻R16的另一端,第15脚连接电阻R17的另一端,第14脚连接电阻R19的另一端,第17脚连接电阻R18的另一端,第3脚并联连接有电容C16的一端和电容C17的一端后连接3.3伏3安供电端,第19脚和第13脚并联连接电容C16的另一端和电容C17的另一端后连接模拟地;感温芯片U3右边的第4脚和第5脚并联后连接有电阻R11的一端,第6脚和第7脚并联后连接电阻R11的另一端,第8脚和第10脚并联后连接电接头P2的第1脚,第11脚和第12脚并联后连接电接头P2的第4脚,电接头P2的第1脚和第4脚之间还并联有电容C15,感温芯片U3右边的第9脚连接模拟地。
第三感温电路包括感温芯片U3和电接头P3,感温芯片U3左边的第2脚并联连接有电容C19的一端和电容C18的一端后连接3.3伏数字供电端,第18脚并联连接电容C19的另一端和电容C18的另一端后接地,第1脚连接电阻R4的另一端,第16脚连接电阻R15的另一端,第15脚连接电阻R12的另一端,第14脚连接电阻R14的另一端,第17脚连接电阻R13的另一端,第3脚并联连接有电容C21的一端和电容C22的一端后连接3.3伏3安供电端,第19脚和第13脚并联连接电容C21的另一端和电容C22的另一端后连接模拟地;感温芯片U3右边的第4脚和第5脚并联后连接有电阻R21的一端,第6脚和第7脚并联后连接电阻R21的另一端,第8脚和第10脚并联后连接电接头P3的第1脚,第11脚和第12脚并联后连接电接头P2的第4脚,电接头P2的第1脚和第4脚之间还并联有电容C20,感温芯片U3右边的第9脚连接模拟地。
在本实施例中,自动抽滤测定机的电控切换阀203设置有第一气流切换管路,第一节流阀205的出气端和第二节流阀206的出气端均与第一气流切换管路连接,第一节流阀205的进气端和第二节流阀206的进气端均分别与缓冲瓶202连接;电控抽吸阀204的一端与缓冲瓶202连接,另一端与吸量管201的抽吸口2011连接;试杯211装入待检测的柴油,启动抽气泵207抽吸,电控抽吸阀204关闭使得吸量管201与外界大气连通,电控切换阀203在压力传感器和第二主控电路的调节下高频开闭切换,以此稳定真空压力,然后打开电控抽吸阀204使得吸量管201与缓冲瓶202连通,这样吸量管201的抽滤动作就开始了,当将柴油抽至所需高度时,抽滤完成。
自动抽滤测定机的第一节流阀205和第二节流阀206流量通道大小不同,抽气泵207在第二主控电路的控制下工作,经过缓冲瓶缓冲,在压力传感器的调节下,运用不同大小流量通道的第一节流阀205和第二节流阀206,利用其高频开闭切换,达到稳定提供气压压差的目的。
缓冲瓶202上盖合设置有瓶盖2021,瓶盖2021安装有与缓冲瓶202内部连通的第一通气头2022、第二通气头2023、第三通气头2024和第四通气头2025,压力传感器与第一通气头2022连接,第二通气头2023与抽气口2072连接,第一节流阀205的进气端设置有与第三通气头2024连接的第一节流进气口2051,第二节流阀206的进气端设置有与第四通气头2025连接的第二节流进气口2061。
瓶盖2021的上端还安装有气路连接座212,气路连接座212设置有第一通气管2121、第二通气管2122、第三通气管2123、第四通气管2124、第五通气管2125和第六通气管2126,第一气流切换管路包括相互独立的第一切换管2031、第二切换管2032和第三切换管2033,第一切换管2031通过第四通气管2124与第二节流阀206的出气端连接,第二节流阀206的出气端通过第五通气管2125与第一节流阀205的出气端连接,第三切换管2033通过第六通气管2126与缓冲瓶202内部连通,其中当电控切换阀203未通电时,第二切换管2032和第三切换管2033连通,当电控切换阀203通电时,第一切换管2031和第三切换管2033连通,这样在切换电控切换阀203的开闭时就可以通过不同管路的连通来控制气流的通断,从而起到真空的作用;在本实施例中,本装置还包括外壳214,外壳214上安装有气管转接头215,第一通气管2121与气管转接头215的下端通过气管连接,气管转接头215的上端通过气管与抽吸口2011连接,结构简单,拆装方便。
电控抽吸阀204设置有第二气流切换管路,第二气流切换管路包括相互独立的第四切换管2041、第五切换管2042和第六切换管2043,第四切换管2041通过第三通气管2123与缓冲瓶202内部连通,第五切换管2042通过第二通气管2122与外界连通,第一通气管2121通过第六切换管2043与抽吸口2011连接,其中当电控抽吸阀204未通电时,第五切换管2042和第六切换管2043连通,当电控抽吸阀204通电时,第四切换管2041和第六切换管2043连通,当缓冲瓶内真空度达到设定的要求后,对电控抽吸阀204通电,这样就可开始抽滤作业,当完成测定后停止抽滤时,对电控抽吸阀204断电,相应的气路也被中断。
第二主控电路还电连接有蜂鸣器,吸量管201的上端设置有标准刻度213,光电探测管208正对标准刻度213,当测定的柴油到达标准刻度213时,光电探测管208探测到液面信号,并蜂鸣器报警提示测试完毕。
在本实施例中,第二主控电路包括第二主控芯片电路和与第二主控芯片电路电连接的温度监测电路、气压监测电路、蜂鸣器电路、供电电路、光电测量电路、抽真空电路、电控切换阀电路、电控抽吸阀电路,振荡电路、开关复位电路、程序烧写电路、主板连接电路和外联电路;其中温度监测电路用于控制温度传感器210,用来监控抽滤时的温度;气压监测电路用于控制压力传感器,用来监控缓冲瓶202内部的气压;光电测量电路用来控制光电探测管208,用来探测吸量管201内的液面达到规定高度;电控切换阀电路和电控抽吸阀电路分别控制电控切换阀203和电控抽吸阀204的开闭;振荡电路、开关复位电路、程序烧写电路和主板连接电路构成最小系统电路,用于控制本设备的基本功能;外联电路用来连接液晶触摸显示屏和外接数据接口,用来在液晶触摸显示屏上操作该设备并实时显示状态和测量数据,以及时间等,外接数据接口为连接其他电子设备装置用。
参照图9至图22,第二主控芯片电路包括第二主控芯片U202,第二主控芯片U202底部的第60脚连接有电阻R209的一端,第28脚连接有电阻R208的一端,所电阻R209的另一端和电阻R208的另一端连接后接地;第二主控芯片U202右边的第1脚连接有电感C203的一端和3.3伏供电端,电感C203的另一端接地;第二主控芯片U202右边的第13脚并联连接有电感C207的一端、电感C06的一端和电阻R203的一端,电阻R203的另一端连接3.3伏供电端,电感C207的另一端和电感C06的另一端连接后连接第二主控芯片U202右边的第12脚;第二主控芯片U202右边的第12脚、第31脚、第47脚、第63脚和第18脚连接后接地;第二主控芯片U202右边的第53脚连接发光二极管D201的负极,发光二极管D201的正极连接有电阻R205的一端,电阻R205的另一端连接3.3伏供电端。
温度监测电路包括温控芯片U201和电接头P201,温控芯片U201的左边的第2脚并联连接有电感C205的一端、电感C204的一端和3.3伏供电端,温控芯片U201的左边的第18脚并联连接电感C205的另一端和电感C204的另一端后接地;温控芯片U201的左边的第1脚与第二主控芯片U202左边的第14脚连接,左边的第16脚与第二主控芯片U202左边的第20脚连接,左边的第15脚与第二主控芯片U202左边的第21脚连接,左边的第14脚与第二主控芯片U202左边的第23脚连接,左边的第17脚与第二主控芯片U202左边的第22脚连接;温控芯片U201的左边的第3脚并联连接有电感C211的一端、电感C210的一端和3伏3安供电端,左边的第19脚和左边的第13脚连接后连接电感C211的另一端和电感C210的另一端并接模拟地。
温控芯片U201的右边的第4脚和第5脚连接后连接有电阻R202的一端,温控芯片U201的右边的第6脚和第7脚连接后连接电阻R202的另一端;温控芯片U201的右边的第8脚和第10脚连接后并联一电感C209的一端和电接头P201的第1脚,温控芯片U201的右边的第11脚和第12脚连接后并联电感C209的另一端和电接头P201的第4脚,温控芯片U201的右边的第9脚接模拟地。
气压监测电路包括压力传感芯片U203,压力传感芯片U203的第7脚连接有电感C214的一端、电感C213的一端和3.3伏供电端,压力传感芯片U203的第6脚连接电感C214的另一端和电感C213的另一端后接地;压力传感芯片U203的第11脚连接有电阻R206的一端后连接第二主控芯片U202左边的第29脚,压力传感芯片U203的第12脚连接有电阻R207的一端后连接第二主控芯片U202左边的第30脚,电阻R206的另一端和电阻R207的另一端连接后连接3.3伏供电端。
蜂鸣器电路包括PNP型三极管Q201和蜂鸣器B201,蜂鸣器B201的一端与PNP型三极管Q201的发射极连接,PNP型三极管Q201的集电极接地,PNP型三极管Q201的基极连接有一电阻R223的一端,电阻R223的另一端连接第二主控芯片U202左边的第62脚,蜂鸣器B201的另一端并联连接有5伏供电端和电容C215的一端,电容C215的另一端接地。
供电电路包括稳压芯片U204、电接头P204和升压芯片U205,稳压芯片U204的第3脚连接有5伏供电端、电容C218的一端和电接头P204的第1脚及第2脚,稳压芯片U204的第1脚连接有电容C218的另一端和电接头P204的第3脚及第4脚,然后接地;稳压芯片U204的第4脚和第2脚并联后连接一有极性电容C216的正极、电容C217的一端、电阻R210的一端和3.3伏供电端,有极性电容C216的负极和电容C217的另一端接地且连接有电阻R212的一端,电阻R212的另一端接模拟地,电阻R210的另一端并联连接有3伏3安供电端和电阻R211的一端,电阻R211的另一端连接有发光二极管D202的正极,发光二极管D202的负极接地。
升压芯片U205的第1脚连接有二极管D203的正极和电感L201的一端,二极管D203的负极连接12伏供电端;升压芯片U205的第3脚并联连接有电阻R214的一端和电阻R214的一端,电阻R214的另一端接地,电阻R213的另一端并联连接有12伏供电端和电容C224的一端,电容C224的另一端连接电阻R214的另一端后接地;升压芯片U205的第4脚与第5脚连接后并联连接电感L201的另一端、电感C223的一端和5伏供电端,电感C223的另一端连接升压芯片U205的第2脚后接地。
光电测量电路包括电接头P208和发光二极管D206,电接头P208的第1脚并联连接有3.3伏供电端和电感C221的一端,电感C221的另一端接地;电接头P208的第2脚连接第二主控芯片U202左边的第9脚,第3脚连接第二主控芯片U202左边的第10脚,电接头P208的第4脚连接有PNP型三极管Q204的发射极,PNP型三极管Q204的基极并联连接有电阻R217的一端和发光二极管D206的正极,PNP型三极管Q204的集电极与发光二极管D206的负极连接后接地,电阻R217的另一端连接第二主控芯片U202左边的第8脚。
抽真空电路包括电接头P207,电接头P207的第1脚并联连接12伏供电端和电容C222的一端,电容C222的另一端接地;电接头P207的第2脚连接有PNP型三极管Q205的发射极,PNP型三极管Q205的基极并联连接有电阻R218的一端和发光二极管D207的正极,PNP型三极管Q205的集电极连接发光二极管D207的负极后接地,电阻R218的另一端连接第二主控芯片U202的左边的第26脚;电接头P207的第3脚连接第二主控芯片U202的左边的第27脚;电接头P207的第4脚并联连接有电阻R219的一端和电阻R220的一端,电阻R219的另一端连接12伏供电端,电阻R220的另一端接地。
电控切换阀电路包括电接头P206,电接头P206的第1脚和第3脚连接后并联连接有12伏供电端和电容C220的一端,电容C220的另一端接地;电接头P206的第2脚连接有PNP型三极管Q203的发射极,PNP型三极管Q203的基极并联连接有发光二极管D205的正极和电阻R216的一端,PNP型三极管Q203的集电极和发光二极管D205的负极连接后接地,电阻R216的另一端连接第二主控芯片U202左边的第57脚;电接头P206的第4脚连接有PNP型三极管Q207的发射极,PNP型三极管Q207的的基极并联连接有发光二极管D209的正极和电阻R222的一端,PNP型三极管的集电极和发光二极管D209的负极连接后接地,电阻R222的另一端连接第二主控芯片U202左边的第58脚。
电控抽吸阀电路包括电接头P205,电接头P205的第1脚和第3脚连接后并联连接有12伏供电端和电容C219的一端,电容C219的另一端接地;电接头P205的第2脚连接有PNP型三极管Q202的发射极,PNP型三极管Q202的基极并联连接有发光二极管D204的正极和电阻R215的一端,PNP型三极管Q202的集电极和发光二极管D204的负极连接后接地,电阻R215的另一端连接第二主控芯片U202左边的第59脚;电接头P205的第4脚连接有PNP型三极管Q206的发射极,PNP型三极管Q206的的基极并联连接有发光二极管D208的正极和电阻R221的一端,PNP型三极管的集电极和发光二极管D208的负极连接后接地,电阻R221的另一端连接第二主控芯片U202左边的第61脚。
振荡电路包括两端并联连接的电阻R201和双电极型晶体振荡器Y201,电阻R201的一端和双电极型晶体振荡器Y201的一端连接后连接有电容C201的一端,电阻R201的另一端和双电极型晶体振荡器Y201的另一端连接后连接有电容C202的一端,电容C201的另一端和电容C202的另一端连接后接地,电阻R201的一端和双电极型晶体振荡器Y201的一端连接后还连接第二主控芯片U202底边的第5脚,电阻R201的另一端和双电极型晶体振荡器Y201的另一端连接后还连接第二主控芯片U202底边的第6脚。
开关复位电路包括复位开关RESET1,复位开关RESET1的一端接地,另一端并联连接有电阻R204的一端、电感C208的一端和第二主控芯片U202底边的第7脚,电阻R204的另一端连接3.3伏供电端,电感C208的另一端接地。
程序烧写电路包括电接头P202,电接头P202的第1脚接地,第2脚连接第二主控芯片U202右边的第46脚,第3脚连接第二主控芯片U202右边的第49脚,第4脚并联连接有电感C212的一端和3.3伏供电端,电感C212的另一端接地。
主板连接电路包括电接头P203,电接头P203的第2脚连接第二主控芯片U202底边的第60脚,第1脚连接3.3伏供电端。
外联电路包括电接头P209和电接头P210,电接头P209的第1脚并联连接有3.3伏供电端和电容C225的一端,第4脚连接电容C225的另一端并接地,第2脚连接第二主控芯片U202左边的第16脚,第3脚连接第二主控芯片U202左边的第17脚;电接头P210的第1脚并联连接有5伏供电端、电感C226的一端和电感C227的一端,电接头P210的第4脚并联连接有接地端、电感C226的另一端和电感C227的另一端,第2脚连接第二主控芯片U202左边的第42脚,第3脚连接第二主控芯片U202左边的第43脚。
本自动抽滤测定机的工作原理为:试杯内盛放待测的柴油,抽气泵在第二主控电路的控制下工作,经过缓冲瓶缓冲,在压力传感器的调节下,利用电控切换阀203的高频开闭切换,达到稳定提供真空压力的作用,满足冷滤点的测定要求,并且结构简单,满足小型化、便携化的要求。
进一步的,第一节流阀205和第二节流阀206的气体流量并不相同,根据伯努利方程可知,可以通过手动调节第一节流阀205或第二节流阀206开启大小满足抽滤过程中柴油样品未到达其冷滤点,能够顺畅流动的压力和流量稳定状态;通过手动调节第二节流阀206或第一节流阀205开启大小满足抽滤过程中柴油样品即将或已经到达其冷滤点,不能够顺畅流动的压力和流量稳定状态。但这两种状态必须能够自动识别和切换。这两种状态可做如下分析:
a)当试验过程中流体的压力高于200mm水柱时,系统内真空压力过高,需要降低真空压力。根据伯努利方程可知,气体流动时,流速越高,压力越小。真空压力经过缓冲瓶缓冲后被压力传感器感知到真空压力过高,第二主控电路发出信号调节电控切换阀203,使得第二节流阀206打开,第一节流阀205关闭,进入装置系统内的空气流速增大,则压力降低。
b)当试验过程中流体的压力低于200mm水柱时,系统内真空压力过低,需要增大真空压力。根据伯努利方程可知,气体流动时,流速越低,压力越大。真空压力经过缓冲瓶缓冲后被压力传感器感知到真空压力过低,第二主控电路发出信号调节电控切换阀203,使得第一节流阀205打开,第二节流阀206关闭,进入装置系统内的空气流速降低,则压力增大。
为了兼顾这两种状态,提出了通过高频切换这两种状态的方案,有效地保证了在整个试验的抽滤过程中实现了流体流速和真空压力的稳定。
一种采用上述自动抽滤测定机进行抽滤测定的方法,包括以下步骤:
S1. 待机阶段:接通电源,所述抽气泵207不工作,系统处于常压状态,将装有待测石油的试杯放置在所述吸量管201下端的过滤器209处。
S2. 抽滤准备阶段:所述抽气泵207开始工作,所述电控抽吸阀204关闭使得所述吸量管201与外界大气连接,所述电控切换阀203在压力传感器与第二主控电路的调节下高频开闭切换,所述第一节流阀205和第二节流阀206在所述电控切换阀203的控制下高频切换,以此稳定真空压力,此时所述电控抽吸阀204关闭,所述吸量管201与所述缓冲瓶202不连通。
S3. 抽滤阶段:所述抽气泵207继续工作,所述电控切换阀203在压力传感器与第二主控电路的调节下高频开闭切换,所述第一节流阀205和第二节流阀206在所述电控切换阀203的控制下高频切换,以此稳定真空压力,打开所述电控抽吸阀204使得所述吸量管201与所述缓冲瓶202连通,抽滤开始。
S4. 测定阶段:当装有待测石油的试杯内的石油吸至所述吸量管201处,所述蜂鸣器发出声音提示,至此测定完成。
本发明还提供一种采用上述柴油冷滤点自动测定系统的来测定的方法,包括以下步骤:
a)所述自动测定系统接通快速制冷仪100电源,将所述冷肼102的温度设置为-34℃±0.5℃;;
b)把待测已过滤的油样倒入准备好的所述试杯211中直至液面到达刻线处;
c)将装有油样的所述试杯211装入所述自动抽滤测定机200中;
d)把已经组装好的所述吸量管201装在盛有油样的所述试杯211中,并且保证所述过滤器209垂直放于所述试杯211的底部,所述试杯211组装好;
e)接通电源,将试杯211置于热水浴中加热到30±5℃的时候,把所述试杯211放入所述快速制冷仪100的所述冷肼102中,如果测试油样已知浊点,则可以把油样直接冷却到高于浊点5℃;
f)启动所述启动模块,所述抽气泵207开始工作,进入抽吸准备阶段;
g)油样温度每降低1℃,启动所述气路控制模块,进入抽吸阶段,抽吸开始,如果油样能够被抽吸到所述吸量管201上的标准刻度线,仪器会自动让所述气路控制模块停止工作;
h)重复上述步骤,直至油样液面在显示屏上的抽吸时间60秒内无法被抽吸到达所述吸量管201刻度线或者油样液面在显示屏上的抽吸时间60秒内到达所述吸量管201刻度处,但在仪器自动关闭电控抽吸阀后,所述吸量管201中的油样不能完全回流到试杯中。记录此时显示屏上的“冷滤点”读数,此温度读数即为该油样的冷滤点;如果油样液面未达了冷滤点标准,则启动气路控制模块来调整真空度,油样回流到试杯中。
i)试验结束,把所述试杯211从所述冷肼102的冷浴中取出,待油样中无明显蜡结晶时,倒出油样,清洗试验仪器并烘干;
j)对同一种油样测定两次取平均值即得最终结果。
其中上述步骤f)中,包括步骤S3,抽滤准备阶段为所述抽气泵207开始工作,所述电控抽吸阀204关闭使得所述吸量管201与外界大气连接,所述电控切换阀203在压力传感器与第二主控电路的调节下高频开闭切换,所述第一节流阀205和第二节流阀206在所述电控切换阀203的控制下高频切换,以此稳定真空压力,此时所述电控抽吸阀204关闭,所述吸量管201与所述缓冲瓶202不连通。
其中上述步骤g)中,还包括步骤S3. 抽滤阶段:所述抽气泵207继续工作,所述电控切换阀203在压力传感器与第二主控电路的调节下高频开闭切换,所述第一节流阀205和第二节流阀206在所述电控切换阀203的控制下高频切换,以此稳定真空压力,打开所述电控抽吸阀204使得所述吸量管201与所述缓冲瓶202连通,抽滤开始。
其中上述步骤g)中,还包括S4. 测定阶段:当装有待测石油的试杯内的石油吸至所述吸量管201处,所述蜂鸣器发出声音提示,至此测定完成。
采用上述系统和方法,申请人做了若干实验,对多种柴油的冷滤点进行测定,并对比SH/T 0248-2006方法,实验结果如下:
本系统方法测定结果:
SH/T0248方法试验结果:
使用Excel软件绘制两种仪器检测结果的散点图,得出线性回归方程y=1.0108x-0.2969,决定值R²=0.9975,相关系数r=0.9987。可以得出,两种仪器所检测出的结果相关系数都很接近1,因此两种仪器检测结果的相关性很好。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种柴油冷滤点自动测定系统,其特征是:包括互相电连接的快速制冷仪(100)和自动抽滤测定机(200);
所述快速制冷仪(100)包括斯特林制冷机(101)和冷肼(102),所述斯特林制冷机(101)电连接有第一主控电路,所述冷肼(102)包括互相垂直设置的第一制冷套管(1021)和第二制冷套管(1022),所述第一制冷套管(1021)的顶部开口,底部密封;所述第二制冷套管(1022)一端开口,另一端密封且焊接连接在所述第一制冷套管(1021)的侧壁上,所述斯特林制冷机(101)设置有插入所述第二制冷套管(1022)内的导冷头(103),所述冷肼(102)的表面贴合有与所述第一主控电路电连接的加热片和温度传感器;
所述自动抽滤测定机(200)包括竖直设置的吸量管(201)和所述吸量管(201)上端开口连接的缓冲瓶(202),所述缓冲瓶(202)还连接有电控切换阀(203)、电控抽吸阀(204)、第一节流阀(205)、第二节流阀(206)、抽气泵(207)和压力传感器,所述吸量管(201)的侧边还安装有正对所述吸量管(201)的光电探测管(208),所述吸量管(201)的下端安装有过滤器(209),所述过滤器(209)的一侧设置有温度传感器(210),所述过滤器(209)和温度传感器(210)上套接有试杯(211);所述电控切换阀(203)、电控抽吸阀(204)、抽气泵(207)、压力传感器、光电探测管(208)和温度传感器(210)电连接有第二主控电路;
所述快速制冷仪(100)还安装有与所述第一主控电路电连接的液晶触摸屏(114),所述第一主控电路包括第一主控芯片U2,第二主控芯片电路包括第二主控芯片U202,所述第一主控芯片U2和第二主控芯片U202内写有控制程序,所述控制程序包括启动模块、真空监控模块、液位监控模块、计时模块、气路控制模块和温度监控模块,所述启动模块用于控制整个系统的通电与否,所述真空监控模块用于监控所述缓冲瓶(202)的真空状态,所述液位监控模块用于监控所述吸量管(201)内液位的高度,所述温度传感器(210用于监控所述冷肼(102)的温度;计时模块用于计时,所述气路控制模块用于切换控制所述自动抽滤测定机(200)内气路走向即通过控制所述电控切换阀(203)和电控抽吸阀(204)来实现,所述温度监控模块用于监控所述冷肼(102)的温度,上述各模块所产生的数据和操作按钮均在所述液晶触摸屏(114)上显示。所述液晶触摸屏(114)显示 “冷滤点”的温度读数,此温度读数即为油样的冷滤点。
2.如权利要求1所述的柴油冷滤点自动测定系统,其特征是:还包括外壳(104),所述斯特林制冷机(101)安装在所述外壳(104)内后端,所述外壳(104)的顶部还安装有限位凹台(105),所述冷肼(102)竖直安装在所述限位凹台(105)的下端,所述限位凹台(105)设置有与所述第一制冷套管(1021)的顶部开口连通的样品室固定口(116)。
3.如权利要求2所述的柴油冷滤点自动测定系统,其特征是:所述外壳(104)内还安装有围绕所述冷肼(102)的保温壳(106);所述外壳(104)内下端前部安装有前支撑架(107),下端后部安装有后支撑架(108);所述斯特林制冷机(101)的前端搁置在所述前支撑架(107)上,后端搁置在所述后支撑架(108)上。
4.如权利要求3所述的柴油冷滤点自动测定系统,其特征是:所述前支撑架(107)上还安装有容置所述第一制冷套管(1021)底部的绝热座(109),所述绝热座(109)的中部设置有向下凹陷的绝热腔(1091),边缘设置有承载所述第一制冷套管(1021)边缘的支撑条(1092),所述绝热座(109)的前端设置有与所述绝热腔(1091)连通的通风凹口(1093)。
5.如权利要求3所述的柴油冷滤点自动测定系统,其特征是:所述保温壳(106)的外侧安装有与所述第一主控电路电连接的电脑主板(110)和电路板,所述外壳(104)内下端还安装有与所述第一主控电路电连接的适配器(111)、驱动板(112)和充电电源(113),所述外壳(104)的前端安装有与所述第一主控电路电连接的液晶触摸屏(114)和外接数据传输插头(115)。
6.如权利要求1所述的柴油冷滤点自动测定系统,其特征是:所述抽气泵(207)设置有与外界连通的出气口(2071)和与所述缓冲瓶(202)连通的抽气口(2072);
所述电控切换阀(203)设置有第一气流切换管路,所述第一节流阀(205)的出气端和第二节流阀(206)的出气端均与所述第一气流切换管路连接,所述第一节流阀(205)的进气端和第二节流阀(206)的进气端均分别与所述缓冲瓶(202)连接;
所述电控抽吸阀(204)的一端与所述缓冲瓶(202)连接,另一端与所述吸量管(201)的抽吸口(2011)连接。
7.如权利要求6所述的柴油冷滤点自动测定系统,其特征是:所述缓冲瓶(202)上盖合设置有瓶盖(2021),所述瓶盖(2021)安装有与所述缓冲瓶(202)内部连通的第一通气头(2022)、第二通气头(2023)、第三通气头(2024)和第四通气头(2025),所述压力传感器与所述第一通气头(2022)连接,所述第二通气头(2023)与所述抽气口(2072)连接,所述第一节流阀(205)的进气端设置有与所述第三通气头(2024)连接的第一节流进气口(2051),所述第二节流阀(206)的进气端设置有与所述第四通气头(2025)连接的第二节流进气口(2061)。
8.如权利要求7所述的柴油冷滤点自动测定系统,其特征是:所述瓶盖(2021)的上端还安装有气路连接座(212),所述气路连接座(212)设置有第一通气管(2121)、第二通气管(2122)、第三通气管(2123)、第四通气管(2124)、第五通气管(2125)和第六通气管(2126),所述第一气流切换管路包括相互独立的第一切换管(2031)、第二切换管(2032)和第三切换管(2033),所述第一切换管(2031)通过所述第四通气管(2124)与所述第二节流阀(206)的出气端连接,所述第二节流阀(206)的出气端通过所述第五通气管(2125)与所述第一节流阀(205)的出气端连接,所述第三切换管(2033)通过所述第六通气管(2126)与所述缓冲瓶(202)内部连通;
所述电控抽吸阀(204)设置有第二气流切换管路,所述第二气流切换管路包括相互独立的第四切换管(2041)、第五切换管(2042)和第六切换管(2043),所述第四切换管(2041)通过所述第三通气管(2123)与所述缓冲瓶(202)内部连通,所述第五切换管(2042)通过所述第二通气管(2122)与外界连通,所述第一通气管(2121)通过所述第六切换管(2043)与所述抽吸口(2011)连接。
9.如权利要求1所述的柴油冷滤点自动测定系统,其特征是:所述第二主控电路还电连接有蜂鸣器。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述柴油冷滤点自动测定系统进行测定的方法,其特征是:包括以下步骤:
a)接通快速制冷仪(100)电源,将所述冷肼(102)的温度设置为-34±0.5℃;
b)把待测已过滤的油样倒入准备好的所述试杯(211)中直至液面到达刻线处;
c)将装有油样的所述试杯(211)装入所述自动抽滤测定机(200)中;
d)把已经组装好的所述吸量管(201)装在盛有油样的所述试杯(211)中,并且保证所述过滤器(209)垂直放于所述试杯(211)的底部,所述试杯(211)组装好;
e)接通电源,将试杯(211)置于热水浴中加热到30±5℃的时候,把所述试杯(211)放入所述快速制冷仪(100)的所述冷肼(102)中,如果测试油样已知浊点,则把油样直接冷却到高于浊点5℃;
f)启动所述启动模块,所述抽气泵(207)开始工作,进入抽吸准备阶段;
g)油样温度每降低1℃,启动所述气路控制模块,进入抽吸阶段,抽吸开始,如果油样能够被抽吸到所述吸量管(201)上的标准刻度线,仪器会自动让所述气路控制模块停止工作;
h)重复上述步骤,直至油样液面在显示屏上的抽吸时间60秒内无法被抽吸到达所述吸量管(201)刻度线或者油样液面在显示屏上的抽吸时间60秒内到达所述吸量管(201)刻度处,但在仪器自动关闭抽吸阀后,所述吸量管(201)中的油样不能完全回流到试杯中;记录此时显示屏上的“冷滤点”读数,此温度读数即为该油样的冷滤点;如果油样液面未达了过滤点标准,则启动所述气路控制模块来调整真空度,油样回流到试杯中;
i)试验结束,把所述试杯(211)从所述冷肼(102)的冷浴中取出,待油样中无明显蜡结晶时,倒出油样,清洗试验仪器并烘干;
j)对同一种油样测定两次取平均值即得最终结果。
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柴油冷滤点测定的影响因素;郑春玲;刘忠华;梁菊;;石油库与加油站(第05期);全文 * |
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