CN201311403Y - 全自动石油凝点、倾点测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种自动石油试验仪器，具体地说是一种自动进样的石油凝点(或倾点)测定仪。全自动石油凝点、倾点测定仪，它包括主机和样品箱：主机部分包括PLC及与之相联的恒温水浴、冷阱、机械手、温度模块、光电检测器、触摸屏、打印机，温度模块分别与恒温水浴、冷阱及被测样品试管相联；样品箱部分包括与PLC相联的转盘，转盘上设有样品试管插孔，插孔内放置样品试管；温度模块还与被测样品管相联。本实用新型能自动进样，连续不断地自动测定多个样品原油、燃料油、润滑油之凝点或倾点，是一种全自动石油测试仪器。

Description

全自动石油凝点、倾点测定仪

技术领域

本实用新型涉及一种自动石油试验仪器，具体地说是一种自动进样的石油凝点(或倾点)测定仪。

背景技术

凝点、倾点是石油产品的重要质量指标。检测时，国内一般都用手动测试仪器。国外有测量凝点、倾点用自动仪器，但此类仪器都需要人工加样，只能单次测量，不能连续测试许多样品，效率较低。自动检测，特别是自动进样检测石油产品凝点、倾点的仪器，目前国内外尚未见报道。

发明内容

基于现有技术的缺陷，本实用新型提供一种能实现自动进样且能连续测试多种样品的全自动石油凝点、倾点测定仪。

本实用新型的目的是这样实现的：全自动石油凝点、倾点测定仪，它包括主机和样品箱：

主机部分包括PLC及与之相联的恒温水浴、冷阱、机械手、温度模块、光电检测器、触摸屏、打印机，温度模块分别与恒温水浴、冷阱及被测样品试管相联；

样品箱部分包括与PLC相联的转盘，转盘上设有样品试管插孔，插孔内放置样品试管；温度模块还与被测样品管相联。

所说的机械手联接有旋转电机、升降电机，机械手下部旋转电机可使其作360°回转；机械手上部的升降电机电机带动滚珠丝杠杠使样品试管上升、下降；机械手内有槽沟，联接轴自下而上上升时，可使样品试旋转至90°。

所说的转盘联接有夹紧松开装置及样品箱转动装置，夹紧松开装置中有夹紧电机，样品箱转动装置中有样品箱电机。

所说的冷阱联接有倾斜电机。

所说的光电检测器通过横杆与机械手钢性联接在一起。

本发明的工作原理如下：接通仪器电源，在触摸屏上设定水浴加热温度、冷浴温度，各支试管起始测量温度。点击屏幕“启动”，通过PLC分别驱动旋转电机和升降电机，使机械手自动旋转到“1”号试管上方，再下降，试管进入光电检测器内，完成抓取试管动作。机械手上升、旋转到恒温水浴上方，下降，把试管放入水浴中加热，油样上升到预定温度时，机械手上升，并在最高位置停留少许，使油样在空气中冷却到规定温度，机械手旋转，到冷阱上方时停，然后下降，油样试管进入冷阱内降温。到起测温度点，仪器给出控制信号，通过PLC控制倾斜电机，倾斜电机控制使冷阱自动倾斜45°并延时60秒后复位。光电检测器立即判断油品在该温度点是否凝固。若油样没有凝固，机械手提起试管，再放入恒温水浴中重新加热，再重复上述过程。在PLC控制下，第二次起测温度比第一次低2℃，冷阱温度也在原基础上自动下降2℃。换言之，测试时，油样与冷阱总保持7-8℃温差。上述温度测量均通过温度模块进行。

若第二次测量时，油品已凝固，“1”号油品凝固点温度被锁定并打印。机械手从冷阱中提起试管，放入恒温水浴中加热，使油样融化。机械手提起试管，自动转到原“1”号试管位置上方，再下降，把已做过试验的玻璃试管放入转盘中原来位置。此时，通过PLC控制该试管底部的夹紧电机开始工作，夹紧试管，机械手上升，光电检测器与试管脱离，完成卸管动作。夹紧电机也自动松开复位。

完成第一个测定程序后，在PLC控制下，样品箱转盘自动转过一角度，“2”号试管转到光电检测器下方，机械手下降，“2”号试管进入光电检测器内，完成第二次抓取动作。“2”号管进入自动测试程序，……直至所要检测的多支样品管全部测完。

本实用新型优点：1、油样试管采用标准尺寸，测试步骤严格按照标准程序进行，测定结果精确、可靠。2、测试油品不分种类，原油、燃料油、润滑油都可以自动测定其凝点(或倾点)。3、可使用不同粘度，不同颜色的油品。尤其适合从油田开采的粘稠、黑色的原油。4、本实用新型能自动进样，连续不断地自动测定多个样品原油、燃料油、润滑油之凝点或倾点，是一种全自动石油测试仪器，工作效率大幅提高。

附图说明：

图1：本实用新型结构外观结构示意图；

图2：本实用新型机械手结构示意图；

图3：本实用新型样品箱转动装置结构示意图；

图4：本实用新型样品试管夹紧松开装置结构示意图；

图5：本实用新型控制电路原理图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型具体实施方案进行详述。

图1是本实用新型外观结构示意图，它包括主机7和样品箱13：主机7外壳盖上设有恒温水浴孔1，冷浴孔2。主机外壳内装有制冷压缩机和控制电器。主机7前部有控制面板，上面设有制冷开关3，电源开关4，打印机5，触摸屏6。机械手10上部有升降电机8，光电检测器9。

本实用新型样品箱13上设有样品箱转盘12，样品箱转盘12上设有多个样品试管插孔，插孔内可放置样品试管11。

图2是机械手结构示意图：

机械手下部有底座14，转盘15与齿轮28联接。当微电机27正反向旋转时，通过小齿轮26，咬合28齿轮，使转盘旋转，带动光电检测器转到相应位置。滚珠丝杠17上下有支承座16，19上部与微电机20联接。光杠23上部有支承座21.直线轴承24与丝套18是钢性联接。其中间装有联接轴25，当电机按要求正反向旋转时，联接轴25就随之升降。轴25除了升降外，还可以作一定角度旋转。槽22下部是直线，上部是曲线。当与联接轴25相联的小圆轮(图中未画出)在槽22中由下而上走到曲线位置时，轴25开始逐步旋转，一直到轴旋转90°位置时止。作倾点试验时，试管内油样在冷浴中降温后、提起、旋转一角度检测，若油样还流动，试管复位、下降、继续降温；若油样已不能流动，则试管上升、翻转90°，并延时5秒钟，油样还不流动，则已检测到倾点。机械手的动作，由PLC按设定程序进行控制。

图3是样品箱转动装置结构示意图：

下转盘31与齿轮30固定在一起。当微电机37带动小齿轮29旋转时通过齿轮传动，下转盘31和上转盘33一起同步转动，如转盘上装有16支试管，共有16枚定位片，每转动一个角度(22.5°)，挡片34进入光耦35内，光线被挡，转动立即停止。另外，为实现自动进样功能，机械手必须有装入玻璃管和拆下玻璃管这一动作，为此，在样品箱内，有一套试管夹紧装置36。

图4是试管夹紧松开装置结构示意图：

38是两块活动夹板，中间32可夹样品试管。由于弹簧39的作用，平时两块夹板是松开的。夹紧杆40和作用杆42可绕支点41转动，在拉簧44的作用下，夹紧杆是松开的。当凸轮47顺时针方向转动时，凸轮克服弹簧44拉力，推动作用杆42绕轴41逆时针移动，夹紧杆40向夹板38施力，试管就被夹紧。反之，当凸轮逆时针方向转动时，夹紧杆就松开，45是光偶，挡片43，46作凸轮旋转定位用。凸轮由微电机驱动。

图5是控制电路结构原理图：

由FC可编程序控制器(PLC)，FC-4PT温度模块，TP触摸屏和打印机等，组成控制系统核心部分。机械手旋转和升降由两只可逆微电机旋转电机和升降电机驱动。冷阱的45°倾斜和试管夹紧松开，分别由另两只可逆微电机倾斜电机和夹紧电机驱动。温度模块共有3支Pt100Ω铂电阻输入，分别测量恒温水浴、冷浴和油样温度。继电器J1～J8分别控制电机正转或反转。J9控制恒温水浴加热，J10控制冷浴电磁阀，J11控制样品箱电机，J12测试终点报警。光电检测器信号接入PLC输入端，光偶定位装置的继电器常开接点，也接入PLC输入，通过PLC输出以控制5只微电机工作状态。

具体实施过程如下：仪器启动后，凸轮47转动，夹紧杆40使活动板38夹紧试管11，机械手10旋转至试管11上方，下降。试管11进入试管套内。PLC给出信号，活动夹板38松开，机械手10上升把试管11从转盘12中提起，并旋转到恒温水浴上方，下降，油样在恒温水浴中加热，温度信号不断送入PLC内，当油样温度达到50℃时，PLC给出信号，机械手10上升并停止。油样在空气中逐步冷却至35℃时，机械手10旋转到冷阱上方，并下降到冷阱内(假设此时冷阱内温度-18℃)，油温逐步下降，到预测定点(如-10℃)，PLC给出信号，冷阱轴在倾斜电机带动下旋转45°，并延时1分钟后，冷阱复位，光电检测器9检测油品是否凝固。若没有凝固，机械手10提起试管11，旋转到恒温水浴上方，再下降把试管11放入恒温水浴中再加热至50℃，再重复上述降温、倾斜、复位测试过程。唯不同的是：在PLC控制下，第二次起测温度比第一次低2℃(如-12℃)，冷阱温度也在原基础上自动下降2℃，即恒定在-20℃。换言之，测试时，冷阱温度比油样温度低7~8℃，可自动控制。

若第二次测量时，油品已凝固，1号试管内油品凝固点温度被记录并打印。此后，在PLC控制下，机械手10从冷阱中提起试管11，旋转并放入恒温水浴中加热，油样融化，机械手10提起试管旋转至转盘12上方，再下降，把已做过试验的试管放入转盘中原来位置。PLC给出信号，活动夹板38夹紧试管11，机械手10上升，光电检测器9与1号试管脱离，卸管自动完成。夹紧装置也自动松开复位，至此，1号试管测试全部结束。

完成第一个测定程序后，在PLC控制下，样品箱转盘12自动转过一角度“2”号试管转到光电检测器9下方，机械手10下降“2”号试管进入试管套内，完成第二次抓取动作。机械手上升、旋转到水浴，下降、加热……“2”号试管测量过程与“1”号试管相同。唯有不同的是：每个油品的凝点温度不同，起测点温度不一定相同，起测时冷阱温度也不尽相同。由PLC自动控制样品箱转盘12，每转动一次，就完成一次换管动作，直至16支试管全部测量结束，仪器自动停止工作。

测量油样倾点时，冷阱不作45°倾斜，只是机械手把试管从冷阱中提起，在槽沟中上升使试管在空气中回转90°，整个操作过程按标准步骤进行，其换管过程与凝点试管相同，由PLC控制全过程。

Claims (5)

1、全自动石油凝点、倾点测定仪，其特征在于它包括主机和样品箱：

主机部分包括PLC及与之相联的恒温水浴、冷阱、机械手、温度模块、光电检测器、触摸屏、打印机，温度模块分别与恒温水浴、冷阱及被测样品试管相联；

样品箱部分包括与PLC相联的转盘，转盘上设有样品试管插孔，插孔内放置样品试管；温度模块还与被测样品管相联。

2、根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于所说的机械手联接有旋转电机、升降电机，机械手下部旋转电机可使其作360°回转；机械手上部的升降电机电机带动滚珠丝杠杠使样品试管上升、下降；机械手内有槽沟，联接轴自下而上上升时，可使样品试旋转至90°。

3、根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于所说的转盘联接有夹紧松开装置及样品箱转动装置，夹紧松开装置中有夹紧电机，样品箱转动装置中有样品箱电机。

4、根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于所说的冷阱联接有倾斜电机。

5、根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于所说的光电检测器通过横杆与机械手钢性联接在一起。

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