CN207396508U - 一种新型全自动凝点测试仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型全自动凝点测试仪器，所述新型全自动凝点测试仪器包括测试管、光检测装置、倾斜装置和温控装置，光检测装置设置在测试管的管口内，以形成一个相对密闭的环境，测试管固定在倾斜装置上且设置在恒温槽内；倾斜装置使测试管缓慢倾斜，同时光检测装置检测待测样品的液面变化，当检测到待测样品的液面发生变化时，测试管停止倾斜并恢复垂直状态。本实用新型利用光的反射原理配合微倾斜装置对样品进行检测，可自动完成石油产品凝点的测试，并自动清洗和烘干测试管。测试时在匀速降温过程中确保一次检测成功，大大缩短了测试时间，提高了测试精度。

Description

一种新型全自动凝点测试仪器

技术领域

本实用新型涉及一种低温凝点测试仪器，具体地说，涉及一种新型全自动凝点测试仪器。

背景技术

凝点是石油产品的重要质量指标，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从加热到50±1℃然后冷却到预期凝点的重复过程，手动准确率性不高，且效率低。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种新型全自动凝点测试仪器及其测试方法，以克服现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种新型全自动凝点测试仪器，所述新型全自动凝点测试仪器包括测试样杯、测试管、恒温槽、光检测装置、倾斜装置、温控系统、控制系统和清洗装置；其中，测试管通过一耐油管与测试样杯连接，耐油管上设置有第一蠕动泵，第一蠕动泵将测试样杯内的待测样品泵入到测试管中；光检测装置竖直地设置在测试管的管口内，测试管以垂直状态固定在倾斜装置上且设置在恒温槽内；控制系统控制倾斜装置使测试管缓慢倾斜的同时控制光检测装置检测待测样品的液面变化，当检测到待测样品的液面发生变化时，测试管停止倾斜并恢复垂直状态；温控系统包括压缩机、加热器、温控器和温度传感器；其中，恒温槽内以空气作为恒温介质，控制系统控制温控器以启动加热器或压缩机对恒温介质进行加热或制冷，温度传感器感应待测样品和恒温介质的温度并反馈给控制系统；清洗装置包括废液瓶、清洗瓶、第二蠕动泵、电磁阀、抽气泵和液位传感器；其中，清洗瓶通过第二蠕动泵与测试管连接，以将清洗液泵入到测试管中且泵入的清洗液量由液位传感器进行控制，测试管通过电磁阀与废液瓶连接，废液瓶与抽气泵连接，以将测试过的样品和清洗液抽吸到废液瓶中。

作为对本实用新型所述的新型全自动凝点测试仪器的进一步说明，优选地，光检测装置包括光发射装置、光接收装置和透镜；其中，光发射装置垂直向下朝向待测样品的表面，在光发射装置的一侧设置有透镜，光接收装置设置在透镜上部且垂直向下朝向待测样品的表面。

作为对本实用新型所述的新型全自动凝点测试仪器的进一步说明，优选地，倾斜装置包括步进电机、涡轮涡杆、第一大齿轮、小齿轮、第二大齿轮和测量架；其中，步进电机的输出轴上连接有一涡轮涡杆，涡轮涡杆与第一大齿轮啮合连接，第一大齿轮的一侧同轴连接有小齿轮，小齿轮与第二大齿轮啮合连接，第二大齿轮的一侧同轴连接有测量架，测试管固定在测量架上，以使测试管和光检测装置按每步0.9度的步伐进行转动。

作为对本实用新型所述的新型全自动凝点测试仪器的进一步说明，优选地，涡轮涡杆与第一大齿轮的转数比为62：1，小齿轮、第二大齿轮的转数比为3：1。

作为对本实用新型所述的新型全自动凝点测试仪器的进一步说明，优选地，压缩机采用复叠式双压缩机，在温度高于-30℃时，开启单级压缩机制冷冷浴，在温度低于-30℃时，开启双压缩机制冷金属浴。

作为对本实用新型所述的新型全自动凝点测试仪器的进一步说明，优选地，恒温槽为不锈缸金属浴槽，所述不锈缸金属浴槽内壁与测试管之间间隔距离为3mm。

为了实现本实用新型的另一目的，本实用新型还提供了一种如所述的新型全自动凝点测试仪器的测试方法，所述测试方法包括如下步骤：

步骤1)：先将15ml的待测样品放入测试样杯中，测试时启动测试按键，待测样品通过第一蠕动泵由测试样杯泵入到测试管中；

步骤2)：控制系统控制温控器启动加热器对待测样品进行升温预热，当待测样品的温度到达50±1℃时，停止加热；控制系统控制温控器启动压缩机对待测样品进行制冷，同时，控制系统控制加热器脉冲加热以确保降温过程待测样品温度与冷浴温度的偏差为9±1℃；

步骤3)：当待测样品温度到达预计凝点前10℃时，控制系统启动倾斜装置使测试管缓慢倾斜，同时控制系统启动光检测装置进行液面变化检测；

步骤4)：测试管在倾斜的过程中，待测样品的温度每降低2℃，光检测装置进行一次检测，一旦检测到待测样品的液面有移动，倾斜装置立刻停止倾斜，并使测试管恢复垂直状态；或者，

步骤5)：测试管在倾斜的过程中，光检测装置没有检测到待测样品的液面变化，则在测试管与水平面成45度夹角时，使测试管保持这种状态5S，待测样品的液面仍未发生变化，则此时待测样品的温度即为该样品的凝点；

步骤6)：测试完成后，测试管恢复到垂直状态时，控制系统自动控制温控器启动加热器对测试过的样品进行加热，当测试过的样品被加热到50±1℃时，打开电磁阀和抽气泵，样品被抽吸到废液瓶中；

步骤7)：打开第二蠕动泵，将清洗瓶中的清洗液泵入到测试管中，对测试管进行清洗，停顿若干秒后再次打开电磁阀和抽气泵，将废液抽吸到废液瓶中，如此反复2-3次，测试管被清洗干净；

步骤8)：打开电磁阀和抽气泵对测试管进行抽真空，气流从测试管外壁上的气孔进入，从测试管的底部被抽出，如此反复3到5次，测试管能完全被哄干。

本实用新型利用光的反射原理配合微倾斜装置对样品进行检测，可自动完成石油产品凝点的测试。测试时，只需要将15ml的待测样品放入测试样杯，设置好测试参数，仪器将自动进样，预热，测试，试验完成后自动清洗、烘干测试管。采用先进的液面检测技术可检测到液面的微小变化，测试时在匀速降温过程中确保一次检测成功，这样大大缩短了测试时间，提高了测试精度。

附图说明

图1为本实用新型的新型全自动凝点测试仪器的结构示意图；

图2为本实用新型的光检测装置的结构示意图；

图3为本实用新型的倾斜装置的结构示意图；

图4为本实用新型的清洗装置的气路连接图。

具体实施方式

为了能够进一步了解本实用新型的结构、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实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。

如图1所示，图1为本实用新型的新型全自动凝点测试仪器的结构示意图；所述新型全自动凝点测试仪器包括测试样杯1、测试管2、恒温槽3、光检测装置4、倾斜装置5、温控系统6、控制系统7和清洗装置8；其中，测试管2通过一耐油管与测试样杯1连接，耐油管上设置有第一蠕动泵11，第一蠕动泵11将测试样杯1内的待测样品泵入到测试管2中；光检测装置4竖直地设置在测试管2的管口内，测试管2以垂直状态固定在倾斜装置5上且设置在恒温槽3内，恒温槽3为不锈缸金属浴槽，所述不锈缸金属浴槽内壁与测试管2之间间隔距离为3mm；控制系统7控制倾斜装置5使测试管2缓慢倾斜的同时控制光检测装置4检测待测样品的液面变化，当检测到待测样品的液面发生变化时，测试管2停止倾斜并恢复垂直状态。

温控系统6包括压缩机61、加热器62、温控器63和温度传感器 64；其中，恒温槽3内以空气作为恒温介质，控制系统7控制温控器 63以启动加热器62或压缩机61对恒温介质进行加热或制冷，温度传感器64感应待测样品和恒温介质的温度并反馈给控制系统7。

控制系统7包括电源、主控板，液晶显示器，按键和打印机，整机在高速率内核CYGNAL的控制下，实现各部分协调工作，由于 CYGNAL运行速度极快，两组步进电机分时运行互不影响，确保了检测结果的准确性。

请参看图4，图4为本实用新型的清洗装置的气路连接图；清洗装置8包括废液瓶81、清洗瓶82、第二蠕动泵83、电磁阀84、抽气泵85和液位传感器86；其中，清洗瓶82通过第二蠕动泵83与测试管2连接，以将清洗液泵入到测试管中且泵入的清洗液量由液位传感器86进行控制，测试管2通过电磁阀84与废液瓶81连接，废液瓶 81与抽气泵85连接，以将测试过的样品和清洗液抽吸到废液瓶中。本实用新型利用蠕动泵配合电磁阀形成闭合的回路系统，确保工作过程全程自动化，包括自动进样，预热，测试，清洗和烘干，各步骤可单独执行，也可以一次性设置好，仪器按顺序执行。

请参看图2，图2为本实用新型的光检测装置的结构示意图；优选地，光检测装置4包括光发射装置41、光接收装置42和透镜43；其中，光发射装置41垂直向下朝向待测样品的表面，在光发射装置 41的一侧设置有透镜43，光接收装置42设置在透镜43上部且垂直向下朝向待测样品的表面。本实用新型的光检测装置4利用光的反射原理进行，一束光垂直照射到样品的表面上，当测试管2中的样品被倾斜装置5带动倾斜时，样品如果凝固，通过液面反射的光线和垂直状态下反射的光通量是相同的，样品如果未凝固，由于重力作用，样品的液面和测试管2内壁会形成一个锐角，通过液面反射给光接收装置42的光将会大大减小，根据回收光亮度的强弱来判断待测液面变化情况从而达到检测凝点的目的；其中，测试管2和光检测装置4形成一个相对密闭的环境，防止外部光线的干扰，光源能提供660± 10nm的光线，发射出的光线通过样品的液面进行反射，光接收装置 42被放置在透镜43上部，用来检测通过样品反射回来的光，通过调整光接收装置42和透镜43之间的距离，能确保液面反射的光线能最大限度的被接收到。

请参看图3，图3为本实用新型的倾斜装置的结构示意图；优选地，倾斜装置5包括步进电机51、涡轮涡杆52、第一大齿轮53、小齿轮54、第二大齿轮55和测量架56；其中，步进电机51的输出轴上连接有一涡轮涡杆52，涡轮涡杆52与第一大齿轮53啮合连接，第一大齿轮53的一侧同轴连接有小齿轮54，小齿轮54与第二大齿轮55啮合连接，第二大齿轮55的一侧同轴连接有测量架56，测试管2固定在测量架56上，在测试的过程中，步进电机51带动涡轮涡杆52，涡轮涡杆52带动第一大齿轮53、小齿轮54和第二大齿轮55，第二大齿轮55带动测量架56进行工作，这个过程中，步进电机51与涡轮涡杆52同步，涡轮涡杆52与第一大齿轮53的转数比为62：1，小齿轮54、第二大齿轮55的转数比为3：1，即涡轮涡杆转62圈，大齿轮才能转1圈，第一大齿轮转3圈，第二齿轮才能转 1圈，通过涡轮涡杆和齿轮的多次减速，以使测试管2和光检测装置 4按每步0.9度的步伐进行转动。本实用新型在测试过程中采用微倾斜技术进行缓慢倾斜，一边倾斜一边进行检测，一旦检测到样品液面有移动，立刻停止倾斜，恢复垂直状态，而不必在多次倾斜后将测试管2进行加热。先进的液面检测技术配合自动倾斜装置可检测到液面的微小变化，确保了测试精确度，能达到重复性2℃，平行度4℃的要求。

优选地，压缩机61采用复叠式双压缩机，并配合加热器62实现匀速降温的目的，在测试的过程中，确保待测样品温度与冷浴温度的梯度偏差为9±1℃；在温度高于-30℃时，开启单级压缩机制冷冷浴，在温度低于-30℃时，开启双压缩机制冷金属浴。当双压缩机开启时，最低温度可以达到-80℃，通过脉冲控制加热器62进行脉冲加热以平衡多余的冷量，分级制冷技术能保证降温速度均匀稳定，在匀速降温过程中确保一次检测成功，大大缩短了测试时间，提高了效率。

本实用新型还提供了一种如所述的新型全自动凝点测试仪器的测试方法，所述测试方法包括如下步骤：

第1)步骤：样品准备：测试前，先将15ml的待测样品放入测试样杯1中；测试时只需启动测试按键，待测样品就可以通过第一蠕动泵11由测试样杯1泵入到测试管2中，简单方便。

第2)步骤：对样品进行加热：启动测试按键时，控制系统7控制温控器63启动加热器62对恒温槽3内的恒温介质进行加热，进而对待测样品进行升温预热。温度传感器64实时监测待测样品的温度值并反馈给控制系统7，当待测样品的温度到达50±1℃时，加热器 62停止持续加热；控制系统7控制温控器63启动压缩机61对待测样品进行制冷，同时，控制系统7控制加热器62脉冲加热以确保降温过程待测样品温度与冷浴温度的偏差为9±1℃，实现降温速度均匀稳定。

第3)步骤：启动样品凝点检测：温度传感器64实时监测待测样品的温度值并反馈给控制系统7，当待测样品温度到达预计凝点前 10℃时，控制系统7启动倾斜装置5使测试管2缓慢倾斜，同时控制系统7启动光检测装置4进行液面变化检测。

第4)步骤：边倾斜边对样品进行检测：温度传感器64实时监测待测样品的温度值并反馈给控制系统7，测试管2在倾斜的过程中，待测样品的温度每降低2℃，光检测装置4进行一次检测，一旦检测到待测样品的液面有移动，倾斜装置5立刻停止倾斜，并使测试管2恢复垂直状态；或者，

第5)步骤：测试管2在倾斜的过程中，继续降温2℃，再次倾斜检测，如此重复，光检测装置4没有检测到待测样品的液面变化，则在测试管2与水平面成45度夹角时，使测试管2保持这种状态5S，待测样品的液面仍未发生变化，则此时待测样品的温度即为该样品的凝点。当测试完毕后可以通过控制系统7存储测试数据并打印输出结果。

第6)步骤：样品废液外排：测试完成后，测试管2恢复到垂直状态时，控制系统7自动控制温控器63启动加热器62对测试过的样品进行加热，当测试过的样品被加热到50±1℃时，打开电磁阀84 和抽气泵85，样品被抽吸到废液瓶81中。

第7)步骤：对测试管进行清洗：打开第二蠕动泵83，将清洗瓶 82中的清洗液泵入到测试管2中，对测试管2进行清洗，进液量的多少由液位传感器86进行控制，测试管2中的液面上升到液位传感器86处则停止进液，停顿若干秒后再次打开电磁阀84和抽气泵85，将废液抽吸到废液瓶81中，如此反复2-3次，测试管2被清洗干净或者测试管2中只剩下少量的清洗液附着在测试管2管壁上。

第8)步骤：对测试管进行烘干：打开电磁阀84和抽气泵85对测试管2进行抽真空，气流从测试管2外壁上的气孔进入，从测试管 2的底部被抽出，被加热的气流在流通的过程很容易带走附着在管壁侧面和底部残留的清洗液，抽真空一段时间后停止缓冲一段时间，如此反复3到5次，测试管能完全被哄干，完成后就可以进入下次测试的准备工作。

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

Claims (6)

1.一种新型全自动凝点测试仪器，其特征在于，所述新型全自动凝点测试仪器包括测试样杯(1)、测试管(2)、恒温槽(3)、光检测装置(4)、倾斜装置(5)、温控系统(6)、控制系统(7)和清洗装置(8)；其中，

测试管(2)通过一耐油管与测试样杯(1)连接，耐油管上设置有第一蠕动泵(11)，第一蠕动泵(11)将测试样杯(1)内的待测样品泵入到测试管(2)中；

光检测装置(4)竖直地设置在测试管(2)的管口内，测试管(2)以垂直状态固定在倾斜装置(5)上且设置在恒温槽(3)内；控制系统(7)控制倾斜装置(5)使测试管(2)缓慢倾斜的同时控制光检测装置(4)检测待测样品的液面变化，当检测到待测样品的液面发生变化时，测试管(2)停止倾斜并恢复垂直状态；

温控系统(6)包括压缩机(61)、加热器(62)、温控器(63)和温度传感器(64)；其中，恒温槽(3)内以空气作为恒温介质，控制系统(7)控制温控器(63)以启动加热器(62)或压缩机(61)对恒温介质进行加热或制冷，温度传感器(64)感应待测样品和恒温介质的温度并反馈给控制系统(7)；

清洗装置(8)包括废液瓶(81)、清洗瓶(82)、第二蠕动泵(83)、电磁阀(84)、抽气泵(85)和液位传感器(86)；其中，清洗瓶(82)通过第二蠕动泵(83)与测试管(2)连接，以将清洗液泵入到测试管中且泵入的清洗液量由液位传感器(86)进行控制，测试管(2)通过电磁阀(84)与废液瓶(81)连接，废液瓶(81)与抽气泵(85)连接，以将测试过的样品和清洗液抽吸到废液瓶中。

2.如权利要求1所述的新型全自动凝点测试仪器，其特征在于，光检测装置(4)包括光发射装置(41)、光接收装置(42)和透镜(43)；其中，光发射装置(41)垂直向下朝向待测样品的表面，在光发射装置(41)的一侧设置有透镜(43)，光接收装置(42)设置在透镜(43)上部且垂直向下朝向待测样品的表面。

3.如权利要求1所述的新型全自动凝点测试仪器，其特征在于，倾斜装置(5)包括步进电机(51)、涡轮涡杆(52)、第一大齿轮(53)、小齿轮(54)、第二大齿轮(55)和测量架(56)；其中，步进电机(51)的输出轴上连接有一涡轮涡杆(52)，涡轮涡杆(52)与第一大齿轮(53)啮合连接，第一大齿轮(53)的一侧同轴连接有小齿轮(54)，小齿轮(54)与第二大齿轮(55)啮合连接，第二大齿轮(55)的一侧同轴连接有测量架(56)，测试管(2)固定在测量架(56)上，以使测试管(2)和光检测装置(4)按每步0.9度的步伐进行转动。

4.如权利要求3所述的新型全自动凝点测试仪器，其特征在于，涡轮涡杆(52)与第一大齿轮(53)的转数比为62：1，小齿轮(54)、第二大齿轮(55)的转数比为3：1。

5.如权利要求1所述的新型全自动凝点测试仪器，其特征在于，压缩机(61)采用复叠式双压缩机，在温度高于-30℃时，开启单级压缩机制冷冷浴，在温度低于-30℃时，开启双压缩机制冷金属浴。

6.如权利要求1所述的新型全自动凝点测试仪器，其特征在于，恒温槽(3)为不锈缸金属浴槽，所述不锈缸金属浴槽内壁与测试管(2)之间间隔距离为3mm。