CN2596347Y - 一种便携式油料质量分析仪 - Google Patents

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刘慧颖
韦锐
熊春华
许贤
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Abstract

本实用新型为一种油料质量便携式近红外光谱分析仪，由光源、分光系统、检测和控制系统及数据处理分析系统四部分组成。其主要特征是：采用倾斜正交光路系统，焦距为100mm，双光束工作方式；仪器系统整体恒温控制；样品池局部制冷恒温控制等。并增加减震、防潮、防盐雾措施，以保证外场作业的可靠性。本实用新型可对不同石油轻质燃料的多种物理性质进行分析评价，可替代实验室型化验仪器，能够在外场独立展开完成作业，快速准确给出测定结果。该仪器使用领域广泛。

Description

一种便携式油料质量分析仪
技术领域
本实用新型涉及一种近红外光谱分析仪，特别是一种用于分析石油产品质量的近红外光谱分析仪。
背景技术
对于石油产品质量的分析可采用多种手段，近红外光谱技术由于其操作简单、测定及分析速度快、不使用有毒化学试剂、清洁、不污染环境等优点越来越受到人们的重视，近年来发展速度很快。
近红外光谱分析仪从技术角度分类可以根据分光方式不同，分为滤光片、光栅分光、傅立叶变换和声光调制滤光器(AOTF)四大类；从检测器对分析光的响应方式分类，有单通道和多通道两种类型，多通道型检测器又有电荷耦合器件(CCD)和二极管阵列器件两种方式。仪器一般根据需要解决的具体问题或特定使用要求不同选择适当的分光方式和检测器。中国专利CN 96218361.X公开了一种近红外石油组成分析仪，包括光学系统、光谱检测器和微机三个主要部分。该仪器主要是用于实验室内石油组分的检测项目分析，按仪器分类应为单光束工作方式。其中的检测器采用半导体制冷，制冷方式为风冷或水冷，控制温度为室温范围，在外界温度与控制温度差异较大时，无法保证控制温度不变，从而将会导致了测量误差的增加。
现有的近红外分析仪，一般都仅适用于实验室分析，没有考虑到野外作业(如外场加油站、油库、舰船等油品分析)的情况；无法在环境温度变化较大的情况下保证仪器内部温度的恒定，不适于冬季室外作业；而且，体积较大，不便于车载或野外携带。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种能够有效控制操作温度，即具有较强环境适应性的便携式近红外光谱分析仪器。
本实用新型的便携式近红外光谱分析仪，包括光源、分光系统、检测和控制系统及数据处理分析系统四部分，它有一个单色器(1)，位于仪器中前部，它将光源(15)发出的复合光导入光路系统成像，经过样品池(17)，进入分光系统后达到接收器CCD，将样品信号的变化转变为电信号的变化后送至数据处理进行分析计算，其特征是：采用倾斜正交光路系统，焦距为100mm，双光束工作方式；单色器(1)外部有升温电阻，仪器系统整体恒温控制，高温35℃～45℃，样品池(17)下方采用半导体制冷，温度20℃～30℃。
单色器(1)局部密封，光源室(3)与单色器(1)采用空气隔离，仪器底部有散热风扇(12)，单色器与仪器底座之间有4个减振缓冲柱(13)，仪器外壳(14)为铸铝结构。
本实用新型的便携式油料质量分析仪可对石油轻质燃料的多种物理性质进行分析评价。该仪器可替代多台实验室型标准化验仪器在外场独立展开，完成作业，快速准确的给出测定结果。因此，该仪器的使用领域非常广泛，可适应军事条件作业，可独立用于加油站、油库、舰船等单位使用。
本实用新型采用了倾斜正交光路系统，改善了成像质量；减小了仪器体积及质量、便于进行恒温控制，提高了系统稳定性及可靠性。
附图说明
图1、2、3是本实用新型分析仪的结构示意图；
图4是本实用新型分析仪的光学原理图。图中：1-单色器；2-透镜室；3-光源室；4-光源散热器；5-变压器；6-开关电源；7-开关电源散热器；8-电路板；9-密封盖；10-插座板；11-电源开关；12-散热风扇；13缓冲柱；14-仪器外壳；15-仪器光源；16-样品室盖；17-样品池；18-车载夹具连接条；19-样品池制冷系统。
具体实施方式
本实用新型的便携式近红外光谱分析仪，包括光源、分光系统、检测和控制系统及数据处理分析系统。
光源系统包括：卤素灯、灯架、灯室、散热器及散热风扇五个部分，灯架支撑卤素灯发光，灯室与散热器紧密联接为一体，目的是将灯室所集的灯发出的热量，由散热器散到空气中。
分光系统是本仪器的核心部分；它由3个部分组成，其中第一部分由光源聚光镜、滤光片、聚光镜等组成，目的使将散射的光变为所需要的汇聚成一定要求的光。其中第二小部分由四块反射镜组成，其功能是实现双光束的工作转换。其中第三部分由倾斜反射镜、聚光镜、狭缝及准直镜、光栅物镜组成，其主要完成光路倾斜、汇聚成像、正交分光成像的功能要求，以满足CCD检测器工作的需要及仪器小型化结构的需要。
在单色器外部增加升温电阻，在仪器开机预热时进行快速升温，并采用精确控温电路进行恒温控制，保证仪器在不同环境中的测量结果具有较好的一致性和真实性。
在样品池架下方采用半导体制冷技术进行恒温，避免由于油品对温度变化的敏感所造成的测量误差，使样品在一致的恒温条件下工作。
在仪器的外壳结构中采用密封垫进行密封。用于保护仪器的电路系统，保证仪器可在潮湿、盐雾等较为恶劣的环境下使用，由于仪器的光源具有较高的温度，对仪器的整体恒温控制不利，故在此仪器结构设计中采用光源室与单色器进行空气隔离技术，便于提高仪器的稳定性。
为仪器设计了专门的车载缓冲夹具，提高了仪器的抗干扰性。
本实用新型光谱仪器的光谱测量范围为700nm～1100nm，波长重复性：0.05nm。为保障仪器能够在全天候条件下进行野外测量作业，满足特定军事要求，仪器增设有恒温控制装置，仪器的温度适应范围分别为：-40℃～50℃(存放环境)；5℃～40℃(工作环境)。

Claims (6)

1、一种便携式油料质量分析仪，由光源、分光系统、检测和控制系统及数据处理分析系统四部分组成，一个单色仪(1)，位于仪器中前部，它将光源(15)发出的复合光导入光路系统成像，经过样品池(17)，进入分光系统后达到接收器CCD，将样品信号的变化转变为电信号的变化后送至数据处理系统进行分析计算，其特征是：采用倾斜正交光路系统，焦距为100mm，双光束工作方式；单色仪(1)外部有升温电阻，仪器系统整体恒温控制，高温35℃～45℃，样品池(17)下方采用半导体制冷，温度20℃～30℃。
2、根据权利要求1所述的便携式分析仪；其特征是：仪器外壳(14)为铸铝结构。
3、根据权利要求1所述的便携式分析仪；其特征是：单色器(1)局部密封。
4、根据权利要求1所述的便携式分析仪；其特征是：光源室(3)与单色器(1)采用空气隔离。
5、根据权利要求1所述的便携式分析仪；其特征是：仪器底部有散热风扇(12)。
6、根据权利要求1所述的便携式分析仪；其特征是：单色仪与仪器底座之间有4个减振缓冲柱(13)。
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