CN2735333Y - 流体凝固点在线分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种流体凝固点在线分析仪，解决现有分析仪准确度、重复性、稳定性差，产品及耗损件昂贵、检测周期长的问题。它由内装压力检测器的检测室下侧和控制被测流体输入的三通电磁阀一个输出口接于U形管路的一分支端；半导体制冷器、电磁激励器、回样定量电磁阀、被测流体返回管路串接于其另一分支构成的U形检测管路和由三通电磁阀另一输出口直接连接于被测流体返回管路构成的旁路实时循环管路以及由气泵、调压补气电磁阀接于检测室上部构成的补气管路，装于防爆机箱构成。用于石油炼制生产现场产品分析及其它流体凝固点的分析中。其检测周期短、精度高、重复性、稳定性好。

Description

流体凝固点在线分析仪

技术领域

本发明属仪器测量、测试技术领域，涉及一种流体凝固点在线分析仪。

背景技术

如在石油炼制生产过程和产品质量分析中均十分关心油品如原油、柴油等油品的凝固温度，从而产生了国际和国内的凝固点(倾点)的人工分析标准，其仪器分析标准还在制定中。国内、外现有流体凝固点(倾点)分析仪计有振动式分析仪(沙市电子研究所及沙市分析仪器厂生产)，转球式分析仪(杜邦公司产品)，光反射式倾点分析仪(如加拿大弗斯公司产品)。振动式分析仪的工作原理是通过检测浸于不断冷却的被测油品中的振动子是否被冷却油品的粘滞阻力作用所停止来判断其凝固温度值的，但不管是机械振动或电子振动分析仪在分析凝固点(倾点)过程中对样品凝结过程的晶格形式影响与破坏是分析专业人员提出质疑的致命缺欠，况且国内生产的振动式凝固点分析仪，振动子工作腔室为一尼龙管，机械强度差、振动子振动与激磁极不能很好配合，在工作中易出现突发停振，因此仪器的可靠性、稳定性也存在问题。

转球式凝固点分析仪是根据凝固的流体对一转动球面产生的粘滞阻力来测定其凝固点(倾点)值的，测定中固有相对的机械角位移，长期使用机械精度使系统稳定性存在问题，因此不可做长期免维护的现场在线分析，且维修、备件昂贵。

光反射式凝固点(倾点)分析仪因其测量被测流体样品的光反射而要求其含杂质量尤其是机械颗粒要很少才行，所以此种分析仪有两套过滤系统对样品中的影响光反射的杂质进行过滤，两套过滤器作为耗材在一定阶段就要更新，而该分析仪及其配件昂贵(约是本发明价格的3-6倍)又成为用户的负担。另外其分析周期为30分钟(为本发明的10倍)作为在线分析对生产过程指导存在很大差距，与计算机联网闭环控制也难以实现。

发明内容

为了解决现有凝固点分析仪准确度、重复性、稳定性差，测试周期长(30分)，易损、价格昂贵等问题，本发明设计公开了一种流体凝固点在线分析仪，其准确度高，重复性、稳定性好，检测周期短(3分)且无需易损配件、免维护，还设计有短路实时循环回路和补气回路，适合生产现场使用。

本发明解决上述问题的技术方案的结构包括有：监测流体压力的流体压力检测器及检测室；观察监测结果的显示、记录器；使流体冷凝的半导体制冷器及供电电路；监测流体凝固点的测温元件及仪器；制造流体振动压力的电磁激励器及控制激励电路；流程控制、检测电路或单片机；向各电路或仪器供电的电源；控制管路中被检测分析流体的三个电磁阀；补气及检测管路；其特征是：其检测管路构成为可以旁路的U形管路在线分析仪，内部安装压力检测器的检测室以下端螺孔密封连接于U形管路的一个分支端作为流体进样端，进样端通过三通管及三通电磁阀的A-B通道连接被测流体输入管路，控制流体样品进入U形管路，检测室的上部侧壁设计补气管道口通过调压补气电磁阀、补气管道接于气泵构成补气管路，U形管路另一分支自下至上依次密封连接半导体制冷器及其供电电路，电磁激励器及控制激励电路，回样定量电磁阀及其供电控制电路，最后接于被测流体返回管路，上述三通电磁阀的另一出口即A-C通路则直接连接于流体返回管路，使检测期间构成旁路循环，实现在线分析。

其制冷器由市售半导体制冷器中间安装冷芯，冷芯为立方体导热金属块，其中心设计有被测流体通孔，通孔上下端有螺纹口与管道密封连接，通孔中由具有多孔的架座安装市售测温元件，测温元件的二输出线由U形管路管壁密封小孔引出接至温度检测电路及仪器记录或显示，半导体制冷器及其冷却水箱以夹片、螺拴夹紧固定于冷芯两侧，冷却水箱上有冷却水进出口，工作时使冷却水进出冷却水箱进行冷却。

其电磁激励器由管道外周穿接磁激励器线圈，上述线圈两端接至控制发讯激发电路或单片机，其下侧直径较大管道内上下滑动的设置发讯器铁棒于下部管台上，管台周边有导槽防止发讯器铁棒阻塞管道以便于被测流体通过，电磁激励器管道与U形管路密封螺接。

市售压力检测器密封接于圆筒形流体检测室的上端中央，其检测输出线由上端密封小孔导出接至控制检测显示记录器以便监视。

为了防止流体过压进入流体检测室而向检测室内补气，其补气管路由气泵经调压补气电磁阀接于检测室上部侧壁补气管道口构成，按程序控制对检测室内补气。

为了实现在线分析取得在线实时被测流体样品，上述三通电磁阀另一接口又接回被测流体返回管路，检测期间使三通电磁阀A-C导通构成实时循环管路。

优点和积极效果：与现有流体凝固点检测或在线分析仪相比，本发明具有以下优点：

1.本发明准确度误差≤±5℃、重复性≤±0.5℃稳定性1℃/千小时比现有技术准确度±1℃、重复性≤±1℃好。

2.本发明分析周期为3-10分钟是现有技术分析周期30分钟的1/10

3.本发明中无易损件，故不需备件及维护，价格降低。

4.具有补气回路可在流体压力大的生产现场使用。

5.检测周期内有短路实时循环回路，保证了检测周期中被测流体循环及其被测流体样品新鲜。

6.采用了正压防爆机壳，机壳内安装空间宽松，使元器件选择范围大，部件安装应力减少，消除了因温差变化导致的元件破损，因外界气压不能进入机壳，从而杜绝了壳内电气火花引起的爆炸事故。

附图说明

图1为本发明凝固点在线分析仪总装示意图

图2为半导体制冷器、冷芯、温度检测元件安装连接剖示图

图3为压力检测器安装连接剖示图

图4为电磁激励器、发讯器铁棒安装连接剖示

图5为本发明控制过程流程图

各图中：

1-补气管道                        2-调压补气电磁阀

3-被测流体返回管路                4-被测流体输入管路

5-三通电磁阀                      6-U形管路

7-检测室                          8-压力检测器

9-测温元件                        10-回样定量电磁阀

11-电磁激励器、磁激励器线圈(线圈)

12-发讯器铁棒                     13-半导体制冷器

14-冷芯            15-显示、记录器

16-供电电路        17-流程控制检测电路或单片机

18-冷却水箱        19-半导体制冷供电线

20-冷却水出口      21-多孔的架座

22-密封小孔        23-测温元件二输出线

24-冷却水进口      25-压力检测器输出线

26-密封小孔        27-补气管道口

28-下端螺孔        29-线圈两端

30-管台            31-通孔

32-螺纹口

具体实施方式

参照附图1-4说明，本流体凝固点在线分析仪的实施结构包括有：监测流体压力的流体压力检测器8及检测室7；观察监测结果的显示、记录器15；使流体冷凝的半导体制冷器13及供电电路16；监测流体凝固点的测温元件9及仪器；制造流体振动压力的电磁激励器11及控制激励电路；流程控制、检测电路17或单片机，向各电路或仪器供电的电源；控制管路中被检测分析流体的三个电磁阀；补气及检测管路；其特征是：其检测管路构成为可以旁路的U形管路在线分析仪，其中安装压力检测器8的检测室7以下端螺孔28密封连接于U形管路6的一个分支端作为流体进样端，进样端又通过三通管及三通电磁阀的A-B通道连接被测流体输入管路4控制流体样品进入U形管路6，检测室的上部侧壁设计补气管道口27通过调压补气电磁阀2补气管道1接于气泵构成补气管路，U形管路另一分支自下至上依次密封连接半导体制冷器13及其引出线19接供电电路，电磁激励器11及控制激励电路，回样定量电磁阀10及其供电控制电路，最后接于被测流体返回管路3，上述三通电磁阀5的另一出口即A-C通路则直接连接于流体返回管路3，使检测期间构成旁路循环，实现在线分析。

其制冷器由市售半导体制冷器13中间安装冷芯14，冷芯14为立方体导热金属块，其中心设计有被测流体通孔31，通孔31上下端有螺纹口32与管道密封连接，通孔中由具有多孔的架座21安装市售测温元件9，测温元件9的二输出线23由U形管路6管壁密封小孔22引出接至温度检测电路及仪器记录或显示，半导体制冷器13及其冷却水箱18以夹片、螺拴(未画)夹紧固定于冷芯14两侧，冷却水箱18上有冷却水进出口24、20，工作时使冷却水进出冷却水箱18进行冷却。

其电磁激励器11由管道外周穿接磁激励器线圈11，线圈两端29接至控制发讯激发电路或单片机，其下侧直径较大管道内上下滑动的设置发讯器铁棒12于下部管台30上，管台30周边有导槽防止发讯器铁棒12阻塞管道以便于被测流体通过，电磁激励器11管道与U形管路6密封螺接。

市售压力检测器8密封螺接于圆筒形流体检测室7的上端中央，其检测输出线25由上端密封小孔26导出接至控制检测显示记录器15以便监视。

为了防止流体过压进入流体检测室7而向检测室7内补气，其补气管路1由气泵(未画)经调压补气电磁阀2接于检测室7上部侧壁补气管道口27构成，按程序控制对检测室7内补气。

为了实现在线分析取得在线实时被测流体样品，上述三通电磁阀5另一接口又接回被测流体返回管路3，检测期间使三通电磁阀5的A-C导通构成实时循环管路。

本发明的电源部分由市售5-9V、±12V、24多种电压开关电源由流程控制检测电路17控制供电，流程控制检测电路17由微机及电源功率部分执行，其控制过程流程图如图5所示即通电开始，三通电磁阀5的AB导通进行取样，回样定量电磁阀10导通进行回样，同时补气阀对检测室进行补气阶段，接下来是三通电磁阀5失电，AC通路导通使流体旁路循环，同时回样定量电磁阀失电关闭的取样完成阶段，取样完成后半导体制冷器13得电开始对其内部冷芯14中流体制冷同时电磁激励器线圈得电工作使发讯器铁棒起跳，压力检测室7中的压力测器8、显示记录器15得电开始检测压力变化阶段，接着是发讯器12定时起跳产生波动，压力检测器8检测其压力变化阶段，并不停判断压力检测器8是否检测不到发讯器铁棒造成的压力变化？或半导体制冷器13使冷芯14中被测流体样品达到凝固了吗？如果答案“是”则显示记录器15记录此时温度值，此温度值即为该流体凝固点，本流程结束后再周而复始进行下一段新流体样品检测，如果答案“否”则半导体制冷器13继续制冷，发讯器铁棒12继续起跳产生波动，压力检测器8继续检测检测室7中压力变化并继续进行判断直至得到凝固点，本发明中的测温元件9及仪器、压力检测器8、显示记录器15、半导体制冷器13采用市售。

本发明工作或动作过程如下：将本发明的被测流体输入管路4及被测流体返回管路3串接入生产管线，当三通电磁阀5、回样定量电磁阀10得电开启时三通电磁阀A、B接通，被测流体样品进入U形管路6，回样定量电磁阀10开启使流体样品经被测流体返回管路3回归生产管线，即完成了封闭式取样过程，定时取样结束三通电磁阀5失电使A、C接通，便构成旁路实时循环回路以备下一分析周期取样时有最新鲜的被测流体样品进入U形管路6。同时回样定量电磁阀10关闭，半导体制冷器13、电磁激励器11得电工作，使发讯器铁棒12起跳带动U形管内流体产生微小流动(波动)，设置于U形管另端的压力检测器8检测到其检测室7内的压力变化，间歇的电脉冲加于电磁激励器11使发讯器铁棒12作定时起跳，压力检测器8间检测到其腔室7内压力变化，当半导体制冷器13制冷使冷芯14中被测流体样品冷却到其凝固温度而压力检测器8检不到上述压力变化时，测温元件9及仪器依据流程控制、检测电路17控制用显示记录器15记录此时的温度即为被测流体的凝固点，接下来三通电磁阀5及回样定量电磁阀10又同时得电转换导通，使旧流体样品由被测流体返回管路放回生产管线，新流体样品进入U形管路6进行下一周期分析。

Claims (6)

1.一种流体凝固点在线分析仪包括有：监测流体压力的流体压力检测器及检测室；观察监测结果的显示、记录器；使流体冷凝的半导体制冷器及供电电路；监测流体凝固点的测温元件及仪器；制造流体振动压力的电磁激励器及控制激励电路；流程控制、检测电路或单片机，向各电路或仪器供电的电源；控制管路中被检测分析流体的各个电磁阀；补气及检测管路；其特征是：其检测管路构成为可以旁路的U形管路在线分析仪，其内安装压力检测器的检测室以下端螺孔密封连接于U形管路的一个分支端作为流体进样端，进样端通过三通管及三通电磁阀的A-B通道连接被测流体输入管路，控制流体样品进入U形管路，检测室的上部侧壁设计补气管道口通过调压补气电磁阀、补气管道接于气泵构成补气管路，U形管路另一分支自下至上依次密封连接半导体制冷器及其供电电路，电磁激励器及控制激励电路，回样定量电磁阀及其供电控制电路，最后接于被测流体返回管路，上述三通电磁阀的另一出口即A-C通路直接连接于流体返回管路，使检测期间构成旁路循环，实现在线分析。

2.根据权利要求1所述的流体凝固点在线分析仪其特征是：其制冷器由市售半导体制冷器中间安装冷芯，冷芯为立方体导热金属块，其中心设计有被测流体通孔，通孔上下端有螺纹口与管道密封连接，通孔中由具有多孔的架座安装市售测温元件，测温元件的二输出线由U形管路管壁密封小孔引出接至温度检测电路及仪器记录或显示，半导体制冷器及其冷却水箱以夹片、螺拴夹紧固定于冷芯两侧，冷却水箱上有冷却水进出口，工作时使冷却水进出冷却水箱进行冷却。

3.根据权利要求1所述的流体凝固点在线分析仪其特征是：其电磁激励器由管道外周穿接磁激励器线圈，线圈两端接至控制发讯激发电路或单片机，其下侧直径较大管道内上下滑动的设置发讯器铁棒于下部管台上，管台周边有导槽防止发讯器铁棒阻塞管道以便于被测流体通过，电磁激励器管道与U形管路密封螺接。

4.根据权利要求1所述的流体凝固点在线分析仪其特征是：市售压力检测器密封螺接于圆筒形流体检测室的上端中央，其检测输出线由上端密封小孔导出接至控制检测显示记录器以便监视。

5.根据权利要求1所述的流体凝固点在线分析仪其特征是：为了防止流体过压进入流体检测室而向检测室内补气，其补气管路由气泵经调压补气电磁阀接于检测室上部侧壁补气管道口构成，按程序控制对检测室内补气。

6.根据权利要求1所述的流体凝固点在线分析仪其特征是：其为了实现在线分析取得在线实时被测流体样品，上述三通电磁阀另一接口又接回被测流体返回管路，检测期间使三通电磁阀A-C导通构成实时循环管路。

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