[发明专利]一种全自动凝点测定装置和方法在审
申请号: | 201810497751.7 | 申请日: | 2018-05-22 |
公开(公告)号: | CN108593701A | 公开(公告)日: | 2018-09-28 |
发明(设计)人: | 吕爱华;方倩茜;黄维秋;李曼林;郭文敏 | 申请(专利权)人: | 常州大学 |
主分类号: | G01N25/04 | 分类号: | G01N25/04 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 213164 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 凝点 摄像探头 应力片 试管 测定装置 制冷循环 储液罐 液箱 油品 加热 调制处理器 角度传感器 位置传感器 温度传感器 自动化仪器 测量油品 电机带动 刻度线处 人力资源 试管内壁 物理特性 循环回路 智能化 种检测 注射泵 油样 电机 凝固 测量 镶嵌 监控 | ||
1.一种全自动凝点测定装置,其特征在于,包括凝点试管(1)、温度传感器(2)、摄像探头(3)、应力片(4)、电机(5)、位置传感器(6)、角度传感器(7)、A固定轴(8)、B固定轴(9)、可移动轴(10)、可移动工作台(11)、弹性胶套(12)、拉绳(13)、软管(14)、加热-制冷循环器(15)、循环器进水管(16)、循环器出水管(17)、PC机(18)、PLC控制器(19)、调制处理器(20)、机箱(21)、液箱(22)、注射泵(23)、锥形加固塞(24)、空心固定杆(25)、液位计(26)、储液罐(27)、F1控制阀(28)、F2控制阀(29)、F3控制阀(30)和F4控制阀(31),凝点试管(1)固定在可移动工作台(11)和液箱(22)之间,弹性胶套(12)在三者之间起固定作用,加热-制冷循环器(15)与液箱(22)和储液罐(27)连接,并且通过循环器进水管(16)、循环器出水管(17)与液箱(22)和储液罐(27)构成循环回路,注射泵(23)用来注射试样,温度传感器(2)是用来及时检测试样温度和液体温度,摄像探头(3)是用来监控和判断样品凝固程度,且置于凝点试管(1)旋转至45°油样刻度线处,电机(5)固定在B固定轴(9)两侧,位置传感器(6)和角度传感器(7)是用来定位凝点试管(1)具体移动的位置与角度,置于B固定轴(9)一端上,拉绳(13)连接在B固定轴(9)和可移动轴(10),间接带动凝点试管(1)移动,液位计(26)、F1控制阀(28)、F2控制阀(29)、F3控制阀(30)和F4控制阀(31)用来控制液箱(22)中液位降低的最低高度,液位计(26)设置在液箱(22)内,其高度与凝点试管底部在同一水平面上,调制处理器(20)与温度传感器(2)、位置传感器(6)、角度传感器(7)、加热-制冷循环器(15)、液位计(26)和PC机(18)电连接,PC机(18)与PLC控制器电连接,PLC控制器(19)与摄像探头(3)、应力片(4)、电机(5)、注射泵(23)和液位计(26)电连接,电机(5)与位置传感器(6)和角度传感器(7)电连接,PLC控制器(19)用来控制摄像探头(3)、应力片(4)、电机(5)和液位计(26)的工作状况,调制处理器(20)用于接收信号,并对信号进行过滤、放大与调理,PC机(18)设置在机箱(21)上,接收位置传感器(6)、角度传感器(7)、摄像探头(3)、温度传感器(2)、加热-制冷循环器(15)和液位计(26)的信号,并对信号进行处理,显示测量数据。
2.根据权利要求1所述的全自动凝点测定装置,其特征在于:所述的凝点试管(1)内外壁之间加厚,镶嵌应力片(4),应力片(4)下部凝点试管(1)壁内实心,凝点试管(1)上部壁内嵌入应力片引线。
3.根据权利要求1所述的全自动凝点测定装置,其特征在于:凝点试管(1)固定在可移动工作台(11)和液箱(22)之间,并且由弹性胶套(12)将三者固定起来,可以起到防震作用,减少机械误差,液箱(22)中的液位计(26)配合F1控制阀(28)、F2控制阀(29)、F3控制阀(30)和F4控制阀(31)来控制液位下降的最低高度,试管旋转前,关闭F1控制阀、F2控制阀开启F3控制阀使得液体通过循环器出水管(17)储存到储液罐(27),其目的是降低液位来减少因液体阻力产生的机械误差。
4.根据权利要求1所述的全自动凝点测定装置,其特征在于:所述的注射泵(23)采用推进式注射泵来注射试样,并且利用其特点来间接控制进入凝点试管(1)中试样的体积流量和流速。
5.根据权利要求1所述的全自动凝点测定装置,其特征在于:所述的可移动工作台(11)设置在机箱(21)内,一端固定在机箱(21)和A固定轴(8)上,另一端长度低于机箱(21)并且设置有可移动轴(10),当电机(5)工作时,可以通过可移动轴(10)来间接带动可移动工作台(11)旋转至45°,摄像探头(3)和应力片(4)记录判断试样的凝结状态。
6.根据权利要求1~5所述的任意一项所述的一种全自动凝点测定方法,其特征在于,它包括以下步骤:
步骤一:将1/3凝点试管(1)体积的待测试样定量装载入推进式注射泵(23)后,在设定时间内以一定的流速将待测试样经软管(14)注入到凝点试管(1)中,注入完毕后会发出报警通知;
步骤二:将液体通过循环器进水管(16)注入到液箱(22)中,直至液位略低于安全刻度线处,停止向其内部注入液体;启动加热-制冷液体循环器(15),通过PC机(18)控制加热-制冷液体循环器(15)将液体加热至预期温度;
步骤三:利用PLC控制器(19)(可编程序控制器)调节加热-制冷循环器(15)的温度,以实现试样的降温速度不超过2℃/min的范围,开始自行降温过程,当试样温度降至比预期凝点温度高10℃的温度值后,PLC控制器(19)开始记录试样温度;
步骤四:关闭F1控制阀(28)、F2控制阀(29)开启F3控制阀(30)使得液体通过循环器出水管(17)储存到储液罐(27),其目的是降低液位来减少因液体阻力产生的机械误差,当液位降低至凝点试管底部时液位计(26)向PC机(18)传输信号,紧接着PLC控制器(19)控制电机(5)开始转动,从而使得拉绳(13)带动可移动工作台(11)从A位置点移动到B位置点处,此时可移动工作台(11)与水平呈45°夹角,即凝点试管(1)从a位置点移动至b位置点,当位置传感器(6)和角度传感器(7)监测到凝点试管(1)旋转45°至b点位置时,将信息传送PLC控制器(19),从而PLC控制器(19)将数据传输给PC机(18),开始计时,此时摄像探头(3)拍摄记录下5秒内试样的状态;同时凝点试管内的应力片(4)也开始记录此刻试样的剪切应力;
步骤五:关闭F1控制阀(28)、F2控制阀(29)开启F4控制阀(31)使得通过循环器进水管(16)重新进入到液箱(22),PLC控制器(19)控制电机(4)将可移动工作台(11)从B点位置恢复至A点位置,等待一刻钟至试管内试样恢复后,加热-制冷循环器(15)继续开始给试样降温,此时设定的冷却速度为0.5℃/min~1℃/min范围内,继续上一步的操作,直至应力片(4)呈现出试样的剪切应力5秒内没有变化所对应的温度为试样的凝点温度T1,同时检查摄像探头3拍照出来的试样状态最早呈现出凝结的状态所对应的温度T2是否与应力片(4)温度一致,若两者温度差在0.3℃之内,取两者温度的计算平均值即可。
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