一種切應力式分析器以及它的在線凝點分析儀的製作方法
2023-05-10 06:29:26
專利名稱：一種切應力式分析器以及它的在線凝點分析儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在線分析儀器，特別是一種切應力式分析器以及它的在線凝點分析儀。
背景技術：
在線凝點分析儀用分析器是主要用於分析柴油凝點的分析器。蘭煉自動化研究院於七十年代末研製出了ZNGY型在線凝點分析儀，採用較精密的槓桿力平衡原理，通過測定油品的粘阻力而達到測定油品的凝點值(見圖1)的目的。儀表分析器的設計針對潤滑油、柴油等多種被測油品，但在分析柴油時暴露出可靠性差等問題。98年蘭煉自動化研究院又新研製了「U」型管式柴油凝點分析儀分析器(見圖2)，對柴油凝點檢測效果比較好，但工業使用中發現，由於「U」型管式柴油凝點分析儀分析器不是密閉的，內部油品需要與大氣相通，這就存在油氣揮發，油品洩漏，尤其是當油品凝點值較高儀表排油不暢時，分析器洩漏較厲害，甚至不能正常分析。所以該技術在使用中也有其難以克服的問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種結構簡單、全密閉、維護量小、運行可靠的在線柴油凝點分析儀表用分析器以及它的在線凝點分析儀。
本實用新型公開了一種在線凝點分析儀用的切應力式分析器，主要由致冷元件3、冷芯4組成，其中冷芯是一個具有油品流動管路的芯體，使油品能從一端進入從另一端流出，進口與出口均可設置1個以上，將不用的埠可以封堵，油路成迴廊式曲折狀；冷芯外部包覆有致冷組件，如可以是半導體致冷組件。
本實用新型的在線凝點分析儀用切應力式分析器在油路進出口端還設有隔熱塊2；還可將隔熱塊2、致冷組件3、冷芯4構成的整體置於冷卻水箱1中形成切應力式分析器；冷芯中還可設有測溫孔，一般採用鉑電阻測溫。
本實用新型還提供一種含有該切應力式分析器的在線凝點分析儀，主要由切應力式分析器、控制組件組成，其特徵在於(1)油路為油樣經脫水器進入進油泵後進入切應力式分析器，最後油樣排出，在進油泵的進油端和出油端之間設有快速衝洗電磁閥，在冷芯的進油端和出油端設有電差壓(7)傳感器；(2)儀表控制包括有CPU板、數採板、調理板、接線端子、鉑電阻變送器，輸出電流轉換器、電源濾波器、顯示屏；各功能板插接在一個帶板卡插槽和開關電源的工控機機箱上。
採用本實用新型的一種圖3、圖4所示切應力式分析器、在線凝點分析儀，其分析原理分析器冷芯結構為特殊結構的油品流動管路(見附圖一)，柴油通過進樣系統(9)以恆定的流量進入分析器(10)，半導體致冷元件(3)不致冷時，油品未凝固，電差壓(7)測得的油品的流動阻力很小，這時所測得的差壓值作為凝點測試的基準值。在半導體致冷元件(3)開始致冷時，油品逐漸變冷，但仍能自由流動，只有達到凝點時，油品很快凝固，由於特殊的迴廊式冷芯結構(見附圖一)，當凝固的油品在恆定進油的推動下繼續流動時，就會由於切應力破壞凝固的晶體結構而產生流動阻力急劇增大，當電差壓(7)大於基準值以上一個設定的域值時，此時認為油品已凝固，鉑電阻(5)所測到的溫度經校正後即為該油品的凝點值。
本實用新型的在線凝點分析儀用切應力式分析器針對柴油凝固的特點，設計了特殊的分析器的冷芯結構(見附圖3)；為便於拆裝維護，分析器採用積木式設計結構，分析器組件與外面相接管線少，分析器拆裝方便。
本實用新型在在線油品質量分析儀表上得到成功應用，裝有該分析器的在線柴油凝點分析儀試用於煉油裝置，實踐證明分析儀運行可靠、測量精度高、基本不需拆卸維修，完全克服了油樣洩漏的情況，任何情況下都不會發生油樣的洩漏。
圖1為現有技術的槓桿式凝點分析器，圖中11-電磁鐵，12-槓桿，13-致冷元件，14-被測油樣，15-檢測環；圖2為現有技術的「U」型管式凝點分析器，圖中16-光電檢測，17-油樣進入口，18-致冷組件，19-油樣排出口；圖3本實用新型的在線凝點分析儀用切應力式分析器中冷芯結構圖；圖4本實用新型的在線凝點分析儀用切應力式分析器的結構圖，圖中1-冷卻水箱，2-隔熱塊，3-半導體致冷組件，4-冷芯；圖5使用本實用新型的切應力式分析器的在線凝點分析儀的分析原理圖，圖中5-鉑電阻，6-製冷組件，7-微差壓傳感器，8-快速衝洗電磁閥，9-高精度進樣系統，10-分析器；圖6為儀表控制示意圖。
具體實施方式
採用圖3～6所示的本實用新型的在線凝點分析儀，在工控機中安裝有儀表運行的必備文件。打開儀表總電源後，工控機自動運行程序，進入儀表主控界面，在主控界面可觀察分析器溫度變化曲線，儀表運行狀態，故障狀態等，並可以菜單方式查看參數設置界面和歷史數據界面。儀表啟動後，由減速電機和微型齒輪泵組成的進量系統將油樣打入冷芯，進油時間在「參數設定」中設定，進油時間的倒計時可從顯示界面中看到。在進油衝洗程序段的中間，有快速衝洗和加熱衝洗程序段，快速衝洗和加熱衝洗的時間可在「參數設定」界面中設置。當進油衝洗程序結束後，程序進入「降溫檢測」程序段，根據「降溫速率」參數的設定值，控制致冷電源的致冷電壓。按照既定的降溫斜率對油樣進行程序降溫，並同時檢測差壓信號值，當檢測得的差壓信號變化值大於設定的檢測域值時，此時檢測到的溫度值即為該周期的凝點基值，檢測到的凝點基值信號經軟體修正後，經過電流隔離器輸出4-20mA標準信號，送到記錄儀或DCS等設備，同時在屏幕上顯示經修正後的該油品凝點值。
凝點值在前一個周期凝點檢測後保持至下一個周期。凝點值檢測出來後，控制系統控制製冷組件繼續對油樣進行製冷，為傾點的測定作準備。繼續製冷的深度即深冷溫度可在參數設定窗口進行設定，設定值應為負值。
深冷溫度達到後，控制系統轉入自然升溫程序段，停止製冷，進行自然升溫，並對差壓信號進行連續監測，當差壓信號的減小量大於設定的檢測域值時，油品已經達到熔點，該數據經修正後即為儀器測得的傾點值。在顯示屏上進行顯示，並保持到下一傾點值測出為止。檢測到傾點後，程序控制冷芯加熱器開始加熱，儀表進入加熱衝洗狀態。加熱衝洗使冷芯內油樣排乾淨，以防止上次油品殘留。衝洗時間可在「參數設定」窗口中設定。衝洗完畢，儀表進入下一周期的運行。
權利要求1.一種切應力式分析器，主要由致冷元件(3)、冷芯(4)組成，其特徵在於其中冷芯是一個具有油品流動管路的芯體，使油品能從一端進入從另一端出，進口與出口均可設置1個以上，將不用的埠可以封堵，油路成迴廊式曲折狀；冷芯外部包覆有致冷組件。
2.根據權利要求1所示的切應力式分析器，其特徵在於致冷組件是半導體致冷組件。
3.根據權利要求1所示的切應力式分析器，其特徵在於油路進出口端還設有隔熱塊(2)。
4.根據權利要求1所示的切應力式分析器，其特徵在於將隔熱塊(2)、致冷組件(3)、冷芯(4)構成的整體置於冷卻水箱(1)中形成切應力式分析器。
5.根據權利要求1所示的切應力式分析器，其特徵在於冷芯中還設有測溫孔。
6.一種含有權利要求1所示的切應力式分析器的在線凝點分析儀，主要由切應力式分析器、控制組件組成，其特徵在於(1)油路為油樣經脫水器進入進油泵後進入切應力式分析器，最後油樣排出，在進油泵的進油端和出油端之間設有快速衝洗電磁閥，在冷芯的進油端和出油端設有電差壓(7)傳感器；(2)儀表控制包括有CPU板、數採板、調理板、接線端子、鉑電阻變送器，輸出電流轉換器、電源濾波器、顯示屏；各功能板插接在一個帶ISA插槽和開關電源的工控機機箱上。
專利摘要本實用新型提供一種切應力式分析器以及它的在線凝點分析儀，切應力式分析器，主要由致冷元件3、冷芯4組成，其中冷芯是一個具有油品流動管路的芯體，使油品能從一端進入從另一端流出，進口與出口均可設置1個以上，將不用的埠可以封堵，油路成迴廊式曲折狀；冷芯外部包覆有致冷組件。裝有該分析器的在線柴油凝點分析儀選用電差壓傳感器進行檢測，工控機自動運行程序，進入儀表主控界面，在主控界面可觀察分析器溫度變化曲線，儀表運行狀態，故障狀態等，該分析儀運行可靠、測量精度高、基本不需拆卸維修，完全克服了油樣洩漏的情況，任何情況下都不會發生油樣的洩漏。
文檔編號G01N3/00GK2809636SQ20052000068
公開日2006年8月23日 申請日期2005年2月5日 優先權日2005年2月5日
發明者李海濤, 李健玲, 陳以俊, 趙小平, 孫維棟, 王小紅, 王鳳玲, 董建軍 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油蘭州煉油化工總廠