石油產品開口閃點燃點自動測定儀的製作方法

2023-05-19 17:43:21

專利名稱：石油產品開口閃點燃點自動測定儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油產品的開口閃點燃點自動測定儀，尤其涉及一種由微機控制的石油產品開口閃點燃點自動測定儀。
現有的閃點測定儀，採用加熱執行臺裝置，由人工調節電爐電壓來控制加溫速度及劃掃杆操作，因油煙對人的刺激，控制的準確度不高，使用也不方便，工作環境差。其檢測閃點的探測裝置採用電離環探測器，當劃掃點火開始後，將引入600伏左右的高頻電壓加至電離環探針上。而且對探針對的間隙要求較高，間隙過小，則會產生自放電，間隙過大，則閃火時不放電。同時針尖必須保持清潔，否則會在閃火時不放電，造成測不到閃點的現象。測量時，由於電離環離油麵很近，探針極易沾上油汙，給使用帶來不便，影響閃點、燃點測量精度。
本實用新型的目的在於解決上述技術的難點，提供一種由微機控制的開口閃點燃點的自動測定儀，包括控制自動升溫、自動劃掃、閃點燃點的自動監測、自動報警、過溫自動保護、各類故障自動診斷，以提高測量精度。
本實用新型的目的是通過以下方案實現的。
本實用新型主要由控制主機(包括＋5伏穩壓電源)和加熱執行臺兩部分組成。控制主機採用MCS－51系列單片機晶片8031，並有擴充晶片8155；4K測控程序；溫度、閃點、燃點檢測顯示電路。主機開有兩個窗口，左窗口為四位顯示器12，全量程顯示溫度值，最小顯示值0.1℃。右窗口為六位顯示器11，顯示當前工作方式。顯示內容包括初始化完畢；內存檢查、修改；閃點、燃點設置；閃點、燃點讀出；國家標準選擇；工作階段；當前升溫速率；劃掃狀態；閃點、燃點顯示及十餘種出錯故障自診斷顯示等。主機還包括標準選擇鍵1、功能鍵2～7、三色指示燈8、主機電源開點9、撥盤10。標準選擇鍵1可供選擇GB3536－83和GB267－77兩種標準。三色指示燈8呈綠色時為加溫顯示，呈紅色並閃爍時為閃點顯示，呈橙色並閃爍時為燃點顯示。撥盤10可進行內存檢查、修改及預期閃點設置。加熱執行臺由試驗臺電源開關13、劃掃按鈕14、交流電壓表15、電爐電壓調節旋鈕16、電爐17、克利夫蘭杯18、閃點探測器19、溫度傳感器20、劃杆21、劃掃電機22組成。
溫度傳感器20引入的溫度訊息經R／V線性轉換電路轉變為線性變化，完成零點移動及緩衝放大後，經A／D變換送單片機晶片8031進行數據處理，輸出訊息送鎖存器，然後經解碼、驅動，由四位顯示器12，顯示當前溫度值。閃點探測器19測得閃點信號，經放大、比較電路向單片機晶片8031的INT1端發出閃點中斷申請，單片機晶片8031的CPU接受中斷申請後，經軟體判斷，如確定已測得閃點值，即通過P1.6口輸出閃點已測到信號，推動聲光報警電路，發出聲光報警，同時由六位顯示器11顯示閃點值。光報警由三色指示燈8承擔。加溫電爐17的控制分為手動和自動兩種。在執行臺後方有一開關，當撥至上檔時，為人工控制加溫，電爐17的供電經加熱執行臺的原控制電路，通過旋動電壓調節旋鈕16，改變電爐上的平均電壓值。該電壓值由交流電壓表15顯示。當開關撥至下檔時，為自動控制升溫方式，此時單片機晶片8031通過P1.7口經光控可控矽以脈寬方式控制電爐加溫，其佔空比可在1／100～1之間進行調整，此時交流電壓表15指示當前輸出的電壓佔空比。本實用新型的點火劃掃電路也分為手動和自動兩種。手動及自動方式通過劃掃按鈕14來控制。當按下或彈出時，即可實現劃掃電機22的正反方向劃掃。當劃掃按鈕14處於彈出位置時，即可進行自動劃掃，此時單片機8031的P1.3口控制驅動電路，自動控制劃掃電機22正反向劃掃，從而實現了計算機對劃掃電機22的自動控制。本實用新型的鍵掃描及讀撥盤是通過擴充晶片8155的PA口擴PC口組成的矩陣掃描電路來實現。PA口為行輸出，PC口為列輸入，工作方式六位顯示器11的數據顯示由PA口與PB口組成的動態掃描電路來實現，PA口為位碼輸出(PA0～PA5)，PB口為段碼輸出。
本實用新型的閃點探測器19採用熱偶堆式閃點探測器，它由兩種配對的熱電偶絲，如鎳鉻絲和鎳矽絲一根一根交替串聯焊接在一起，呈連續的「V」字及倒「V」字形，下接點為A端，上接點為B端。熱偶絲直徑的尺寸範圍為0.1～0.8毫米。
本實用新型由於採用微機控制，用PID調節方式，解決了升溫的自動控制問題，因此，測定結果準確。由於採用熱偶堆式閃點探測器，去掉了高壓電路，不存在對計算機的幹擾問題，而且整個電路簡單可靠，操作安全。該探測器即使沾上油汙，也不影響探測靈敏度，且不需要經常擦試。由於本實用新型自動化程度高，可關好窗戶進行測試，減輕了操作人員的勞動強度，減少了油煙汙染。
本實用新型的測定範圍為室溫～400℃；測定誤差符合GB3536－83要求；溫度測量誤差0.1％±0.5℃；使用環境溫度5～40℃；電源電壓220V±10(頻率50HZ)；電源消耗功率平均≤500W。


圖1為本實用新型的硬體框圖；圖2為本實用新型的主機板面圖；圖3為本實用新型的加熱執行臺結構圖；圖4為閃點探測器19的放大圖。
以下是對照附圖結合本實用新型作補充說明。
本實用新型用於測定時，可按下列步驟進行1、把油樣倒入克利夫蘭杯18，點燃火焰。由0.1毫米直徑的鎳鉻、鎳矽絲組成熱電偶探測器19。在測量閃點時，其A端靠近液面，並沿劃掃火焰的軌跡外側下端排列，離油液面數毫米的距離。當閃火時，A端各接點溫度突然升高，而B端各接點由於感受不到閃火，兩接點間存在溫差，迴路間就產生了熱電勢，Vout端輸出一個正脈衝。相反，若B端溫度高於A端，Vout端則輸一個負脈衝。
2、打開加熱執行臺電源開點13，由撥盤10設定預期閃點值，可設180℃，按下功能鍵2，再按一下功能鍵7啟動，右窗口工作方式六位顯示器11顯示國家標準，再按一下功能鍵7，電爐17開始加溫。
3、以下過程將自動進行當標準選擇鍵1處於按下狀態，則選擇GB3536－83標準，試樣的升溫速度為14～17℃／分鐘，在預期閃點前約28℃時，保持為5～6℃／分鐘，同時開始劃掃，溫度每升高2℃，劃杆21通過油麵上方劃掃一次。
當標準選擇鍵1處於彈出狀態，則選擇的是GB267－77標準，試樣升溫速度開始為14～17℃／分鐘，當溫度達到預期閃點前60℃時，調整加熱速度，使試樣溫度達到閃點前40℃時能控制升溫速度為每分鐘升高4±1℃。試樣溫度達到預期閃點前10℃時，開始劃掃，溫度每升高2℃，劃杆21通過油麵上方自動劃掃一次。
當發生閃火後，自動將所測閃點值鎖定，通過六位顯示器11顯示出來，同時發出聲光報警信號。
如還需測定燃點，則應按下功能鍵5，再按功能鍵7，則按原升溫速度繼續升溫並劃掃，當火焰著火不少於5秒鐘時，此時即測出溫度，鎖定後，通過六位顯示器11顯示，同時發出聲光報警，立即蓋上蓋滅火。
如果超過預期閃點值20℃仍未測到閃點，該測定儀自動關閉電爐，並顯示提示符。若測燃點時超過預期閃點值100℃仍未著火，該測定儀也會自動關閉電爐，並顯示提示符。
如果儀器工作過程中出現操作上的錯誤或某部分出現故障，也會自動關閉電爐，顯示提示符，並自動返回到安全狀態。
權利要求1.一種由MCS-51系列單片機和加熱執行臺組成的石油產品開口閃點燃點自動測定儀，該加熱執行臺由電源開關13，劃掃按扭14，交流電壓表15，電壓調節旋扭16，電爐17，克利夫蘭杯18，閃點探測器19，溫度傳感器20，劃杆21，劃掃電機22組成，測控主機由MCS-51系列單片機晶片8031，擴充晶片8155，4K測控程序，溫度、閃點、燃點檢測顯示電路組成，由電源開關9提供主機電源，2-7為功能鍵，由撥盤10設定預期閃點值，經溫度傳感器20引入的溫度訊息經R/V線性轉換及A/D變換送入單片晶片8031進行數據處理，輸出訊息送鎖存器，經解碼驅動，由四位顯示器12顯示當前溫度、熱電偶式閃點探測器19、測得閃點信號、經放大、比較電路向單片晶片8031的INT1端發出閃點、燃點中斷申請，經判斷再把測得的閃點通過P1.6口輸出閃點已測得信號，由六位顯示器11顯示閃點燃點值，由三色指示燈8及啦叭發出聲光報警，其溫度測量誤差為0.1%±0.5℃，本實用新型的特徵在於閃點探測器19由直徑0.1～0.8毫米鎳鉻、鎳矽絲組成的堆式熱電偶，鎳鉻和鎳矽絲交替串聯焊接呈連續的「V」字形和倒「V」字形，下接點為A端，上接點為B端。
2.根據權利要求2所述的測定儀，其特徵在於鎳鉻、鎳矽絲直徑為0.1毫米。
專利摘要一種石油產品開口閃點燃點自動測定儀，採用單片微機控制，數字顯示溫度。可按GB3536-83或GB267-77兩種國家標準，採用PID調節方式，自動控制升溫速率，並按標準規定的初始劃掃溫度和間隔自動進行劃掃，用熱偶堆式探測器自動檢測閃點、燃點。並具有工作狀態顯示，閃點燃點自動顯示，聲光報警及十餘種出錯故障自動診斷顯示功能。溫度測量誤差0.1％±0.5℃。
文檔編號G01N25/50GK2100625SQ90225449
公開日1992年4月1日 申請日期1990年12月1日 優先權日1990年12月1日
發明者胡永河, 吳順生 申請人:上海鐵路局南昌科學技術研究所