專利名稱：柴油標號及十六烷值測定裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及燃料的測定裝置，具體來說是測定柴油的標號和十六烷值的裝置。
柴油發(fā)動機的燃料餾分較重，其中含有大量高分子烷烴，在大氣溫度降低到一定程度時，由于蠟的結晶使柴油失去流動性，從而給使用和運輸帶來困難。柴油的冷凝點雖不能代表它的最低使用溫度，應為在冷凝點前5～10℃時就開始有蠟結晶析出，它們將堵塞燃料過濾器的小孔，減少供油量，降低發(fā)動機的功率，嚴重時會中斷供油，使發(fā)動機停止工作，但冷凝點無疑是一個重要的抽注、運輸和保管指標。因此，商品柴油的標號是以冷凝點作為劃分標準的，如果測出了柴油的冷凝溫度，便知道了柴油的標號。
由于柴油組分的復雜性且餾程很寬，現(xiàn)有常規(guī)方法測定冷凝溫度很難。利用降低溫度的方法觀測冷凝點的界限很不明確，觀測偏差較大，而且這種常規(guī)測定方法的設備陳舊，操作繁瑣，測定時間較長。
現(xiàn)有的柴油十六烷值的測定方法，是利用標準十六烷值測定機，在標準試驗條件下，將試樣與一定配比的標準燃料(正十六烷和α-甲基萘或正十六烷和七甲基壬烷)的爆燃傾向進行比較而測定出來的。利用此法測定十六烷值需要精密、貴重的設備和操作熟練的技術人員，且消耗參比燃料和待測油料，是一項耗資耗時的實驗。此外，這種方法及測定機雖經(jīng)人們的不斷改進和完善，其測定工況及測量精度得到不斷提高，但由于測定程序及操作相當復雜，影響測量精度的因素繁多，從而影響實際測量結果的可靠性。
隨著科學技術的發(fā)展，國內(nèi)外許多科研單位都在研究用柴油的物理化學特性，探索測定十六烷值的新方法或將十六烷值與其他特性參數(shù)相關聯(lián)，并得到相應的計算公式。
利用公式確定柴油的十六烷值，較為經(jīng)濟、簡便，但為測定密度d20(g/cm3)和中沸點tc，(℃)，仍須把待測油樣送往配備有專用儀器的實驗室中測定后再計算，其測定過程仍然十分麻煩。
本實用新型的目的即在于針對上述現(xiàn)有的柴油標號和十六烷值測定方法需要貴重精密的測試設備，測定工作十分麻煩等方面的問題，而提供一種既簡便又快速的柴油標號及十六烷值測定裝置。
本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)一種柴油標號及十六烷值測定裝置，主要由電容式傳感器、電容/頻率變換電路和微處理器組成，它包括顯示器(101)、鍵盤(102)和氣密閉式外殼(100)，在氣密閉式外殼(100)的內(nèi)部裝有印刷線路板(103)和電池(104)，上側面有微型打印機接口(105)和通過屏蔽線(107)與活動接口(106)相連接的傳感器(200)；其中傳感器(200)是一種電容式傳感器，它主要由非磁性金屬制成的平行排放的正負極板組成。印刷線路板(103)上的電路包括采樣電路(131)、電容/頻率變換電路(132)、微處理器(133)；其中的電容/頻率變換電路(132)由無穩(wěn)態(tài)振蕩電路組成，可采用LC振蕩電路或555時基振蕩電路。對印刷線路板(103)上的電路還增設有溫度補償電路(137)和計算機互聯(lián)接口(138)。
本實用新型具有以下優(yōu)點和效果1.本測定裝置主要由電容式傳感器、電容/頻率變換電路和微處理器組成，結構簡單、操作方便。
2.徹底解決了現(xiàn)有技術中需要配備專用儀器設備，且測定過程十分繁瑣麻煩，以及測量精度差的問題，使用本測定裝置既簡便又快速，且測量精度高，再現(xiàn)性好。
附圖的圖面說明如下

圖1-a為柴油標號及十六烷值測定裝置結構示意圖圖1-b為柴油標號及十六烷值測定裝置的側視圖圖2-a為環(huán)形同心電極電容式傳感器結構圖圖2-b為具有溫度補償性能的環(huán)形同心電極電容式傳感器結構圖圖3為柴油標號及十六烷值測定裝置電路邏輯框圖圖4為可供采用的電子線路的一種實施方案圖本實用新型采用以電容式敏感元件為傳感器，以相對介電常數(shù)為相關變量，用數(shù)理統(tǒng)計規(guī)律，間接測定柴油標號、十六烷值和石油餾分其他物理參數(shù)的方法(簡稱SW法)。該方法的具體內(nèi)容和原理在本人的發(fā)明專利申請中予以詳細說明，在本實用新型專利申請中主要說明該裝置的結構。
本實用新型的柴油標號和十六烷值測定裝置主要由電容式傳感器、電容/頻率變換電路和微處理器組成，它包括顯示器101、鍵盤102和氣密閉式外殼100，在氣密閉式外殼100中裝有印刷線路板103、下部裝有電池104，上側面有微型打印機接口105和通過屏蔽線107與活動接口106相連接的傳感器200。
傳感器200主要由非磁性金屬制成的平行排放的正負極板組成，正負極板可以是平板形的平行極板，也可以是同心環(huán)形極板或是按一定間隔平行排放的其它形式的極板，圖2-a所示為采用環(huán)形同心電極電容式傳感器，它主要有由非磁性金屬材料加工制成的環(huán)形電極201、2011、202和2021，其上分別各開有2～6個氣孔203、2031、204和2041，在測量時用來排出內(nèi)腔中的空氣。環(huán)形電極201、2011通過螺紋與相同材質制成的極板骨架205連接，環(huán)形電極202、2021則分別通過螺紋與用尼龍(或聚四氟乙烯、電木、耐油塑料等)制成的用于分隔正、負極板的絕緣套206和絕緣連接件207相連。在極板骨架205頂部中心有一根據(jù)需要擰人的外接手柄或標準微波插頭210，并通過中心孔208引入一導線A，該導線通過位于極板骨架205和絕緣套206同一位置的孔209與環(huán)形電極202相連，同時也與環(huán)形電極2021相連。
為了消除由于溫度的變化對測試準確度的影響，傳感器200還可采用具有溫度補償性能的環(huán)形同心電極電容式傳感器(圖2-b)。該傳感器有由非磁性金屬材料加工制成同心的環(huán)形負極211、2111和環(huán)形主電極(正極)212，其上分別各開有2～6個氣孔213、2131和214，在測量時用來排出內(nèi)腔中的空氣。環(huán)形負極211、2111通過螺紋與相同材質制成的極板骨架215連接，環(huán)形主電極212則通過螺紋與用尼龍(或聚四氟乙烯、電木、耐油塑料等)制成并用于分隔正、負極板的絕緣套216相連。在極板骨架215頂部中心有一根據(jù)需要擰入的外接手柄或標準微波插頭220。標準微波插頭220上的二個接線柱2201、2202與溫度傳感器217由導線連接，另一接線柱2203亦由導線通過位于極板骨架215和絕緣套216同一位置的孔218與環(huán)形主電極212相連。
印刷線路板103上的電路邏輯框圖如圖3所示。當將電容傳感器200浸入待測油樣中后，信號便由采樣電路131傳送至電容/頻率變換電路132。電容/頻率變換電路132由無穩(wěn)態(tài)振蕩電路組成，它可以是LC振蕩電路，其振蕩頻率為fLC=12πLC]]>也可以是555時基振蕩電路，其振蕩頻率為f555=k(Ra+2Rb)C]]>其中k為常數(shù)由于C/Co＝εrd/εro＝εrd，故待測油樣相對介電常數(shù)C的增加，將導致振蕩頻率的降低，因而電容增大；反之亦然。由此便可得到待測柴油的相對介電常數(shù)。圖4為可供采用的一種電子線路。單片機80C31/51的P1.3～P1.7與鍵盤KEYBOARD4×6相接；鍵盤KEYBOARD4×6另一端與芯片273的Q0～Q7腳相接；芯片273的D0～D7腳通過母線分別與芯片373的D0～D7和芯片61C16的DA7A及芯片16265的B0～B7、芯片0801的B0～B7相接；芯片373與芯片27C64的A0～A7和芯片61C16的A0～A7相接；單片機80C31/51與芯片27C64的A8～A12和芯片61C16的A8～A12相接；電容式傳感器C與頻率變換電路C/f相接后接入單片機80C31/51的To/P3.4腳；微型打印機接口RS-232接入單片機80C31/51的P1.2、RXD、TXD和GND腳；芯片0801的CS腳與單片機80C31/51的P1.0相接；芯片0801的INTR腳與單片機80C31/51的INT1相接；芯片0801的WR腳與單片機80C31/51的WR腳相接；芯片0801的RD腳與單片機80C31/51的RD腳相接；芯片0801的WR腳同時與芯片16265的
腳和芯片61C16的WE腳相接；芯片0801的RD腳同時與芯片61C16的OE腳相接；芯片0801的WR和RD腳和單片機80C31/51的P2.5腳通過門電路與芯片16265的E腳相接；芯片16265的RS腳與單片機80C31/51的P2.6腳相接；芯片61C16的CE腳與單片機80C31/51的P2.7腳相接；芯片27C64的OE腳與單片機80C31/51的PSEN腳相接；芯片273的CLK腳分別與單片機80C31/51的EA腳和芯片373的G腳相接。
通過對大量實測數(shù)據(jù)的回歸分析，得到柴油在20℃時的相對密度d20、中沸點tc、冷凝點td和苯胺點ta與相對介電常數(shù)εrd與柴油十六烷值之間的相關函數(shù)關系。
將按各相關函數(shù)關系編寫的運算程度存儲在微處理器133內(nèi)。由電容/頻率變換后得到的電容值傳送至微處理器133后，經(jīng)運算便可得到柴油的標號(冷凝點)和十六烷值及十六烷指數(shù)，同時還可得到待測柴油的折光率nd和平均分子量M等其他重要物理參數(shù)。然后，將計算所得結果通過顯示器接口134和/或微型打印機接口135輸出。此外，還有鍵盤接口136。如需要，可增加溫度補償電路137和計算機互聯(lián)接口138。
權利要求1.一種柴油標號及十六烷值測定裝置，主要由電容式傳感器、電容/頻率變換電路和微處理器組成，它包括顯示器(101)、鍵盤(102)和氣密閉式外殼(100)，其特征在于在氣密閉式外殼(100)的內(nèi)部裝有印刷線路板(103)和電池(104)，上側面有微型打印機接口(105)和通過屏蔽線(107)與活動接口(106)相連接的傳感器(200)；其中傳感器(200)是一種電容式傳感器，它主要由非磁性金屬制成的平行排放的正負極板組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的柴油標號及十六烷值測定裝置，其特征在于所說的平行排放的正負極板是同心環(huán)形極板。
3.根據(jù)權利要求1所述的柴油標號及十六烷值測定裝置，其特征在于所說的平行排放的正負極板是平板形的平行極板或按一定間隔平行排放的其它形式的極板。
4.根據(jù)權利要求2所述的柴油標號及十六烷值測定裝置，其特征在于所說的同心環(huán)狀極板主要由環(huán)形電極(201)、(2011)、(202)和(2021)組成，環(huán)形電極(201)、(2011)通過螺紋與相同材質制成的極板骨架(205)連接，環(huán)形電極(202)、(2021)則分別通過螺紋與絕緣套(206)和絕緣連接件(207)相連；在極板骨架(205)頂部中心有一標準微波插頭(210)，并通過中心孔(208)引入一導線(A)，該導線(A)通過位于極板骨架(205)和絕緣套(206)同一位置的孔(209)與環(huán)形電極(202)相連，同時也與環(huán)形電極(2021)相連。
5.根據(jù)權利要求4所述的柴油標號及十六烷值測定裝置，其特征在于在環(huán)形電極(201)、(2011)、(202)和(2021)上分別各開有2～6個氣孔(203)、(2031)、(204)和(2041)。
6.根據(jù)權利要求2所述的柴油標號及十六烷值測定裝置，其特征在于所說的同心環(huán)狀極板，主要由同心環(huán)形負極(211)、(2111)和環(huán)形主電極(212)組成，環(huán)形負極(211)、(2111)通過螺紋與相同材質制成的極板骨架(215)連接，環(huán)形主電極(212)則通過螺紋與絕緣套(216)相連；在極板骨架(215)頂部中心有一標準微波插頭(220)，標準微波插頭(220)上的二個接線柱(2201)、(2202)通過導線與溫度傳感器(217)連接，另一接線柱由導線通過位于極板骨架(215)和絕緣套(216)同一位置的孔(218)與環(huán)形主電極(212)相連。
7.根據(jù)權利要求6所述的柴油標號及十六烷值測定裝置，其特征在于在環(huán)形負極(211)、(2111)和環(huán)形主電極(212)上分別各開有2～6個氣孔(213)、(2131)和(214)。
8.根據(jù)權利要求1所述的柴油標號及十六烷值測定裝置，其特征在于印刷線路板(103)上的電路包括采樣電路(131)、電容/頻率變換電路(132)、微處理器(133)；其中的電容/頻率變換電路(132)由無穩(wěn)態(tài)振蕩電路組成，可采用LC振蕩電路或555時基振蕩電路。
9.根據(jù)權利要求8所述的柴油標號及十六烷值測定裝置，其特征在于對印刷線路板(103)上的電路還增設有溫度補償電路(137)和計算機互聯(lián)接口(138)。
專利摘要一種柴油標號和十六烷值測定裝置,主要由電容式傳感器、電容/頻率變換電路和微處理器組成,在它的氣密閉式外殼100內(nèi)部裝有印刷線路板103和電池104,上側面有微型打印機接口105和通過屏蔽線107與活動接口106相連接的傳感器200。該裝置通過傳感器200測出柴油的相對介電常數(shù),經(jīng)微處理器處理得到相關參數(shù)并代入關聯(lián)式計算出該柴油的十六烷值,因此測定十分簡便、快速,徹底解決了用傳統(tǒng)方法測定過程的麻煩、誤差大和需要昂貴的精度設備等方面的問題。
文檔編號G01N27/22GK2379802SQ9824905
公開日2000年5月24日 申請日期1998年11月25日 優(yōu)先權日1998年11月25日
發(fā)明者佟曉輝, 孫弘鈞 申請人:孫威