專利名稱：復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽油抗暴指數(shù)-辛烷值，俗稱汽油標(biāo)號的采樣測試儀表。目前，在石化企業(yè)中，測定辛烷值的方法是馬達(dá)法(MON)和條件相對寬松一些的研究法(RON)。這是一種“古老”的也是最直接的方法。目前世界各國仍然在作為標(biāo)準(zhǔn)檢測方法使用。同時也有一些新的方法在研究，比如用紅外光譜法，色譜法等物理化學(xué)分析手段進(jìn)行辛烷值的測定。這些方法特點(diǎn)是使用的設(shè)備價格昂貴，體積龐大，檢測費(fèi)時、費(fèi)力、費(fèi)錢。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的測試技術(shù)的不足，利用復(fù)合傳感技術(shù)進(jìn)行檢測，做到大大提高檢測的效率，實(shí)現(xiàn)快速、廉價的檢測。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的1．汽油標(biāo)號是與其組分的綜合介電常數(shù)有關(guān)的，同時介電常數(shù)又與溫度有關(guān)。因此測定的方法特征在于(a)汽油標(biāo)號Y與介電常數(shù)εr和溫度T等物理量的函數(shù)關(guān)系為Y=F(εr,T)=w1*T+w2*f(εr)+b其中w1、w2為權(quán)重，b為修正偏移量，f(εr)為頻率值。根據(jù)(a)所述的方法，測試的傳感器結(jié)構(gòu)其特征在于(b)絕緣骨架(4)，其下部可組裝多組環(huán)形的電極(1)，其上部加蓋(3)，其中間空隙部分(2)為電容-頻率變換電路，其中心嵌有熱敏電阻溫度傳感器(5)。
(c)測試儀的特征在于由電容傳感器測試汽油的相對介電常數(shù)，連接信號變換電路變換為頻率值f(εr)，直接送入單片機(jī)的計數(shù)接口。由溫度傳感器測試出汽油的溫度值T，經(jīng)過A/D變換，送入單片機(jī)，由標(biāo)定電路對儀表進(jìn)行兩點(diǎn)標(biāo)定，得到w1、w2和b值，有關(guān)數(shù)據(jù)存儲在EEPROM中測試結(jié)果顯示在與單片機(jī)相連的顯示器上。各電路部分還與供電電路和基準(zhǔn)電源電路相連。
復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀，傳感器的特征在于多組環(huán)形電極的外層電極為屏蔽極，電容值變換為頻率的電路與傳感器為一體。
復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀的傳感器的結(jié)構(gòu)，其特征在于測試儀表數(shù)據(jù)處理及顯示部分與傳感器是分離的，使用屏蔽導(dǎo)線相連，距離可以大于10米；傳感器屏蔽極與連接線屏蔽極相連，在儀表部分接地。
本發(fā)明的裝置如下復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀包括復(fù)合傳感器探頭，復(fù)合傳感器探頭結(jié)構(gòu)如圖1所示。儀表殼體，殼上開有LCD或LED顯示窗口，殼內(nèi)有電路板，板上有撥子開關(guān)，有可調(diào)電阻模擬汽油標(biāo)號值的輸入電路；復(fù)合傳感器探頭與儀表用長度大于10米的屏蔽電纜連接。傳感器探頭由不同外徑的金屬圓筒，組裝在絕緣的骨架(4)上，其上部加蓋(3)，其中間空隙部分(1)為電容-頻率變換電路，在骨架的中心嵌有熱敏電阻溫度傳感器(5)。
本發(fā)明的測試儀具有如下特點(diǎn)1．通過兩個已知標(biāo)號的汽油標(biāo)定后，在不同的環(huán)境溫度下，測試出溫度T和頻率f，由公式Y(jié)=F(εr,T)可以測試出汽油的標(biāo)號，并用數(shù)字直接顯示在儀表上。
2．本發(fā)明是一種快速、簡潔的測試汽油標(biāo)號的儀器。
3．本發(fā)明的測試線路簡單，復(fù)合傳感器探頭可由模具制造，成本低廉，信號處理由單片機(jī)控制；實(shí)現(xiàn)了智能化，只要打開電源就可測試；整個儀表成本很低，對于一般的消費(fèi)者可以接收。


圖1、復(fù)合傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。1-多組環(huán)形電極，2-電容-頻率轉(zhuǎn)換電路，3-蓋，4-絕緣骨架，5-溫度傳感器；圖2、復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀硬件結(jié)構(gòu)框圖；圖3、傳感器等效電路；圖4、復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀實(shí)施線路原理圖；圖5、主程序流程圖。
實(shí)施例本發(fā)明的復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀由兩部分組成傳感器探頭和儀表。探頭外形尺寸為Φ25×35mm，傳感部分為Φ25×15mm，由長為15mm壁厚為0.5的直徑不同的五個不銹鋼管嵌套而組成，最外層的鋼管為屏蔽層，其余四個構(gòu)成一個電容傳感器，連接的等效電路如圖2所示。
本發(fā)明的實(shí)際結(jié)構(gòu)鋼管是粘結(jié)在刻有環(huán)形固定槽的尼龍底座上的，構(gòu)成的電容值在20～30P。前級電路由鎖相環(huán)4046組成，電容值直接變換為頻率值，頻率范圍在500kHz～1MHz間。溫度傳感器為NTC熱敏電阻，前級電路有LM258構(gòu)成。儀表數(shù)據(jù)處理選用低功耗的PIC16C73單片機(jī)，LCM7211作為液晶顯示電路，X25043為數(shù)據(jù)存儲器。電路原理框圖如圖3所示。實(shí)現(xiàn)電路如圖4所示。軟件流程如圖5所示。
權(quán)利要求
1．一種汽油標(biāo)號與其組分的綜合介電常數(shù)有關(guān)，同時介電常數(shù)又與溫度有關(guān)的復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀，其特征在于(a)測定方法汽油標(biāo)號Y與介電常數(shù)εr和溫度T等物理量的函數(shù)關(guān)系為Y=F(εr,T)=w1*T+w2*f(εr)+b其中w1、w2為權(quán)重，b為修正偏移量，f(εr)為頻率值；(b)測試的傳感器結(jié)構(gòu)絕緣骨架(4)，其下部可組裝多組環(huán)形的電極(1)，其上部加蓋(3)，其中間空隙部分(2)為電容-頻率變換電路，其中心嵌有熱敏電阻溫度傳感器(5)；(c)測試儀的電路由測試汽油的相對介電常數(shù)的電容傳感器連接變換為頻率值f(εr)的信號變換電路，再連接單片機(jī)的計數(shù)接口；溫度傳感器經(jīng)過A/D變換，連接單片機(jī)，單片機(jī)連接顯示屏的控制電路及數(shù)據(jù)存儲器和開關(guān)，各電路還與供電電路和基準(zhǔn)電源電路連接。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀，其特征在于傳感器的多組環(huán)形電極的外層電極為屏蔽極，電容值變換為頻率的電路與傳感器為一體。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀，其特征在于測試儀表數(shù)據(jù)處理及顯示部分與傳感器是分離的，使用屏蔽導(dǎo)線相連，距離可以大于10米；傳感器屏蔽極與連接線屏蔽極相連，在儀表部分接地。
全文摘要
復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀由硬件和軟件兩部分組成。硬件由電容傳感器、溫度傳感器、前級信號處理電路,單片機(jī),顯示器組成。由傳感器檢測汽油的相對介電常數(shù)εr和溫度T值,經(jīng)前級信號處理送入單片機(jī),通過軟件信息融合處理,直接顯示出汽油的標(biāo)號值。復(fù)合傳感器汽油標(biāo)號測試儀對判定汽油的質(zhì)量提供了一種快速、低廉、有效的手段。
文檔編號G01N27/22GK1301961SQ9912732
公開日2001年7月4日 申請日期1999年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月29日
發(fā)明者崔大付, 趙湛, 李亞亭 申請人:中國科學(xué)院電子學(xué)研究所