油品中闪点检测方案(闪点仪)

自动闪点测定仪中闪火火焰检测方法的实验研究 1概述 “闪点”是表征石油产品储运安全性的一项指标，单位是摄氏度。它表明石油产品处此温度时如遇到明火将会引起“爆鸣”危及设备，人身安全，是石油产品出厂，入库前都要进行测试的一项指标。我国现行的闪点测定标准测速较慢，测得的闪点值与按国际标准得到的数值不尽相同，不便于国际交往v为使我国早日推行较先进的国际标准﹐必须批量生产出能按国际标准进行测试的，性能上远较现有仪表为优的自动化仪表、闪火火馅的检测问题是开发此类仪表的技术关键之一，目前国际上常用以下几种方法来检测闪火火焰; 1.1火焰离子检测法 利用这一方法进行闪点检测始见于美国，国际上应用的也较多，这一方法的根据是火焰能使空气电离、并降低空气的击穿电压，因而可用检测击穿电压的方法来确定闪火点。实践表明:由于在检测过程中需要频率为三干赫、振幅为七百伏的高压、此电压会对仪表产生干扰，采取了抗干扰措施之后、火焰检测法可以满足电脑控制型闪点测定仪的设计要求。 1.2热电偶检测法 由于闪火时会伴随温度上升、国外有的闭口闪点仪利用热电偶测出闪火时的温度变化、以此来判断闪点。日本田中社生产的闭口闪点测定仪就是利用这一原理检测的。用这种方法检测闪点不需额外提供音频高压、没有因高压而带来的干扰、特别适合电脑型仪表。据我们试验，采用单一的铜—康铜热电偶，灵敏度似嫌不足，而采用多个热电偶串联检测火焰效果较好、但结构比较复杂。 1.3微光检测法 利用光纤将闪火时的火光引出,由光敏器件进行检测是一种最接近人眼的检测方法。可以有效地克服闪点测试的虚报，漏报现象，这一方案国外尚无报导，我们作了一些初步试验,效果较好。 为确定火焰的强度和存在时间，我们用单片机制作了专用试验装置和检测电路，利用这些试验装置和检验电路、得出了较确切的结果。 2火焰存在时间检测装置设计及结果分析 石油产品闪点温度下的闪火火焰的存在时间是闪点检测仪表电路设计的重耍参数，为测出火焰存在时间﹐我们利用TINTEL8031制成一台火焰存在时间检测装置，其电路简图见图1，主要流程图见图2。 利用上述装置，我们用火焰离子检测法分别对标样四氢萘、正十六烷及几种柴油、变压器油进行试验,结果见表1。 由表1可见，火焰的存在时间一般地和试样的闪点有关、对于闪点低的试样，可能是火焰停留在极针附近的时间较长，因而闪火时间较长。反之高闪点的试样其火焰存在时间要短一些。但火焰存在时间和加热经历有关，因而测得的数据离散较大，作为检测仪表的设计依据，我们可以认为:石油产品闪点温度下的火焰存在时间为20～200ms。 3兰种闪火火焰检测方法的比较 利用火焰离子检测闪火点的方案设想，前面已作了说明，具体电路如图3,闪火后得到的电信号强度很大，闪火导致气体击穿，而气体击穿产生的电火花又进一步加强了闪火的强度，因而闪火的信号很确切、便于处理。 这种火焰检测电路比较复杂，工艺要求严格，高压变压器铁氧体芯柱间隙既要求达到规定值。又要求接触紧密不得松动，否则将产生较大的蜂音。对于油杯内的放电极针间距也有严格要求，一-些绝缘材料〈如酚醛胶木注塑件）因为处于高温高压状态下漏电较大,不宜采用。我们制作的浏试电路实浏结果如下: 高压变压器输出脉冲频率:3.3kHz。高压变压器输出脉冲电压蜂值:700v。极针间距:0.7mm。 闪火信号输出幅度:I60mV（负载阻抗10k2、用四氢蔡测得。 由于检测电路工作于高电压下、对所采用的器件亦提出了较高的要求。3.2热电偶检测法 热电偶检测闪火火焰电路如图4(a)。为了提高热电偶的输出电压,我们将热电偶检测头制成两级串联的、结构如图4(b)，检测头实际上有四个接点，只有上面的两个用于检测火焰，下面的两个制成后分别用耐高温环氧树脂包封，未闪火时，此四个串联的电偶接点输出电压近于互相抵消﹐出现瞬间闪火时,因裸接点与受包封接点热惰性不同，热电偶检测头将有电压输出、数值上约为两接点热电势之和。我们用制成的热电偶测试头按图4 (a)电路检测闪火火焰所得数据如下: 热电偶材料:铜—康铜，直径0.24mm。 热电偶检测头输出电压:4mV〔试样:四氢萘，负教电阻10kQ》。 这检测电路十分简单，成本亦较低，并且测试中无干扰，现已为国内外闪点测定仪生产厂家所采用。这一方案主要缺点是输出较小，对后面的放大器要求较高，在解决长期温漂方面有一定困难。 3.3微光检测法 如图5所示,利用光缆将闪火火焰从油杯中引出，再由光电二极管转换成电信号﹐从实质上看是最符合国家标准和国际标准要求的方案.由于石油产品闪火火焰为兰绿色,要求所采用的光电二极管能工作于波长较短的波段，我们采用了硅紫外光电二极管UV一102BQ。 按图5电路我们测得结果如下:光缆直径:3mm。光缆长度:15cm。 闪火电压输出:35mV。(试样:四氢蔡。负载电阻10kQ) 实验表明，只要光缆收光端装配适当，既使不用滤色傥也可不计室内光线所产生的背景电流，检测过程不带来干扰，输出可直接驱动集成比较器LM339，多次试验亦不需擦拭光缆的收光端，使用方便。测试过程完全不受环境温度湍动的影响，对于高闪点测试十分适合、特别适合于开口闪点测试。 4讨论 4.1三种检测闪火火焰方法的比较 表⒉列出了三种常用的闪火火焰检测方法的优缺点。由表2可看出，三种方案各有长处、第一种方案国内开发较早，由于非智能型的自动检测仪表，对电火花产生的干扰不敏感，因而火焰离子检测方法在自动测试仪表中应用较多。第二种方案在制作热电偶检测头方面有一定难度，新近国内有的厂家直接采用单一热电偶作检测头，工艺上可大为简化、但我们认为输出信号似嫌太弱，在对高闪点试样进行测试时，油杯程序升温与杯内气流湍动联合作用所产生的干扰可能导致闪点虚报，实际效果如何，要经过一段使用后才能得出结论。我们提出的第三种方案，实测次数不多，从已得的结果看，除成本较高外。试验效果良好。 4.2一种新的火焰检测方法 火焰检测方法在处理光缆和光电二极管的封接方面比较困难,如采用较长的光缆,光电二极管可直接装在主电路板上﹐施工比较方便﹐此时光缆长度约需45厘米﹐费用较高v当然也可以将光缆大大缩短，在油杯附近即进行光缆和光电二极管的封接、这在结构设计上难于处理·使用也不方便·从我们长期经验得知虽然试样本身温度可达200℃.但油杯液面上空温度仅为90℃左右。在此温度下硅光电器件应能胜任，我们设想可以完全不用光缆，直接将硅光电管植入测试环境内、从油杯内直接引出电信号，无论在结构上还是在电路处理上均极方便.成本亦可下降、但目前我们所有的硅光电二极管体积稍大、约为斜p10× 5mm,这样大的器件放入油杯会影响闪火火焰途径,如有小型紫外硅光电器件直接装入油杯，预期会得到好的效果。 1概述“闪点”是表征石油产品储运安全性的一项指标，单位是摄氏度。它表明石油产品处此温度时如遇到明火将会引起“爆鸣”危及设备，人身安全，是石油产品出厂，入库前都要进行测试的一项指标。我国现行的闪点测定标准测速较慢，测得的闪点值与按国际标准得到的数值不尽相同，不便于国际交往v为使我国早日推行较先进的国际标准﹐必须批量生产出能按国际标准进行测试的，性能上远较现有仪表为优的自动化仪表、闪火火馅的检测问题是开发此类仪表的技术关键之一，目前国际上常用以下几种方法来检测闪火火焰; 1.1火焰离子检测法利用这一方法进行闪点检测始见于美国，国际上应用的也较多，这一方法的根据是火焰能使空气电离、并降低空气的击穿电压，因而可用检测击穿电压的方法来确定闪火点。实践表明:由于在检测过程中需要频率为三干赫、振幅为七百伏的高压、此电压会对仪表产生干扰，采取了抗干扰措施之后、火焰检测法可以满足电脑控制型闪点测定仪的设计要求。