“閃點”是表征石油產品儲運安全性的一項指標,單位是攝氏度,它表明石油產品在此溫度時如遇到明火將會引起“爆鳴”,危及設備及人身安全。因此,石油產品出廠前和用戶進貨入庫前都要先測試閃點,以確保安全。
手動儀表最大不足是升溫特性不佳,很難按國家標準及國際標準線性升溫。實測時溫度變動太大,得出的閃點值重復性很差。而我們根據標準要求,新開發的LSD-2C智能開口閃點測定儀,整機運行完全由微電腦控制,操作者一次鍵入預閃點后,測試過程即完全自動進行。如果操作者預置不當還會發出聲音報警拒絕執行,并能對測試結果進行判斷。其主要特點如下:
測溫系統采用4位半A/D轉換芯片ICL7135作為模數轉換器,傳感器輸出的模擬信號直接變成BCD碼輸出;火焰掃劃系統實現了自動化;閃火點檢測采用新型材料、特殊結構的傳感器件;為了有效地控制溫升,使之滿足國家標準和國際標準的要求,采用了模糊邏輯算法控制溫升;閃點值除可以用LED顯示外,尚可以用所配的微型打印機,自動打印出測試時間、油號、氣壓、預閃點、閃點值,并給出診斷結果。測試過程完全符合國家標準和國際標準,具有完善的氣壓校正功能。其總體框圖如圖1所示。
圖1 整機方框圖
圖2 測溫電路
單元電路設計
測溫部分
測溫部分電路如圖2所示,其中測溫傳感器采用BA2鉑電阻,0℃時電阻為100W,溫度為100℃時為138.5W,平均每度變化0.385W,流過鉑電阻的電流平均為2.37mA,即每度變化為0.915mv,近似的可以看作溫度變化1℃電橋輸出電壓1 mv。
控溫系統
控溫過程的調節方式由軟件編程決定,其流程圖如圖4所示。控溫采用模糊邏輯算法的脈寬調制方式,由8031的P1.3輸出調寬脈沖經7407隔離后,再經光控可控硅MOC3020隔離控制加熱器,爐絲功率為600W。應當指出,加熱系統采用爐盤加熱,惰性很大,這給控溫帶來困難。
閃火檢測系統
本系統可分為火焰檢測器,高通濾波器,閾值設定及比較器等部分。閃火信號(低電平有效)經8031的P3.2口送往單片機。為了鑒別閃火,在程序中設有選票表決程序,只有經過一定次數的低電平后才認為有效。
火焰檢測器采用了200W白熾燈的鎢絲(已制成螺旋狀),阻值大約在200Ω左右,并制成網狀,置于油杯上方。這樣無論閃火點在油杯上方的何處,都能有效地檢測閃火。既使傳感器的十分之一受熱,也足以使比較器LM339翻轉。
閃點檢測電路如圖3。閃火信號經隔離、限幅之后送入LM339的反相端。當V+-V-大于2mv,輸出即為高電平,但如確切為高電平(4.5V),V+須比V-高7mv。為了抗干擾,我們設置V+-V-=30mv,這樣既可以對干擾信號進行幅度鑒別,又可防止LM339失調電壓溫漂導致的輸入電平擺動。
閾值不可降的太低,因為在油杯溫度超過200℃時,絕緣材料電導增加,會使V+下降,嚴重時會產生虛報閃點現象。
圖3 閃火檢測電路圖
圖4 控溫流程圖
幾個待解決的問題
1、閃火檢測傳感器雖然靈敏度高,檢測可靠,但長期使用骨架易變形,今后應考慮用特制陶瓷骨架。
2、打印機的抗干擾問題,打印機無硬件控制電路,在受到干擾的時候,會連續走紙打印。在無人值守的情況下,會浪費打印紙并降低打印機的壽命,應當增加一個定時繼電器,強行限定打印機的一次運行時間,避免在故障時,盲目長期運轉。
結語
LSD-2C智能開口閃點測定儀,經過設計,試制改進再試制幾個循環制成樣機。一年多來的試用表明:本機確可以按國家標準和國際標準進行測試,為廢止現行的落后的國家標準,代之以較先進的國際標準提供了物質基礎。
責任編輯:gt
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