專利名稱:復合傳感器汽油標號測試儀的制作方法
技術領域:
本發明屬于汽油抗暴指數-辛烷值,俗稱汽油標號的采樣測試儀表。目前,在石化企業中,測定辛烷值的方法是馬達法(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準檢測方法使用。同時也有一些新的方法在研究,比如用紅外光譜法,色譜法等物理化學分析手段進行辛烷值的測定。這些方法特點是使用的設備價格昂貴,體積龐大,檢測費時、費力、費錢。
本發明的目的是克服現有的測試技術的不足,利用復合傳感技術進行檢測,做到大大提高檢測的效率,實現快速、廉價的檢測。
本發明的目的是這樣實現的1.汽油標號是與其組分的綜合介電常數有關的,同時介電常數又與溫度有關。因此測定的方法特征在于(a)汽油標號Y與介電常數εr和溫度T等物理量的函數關系為Y=F(εr,T)=w1*T+w2*f(εr)+b其中w1、w2為權重,b為修正偏移量,f(εr)為頻率值。根據(a)所述的方法,測試的傳感器結構其特征在于(b)絕緣骨架(4),其下部可組裝多組環形的電極(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,連接信號變換電路變換為頻率值f(εr),直接送入單片機的計數接口。由溫度傳感器測試出汽油的溫度值T,經過A/D變換,送入單片機,由標定電路對儀表進行兩點標定,得到w1、w2和b值,有關數據存儲在EEPROM中測試結果顯示在與單片機相連的顯示器上。各電路部分還與供電電路和基準電源電路相連。
復合傳感器汽油標號測試儀,傳感器的特征在于多組環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。
復合傳感器汽油標號測試儀的傳感器的結構,其特征在于測試儀表數據處理及顯示部分與傳感器是分離的,使用屏蔽導線相連,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。
本發明的裝置如下復合傳感器汽油標號測試儀包括復合傳感器探頭,復合傳感器探頭結構如圖1所示。儀表殼體,殼上開有LCD或LED顯示窗口,殼內有電路板,板上有撥子開關,有可調電阻模擬汽油標號值的輸入電路;復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)。
本發明的測試儀具有如下特點1.通過兩個已知標號的汽油標定后,在不同的環境溫度下,測試出溫度T和頻率f,由公式Y=F(εr,T)可以測試出汽油的標號,并用數字直接顯示在儀表上。
2.本發明是一種快速、簡潔的測試汽油標號的儀器。
3.本發明的測試線路簡單,復合傳感器探頭可由模具制造,成本低廉,信號處理由單片機控制;實現了智能化,只要打開電源就可測試;整個儀表成本很低,對于一般的消費者可以接收。
圖1、復合傳感器結構示意圖。1-多組環形電極,2-電容-頻率轉換電路,3-蓋,4-絕緣骨架,5-溫度傳感器;圖2、復合傳感器汽油標號測試儀硬件結構框圖;圖3、傳感器等效電路;圖4、復合傳感器汽油標號測試儀實施線路原理圖;圖5、主程序流程圖。
實施例本發明的復合傳感器汽油標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,其余四個構成一個電容傳感器,連接的等效電路如圖2所示。
本發明的實際結構鋼管是粘結在刻有環形固定槽的尼龍底座上的,構成的電容值在20~30P。前級電路由鎖相環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構成。儀表數據處理選用低功耗的PIC16C73單片機,LCM7211作為液晶顯示電路,X25043為數據存儲器。電路原理框圖如圖3所示。實現電路如圖4所示。軟件流程如圖5所示。
權利要求
1.一種汽油標號與其組分的綜合介電常數有關,同時介電常數又與溫度有關的復合傳感器汽油標號測試儀,其特征在于(a)測定方法汽油標號Y與介電常數εr和溫度T等物理量的函數關系為Y=F(εr,T)=w1*T+w2*f(εr)+b其中w1、w2為權重,b為修正偏移量,f(εr)為頻率值;(b)測試的傳感器結構絕緣骨架(4),其下部可組裝多組環形的電極(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,再連接單片機的計數接口;溫度傳感器經過A/D變換,連接單片機,單片機連接顯示屏的控制電路及數據存儲器和開關,各電路還與供電電路和基準電源電路連接。
2.根據權利要求1所述的復合傳感器汽油標號測試儀,其特征在于傳感器的多組環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.根據權利要求2所述的復合傳感器汽油標號測試儀,其特征在于測試儀表數據處理及顯示部分與傳感器是分離的,使用屏蔽導線相連,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
復合傳感器汽油標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,顯示器組成。由傳感器檢測汽油的相對介電常數εr和溫度T值,經前級信號處理送入單片機,通過軟件信息融合處理,直接顯示出汽油的標號值。復合傳感器汽油標號測試儀對判定汽油的質量提供了一種快速、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 優先權日1999年12月29日
發明者崔大付, 趙湛, 李亞亭 申請人:中國科學院電子學研究所