一种油酸值的自动检测的系统与方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油酸值的自动检测的系统与方法。
【背景技术】
[0002] 变压器等充油电气设备是电力系统变电站中的重要核心设备，其可靠安全运行程 度至关重要，一旦发生故障，直接影响电网的安全稳定运行。电力系统所采用的变压器油， 是指适用于变压器、电抗器、互感器、套管、油开关等充油电气设备，起绝缘、冷却和灭弧作 用的一类绝缘油品，做好变压器油品质量监督是保证充油电气设备安全运行的前提。
[0003] 变压器油在运行过程中，由于受空气、温度、电场、摩擦等多种因素的影响，油品会 逐渐被氧化，从而产生酸性物质。变压器油中含有酸性物质，对充油电气设备的构件中所用 的铁、铜、铝等金属材料有腐蚀作用，其生成物金属盐类是变压器油氧化反应的催化剂，加 速油的氧化过程。油中游离的氢离子会提高油品的导电性，降低油的绝缘性能。油品酸值 升高后，不可避免产生油泥，附着在固体绝缘材料表面，影响设备散热，同时也会造成设备 固体绝缘材料的老化。为了保证设备正常运行，延长设备及变压器油其使用寿命，就必须对 变压器油酸值进行严格的检测和维护，阻止和控制运行油的氧化反应和酸性物质的产生。
[0004] 目前我国电力用油酸值测定中主要应用指示剂法和电位滴定法，多年来基于这两 类方法的酸值测定仪器在电力用油监测和维护上起到了相当大的作用，但也存在着明显的 不足：指示剂法酸值测定仪器需要加热回流，费时费事，而且溶液在滴定过程中二氧化碳很 容易侵入，影响测定结果，滴定终点的颜色突变也容易由于主观判定而造成误差。
[0005] 电位滴定法酸值测定仪器通过测定滴定试样的电流量来记录可测量的电位差，主 要通过观察电位突变来确定滴定终点，可在有色、浑浊或胶态的溶液中进行滴定，但该仪器 在非水体系测定中却很难出现电位突变，滴定终点很难确定；并且，电位滴定法酸值测定仪 器准备时间过长，操作复杂，电极易钝化，更费时费事，而且在操作过程中需要使用有毒溶 剂，安全很难保证。
[0006]目前温度滴定法的应用研究报道较少，主要应用在水相体系中测定诸如钾离子浓 度、铝离子浓度、废水酸度、空气中游离汞含量等。中国专利200910029709. 3,公开了一种润 滑油酸值温度滴定快速测定方法，但是该方法需要人为实验室中操作，费时费力，误差大， 重复率低，不利于推广。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的就是为了提供一种油酸值的自动检测的系统与方法。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] -种油酸值的自动检测的系统，包括：温度传感器、滴定池、第一定量栗、第二定量 栗、第三定量栗、磁力搅拌装置和信号处理装置；所述温度传感器设置在滴定池内部，并且 与所述信号处理装置连接，所述第一定量栗、第二定量栗、第三定量栗分别与所述滴定池连 接；所述磁力搅拌装置设置在所述滴定池底部。
[0010] 所述第一定量栗和第二定量栗为蠕动栗，所述第三定量栗为注射栗。
[0011] 所述滴定池为保温滴定池。
[0012] -种油酸值的自动检测方法，步骤如下：
[0013] (1)将待测油样加入滴定池中，然后将萃取溶剂和温度指示剂分别通过第一定量 栗和第二定量栗注入到滴定池中，通过位于滴定池底部的磁力搅拌器使滴定池中的待测油 样、萃取溶剂和温度指示剂充分混合，所述滴定池内的温度传感器不间断测量滴定池内混 合液体的温度；
[0014] (2)将滴定试剂通过第三定量栗注入滴定池，磁力搅拌器持续搅拌；
[0015] (3)通过与温度传感器连接的信号处理装置实时显示反应吸热与放热，通过反应 拐点确定滴定试剂的消耗量，再通过滴定试剂的消耗量，计算出待测油样的酸值，所述信号 处理装置包括CPU控制器和温度测量电路，所述温度测量电路包括依次连接的阻抗电桥、 两级运算放大器和AD转换器，所述AD转换器与CPU控制器连接。
[0016] 上述方法在检测变压器油酸值中的应用。
[0017] 上述方法还包括步骤（4)计算出的酸值结果输出到显示器和打印机，所述显示器 和打印机通过串行接口与所述CPU控制器连接。
[0018] 所述步骤（1)中待测油样的加入量为7_13g，此时滴定曲线的曲率较大，能够明显 的判断结果；萃取溶剂为丙酮，用量为20-30mL(优选25mL);温度指示剂为三氯甲烷，用量 为3-5mL(优选4mL)。选用丙酮作为萃取溶剂萃取效果比别的溶剂要好；三氯甲烷作为温度 指示剂的优点：三氯甲烷的加入使体系的温度呈现先降后升的情况，反应体系的焓变显著， 反应拐点明显。
[0019] 所述步骤（2)中滴定试剂为氢氧化钾乙醇溶液，浓度为0· 05-0. 15mol/L(优选 0.lmol/L)，滴定速度为0. 5-1. 5mL/min(优选1.OmL/min)。该浓度与滴定速度使温度突跃 点变得更加敏锐清晰可辨。
[0020] 丙酮和三氯甲烷由于比热容不同，混合后先发生物理性的放热反应，使体系温度 升高，高于环境温度，这样体系将向环境散热。因此，虽然氢氧化钾滴定油品中酸值属于中 和放热反应，但是由于丙酮和三氯甲烷的混合使得体系温度升高，所以当氢氧化钾乙醇标 准溶液在一定时间之内开始滴定后，体系温度反而要缓慢下降，此时体系发生酸碱中和反 应。当中和反应结束后，过量的碱将与丙酮和三氯甲烷的混合试剂发生亲核取代反应，反应 迅速放出大量的热。由于亲核取代反应迅速，一旦反应体系温度上升，即可很容易确定滴定 终点。
[0021] 所述步骤（1)中将萃取溶剂通过第一定量栗加入滴定池中后混合30-50S(优选 40s)，再通过第二定量栗将温度指示剂加入后混合20-40S(优选30s)。解决了不同比热容 试剂混合带来的温升效应问题；同时也解决了待测油样和试剂还未来得及充分混合就开始 滴定，体系的温度发生波动，甚至无下降趋势，导致突跃点不易辨认的问题。
[0022] 所述油酸值的计算公式：
[0023] X = 56. 1XNXV/G
[0024] 式中：X--油样的酸值，mgKOH/g
[0025] N--Κ0Η乙醇溶液的浓度，mol/L
[0026] V--滴定时消耗的Κ0Η乙醇溶液的体积，mL
[0027]G--油样的质量，g。
[0028] 本发明的有益效果：
[0029] 本发明首次提出一种非水溶液中自动的温度滴定检测油酸的方法，测定油品酸值 非常迅速，3分钟左右即可完成一个油样的测定，大大地节省了人力，具有很高的经济价值。
[0030] 本方法全自动化，测试结果自动打印并保存，方便回复查看。油品消耗少，使用高 精密度注射式定量栗进行滴定操作，温度传感器精度高、响应时间快。
[0031]该方法可以通过温度传感器设定试剂的混合时间，加入一定质量的待测油样，就 可以测定出整个反应过程的温度变化情况。利用测定仪CPU的软件算法进行温度曲线分 析，计算出待测油样的酸值，避免了使用温度计测量时频繁的读取温度计数值的不准确。
[0032] 本发明选用温度指示剂三氯甲烷、萃取溶剂丙酮、滴定试剂为氢氧化剂乙醇溶液 配合使用，通过温度测定仪设定试剂的混合时间，加入一定质量的待测油样，就可以测定出 整个反应过程的温度变化情况。利用测定仪CPU的软件算法进行温度曲线分析，就可以计 算出待测油样的酸值，结果准确，操作简便。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明方法用到的装置结构示意图；
[0034] 图2为注射栗结构示意图；
[0035] 图3为标准酸的标准曲线图；
[0036] 图4为碱蓝6B法和温度滴定法测定变压器油酸值的相关性曲线图。
[0037]其中，1.试剂输出装置，2.保温滴定池，3.温度传感器，4.信号处理装置，5.显示 器，6.打印机，7.磁力搅拌装置，8.步进电机，9.丝杆，10.活塞，11.注射器。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。
[0039]-种油酸值的自动检测方法，步骤如下：
[0040] (1)将待测油样加入保温滴定池2中，然后将萃取溶剂和温度指示剂分别通过第 一定量栗和第二定量栗注入到保温滴定池2中，通过位于保温滴定池2底