专利名称：用于zbx型航煤冰点在线分析系统的微型分析器的制作方法
技术领域：
用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型分析器技术领域 本实用新型涉及一种航空煤油在炼油生产过程中在线分析其特定 技术指标的自动分析系统；具体地说是一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系统 的微型分析器。
背景技术：
作为航空发动机燃料的航空煤油(以下简称航煤)，在使用中会处 于温度低达一5(TC的条件下，若这时航煤中出现结晶会堵塞输油管，造成重大 飞行事故。所以，冰点值是航煤最重要的一项质量指标。目前，在炼油生产过 程中主要采用人工化验方法来分析航煤冰点，进而指导生产操作。随着国内各 炼油厂自动化水平的提高和先进控制系统的推广应用，人工化验方法即费时又 大大滞后于生产过程，己不能满足生产需要。目前，航煤冰点在线分析系统国 内属于空白。德国、美国、加拿大等几家公司有该产品，德国、美国主要采用 传统的外加冷冻机与内部热电致冷器相结合的方式对样品降温，系统庞大，价 格昂贵。国外最先进的为加拿生产的在线冰点分析系统，具有无需外置冷冻机 的特点，直接用热电致冷器对样品降温，其报价为每套系统11.3万美金，分析 器油样容腔较大，为几百毫升。为了实现航煤在线分析系统国产化，申请人研制出在炼油生产过程中能连 续自动分析航空煤油冰点的防爆智能型的在线质量分析系统，即ZBX型航空煤 油在线冰点分析系统。该分析系统适用于ExdlICT4防爆等级的场所，可与先进 控制系统配套，能够提高生产装置的控制水平，实现"卡边"操作，提高航空煤 油的产品质量及产品收率。该分析系统不需要外置式防爆型机械压縮冷冻机， 能大大降低分析系统成本，避免用户对冷冻机的维护工作量。由于航煤冰点温度可达一6(TC以下，属于深度降温系统，而申请人研制的 ZBX型航煤冰点在线分析系统热电致冷器是直接使用3(TC的自来水对热电致冷 器进行散热，故耍求热电致冷器产生9(T10(TC的温差。为此，申请人研制开发出宝塔阶梯式的四级半导体热电致冷器，该致冷器可产生很大温差，但其致冷 功率小，即带负载能力小，从技术上要求与第四级半导体热电致冷器直接接触 的、分析器的分析杯体的体积进一步减小、越小越好，从而提出研制微型分析 器的客观要求。分析器是ZBX型航煤冰点在线分析系统的核心部件。在分析器中要完成对 被测油样的致冷降温，连续监测油样被降温后是否产生结晶、当油样被降温到 结晶点产生结晶时要测定出该点温度，马上停止致冷并测出油样升温后结晶消 失时的温度即冰点温度值等多项功能。为了实现ZBX型航煤冰点在线分析系统 的分析器微型化的目的，申请人反复攻关实验，终于研制出能满足需要的、体 积小的微型分析器。实用新型内容 如上所述，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种结构 合理、体积小巧用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型分析器。本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案是 一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型分析器，包括分析杯体，其特征在于分析杯体大致中 间位置设有通孔，通孔的两端分别与进油口、出油口相连接；通孔中段、孔壁 约一半的圆弧面上设有内腔表面黑色层，在孔壁的另一半圆弧面上装置有镜面 反射片；分析杯体上与镜面反射片对应的位置设有与通孔垂直贯通的横孔，横 孔内装有光纤传感器，光纤传感器的进光丝和出光丝分别与镜面反射片的两端 连接，进光丝另一端与红外入射光相接，出光丝另一端与红外接收光相接；分 析杯体上还设有沉孔，沉孔内安装测温电阻。 测温电阻是测温铂电阻。作为本实用新型的完善，为了使通孔的两端与进油口、出油口连接稳固， 通孔的两端分别固装有进油接头与出油接头；同理，横孔外端固装有光纤接头； 沉孔外端固装有电阻接头。本实用新型的分析杯体是20X20X8mm的铝块制成，油样检测容腔仅为 O.lml，即实现了对油样的在线检测，而国外同类产品腔体容积为几十毫升，因
而本实用新型结构合理、体积小巧，分析重复精度达到0.7-C左右。该微型分析 器已经过试验室试验及生产现场长时间检验，具有性能可靠、运行稳定、测量 精确等优点；它可与各炼油厂的先进控制系统配套，从而提升我国炼油自动化 控制的水平。本实用新型的工作过程油样进入分析杯体，首先"加热"置换前一周期 的油样，然后冲洗分析腔体并充满新油样，定时进油程序完成后，分析系统进 入致冷降温阶段，这时油样被热电致冷器降温，当油样出现结晶后又消失时， 由光纤传感器检测出光强的峰值变化，并由铂电阻记录下对应的冰点值，系统 停止致冷，开始延时升温，又进入下一周期的自动分析。由整个ZBX型航煤冰 点在线分析系统完成自动进油排油、自动降温、自动测定出现结晶时的结晶点 温度和结晶消失时的冰点温度等一系列自动控制自动检测措施，实现快速、准 确、连续测定的要求。
图1是本实用新型的结构示意图，图2是本实用新型的光纤传感器的截面图。 图中l一镜面反射片，2—测温电阻，3—电阻接头，4一出油口， 5—出油 接头，6—内腔表面黑色层，7—光纤接头，8—红外入射光，9一红外接收光， IO—光纤传感器，1001—进光丝，1002—出光丝，11—分析杯体，1101—左杯 体，1102—右杯体，12—进油接头，13—进油口， 14一通孔，15—横孔，16— 沉孔。
具体实施方式
如图1所示 一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型 分析器，包括分析杯体ll，分析杯体ll是铝块制品；分析杯体ll大致中间位 置设有供被测油样通过的通孔14，通孔14的两端分别与进油口 13、出油口 4 相连接；通孔14中段、孔壁约一半的圆弧面上设有内腔表面黑色层6，在孔壁的另一半圆弧面上装置有镜面反射片1;分析杯体11上与镜面反射片1对应的 位置设有与通孔14垂直贯通的横孔15，横孔15内装有光纤传感器10，光纤传 感器10的进光丝1001和出光丝1002分别与镜面反射片1的两端连接，进光丝1001另一端与红外入射光8相接，出光丝1002另一端与红外接收光9相接；分 析杯体11上还设有沉孔16，沉孔16内安装铂测温电阻2。分析杯体11外形体 积是20X20X8mm。为便于对分析杯体11腔体内表面、即通孔14内壁表面的氧化发黑处理及 镶装镜面反射片1，分析杯体11由左杯体1101、右杯体1102两块铝块镶嵌插 入组合成一体。作为本实用新型的完善，为了使通孔14的两端与进油口、出油口连接稳固， 通孔14的两端分别固装有进油接头12与出油接头5;同理，横孔15外端固装 有光纤接头7;沉孔16外端固装有电阻接头3。作为本实用新型的进一步完善，尽力保证微型分析杯体结构紧凑与完整，保 证温度测量的敏感度和精确度；参见图2:光纤传感器10安装一根多芯大孔径 光纤，在4)2mm的光纤内有几百根细光纤丝，其上半部分作为发射光纤丝即进光 丝IOOI，下半部分为接收光纤丝即出光丝1002。为了实现最佳致冷效果，作为本实用新型的更进一步完善，确保分析杯体 11与致冷器的两个接触面接触吻合达到最佳效果，将分析杯体11与致冷器相贴 合的两个接触面精铣成高平整度的平面。
权利要求1、一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型分析器，包括分析杯体(11)，其特征在于所述分析杯体(11)大致中间位置设有通孔(14)，所述通孔(14)的两端分别与进油口(13)、出油口(4)相连接；所述通孔(14)中段、孔壁约一半的圆弧面上设有内腔表面黑色层(6)，在所述孔壁的另一半圆弧面上装置有镜面反射片(1)；所述分析杯体(11)上与所述镜面反射片(1)对应的位置设有与所述通孔(14)垂直贯通的横孔(15)，所述横孔(15)内装有光纤传感器(10)，所述光纤传感器(10)的进光丝(1001)和出光丝(1002)分别与所述镜面反射片(1)的两端连接，所述进光丝(1001)另一端与红外入射光(8)相接，所述出光丝(1002)另一端与红外接收光(9)相接；所述分析杯体(11)上还设有沉孔(16)，所述沉孔(16)内安装测温电阻(2)。
2、 如权利要求1所述的一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型分析 器，其特征在于所述测温电阻是(2)铂测温电阻。
3、 如权利要求1所述的一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型分析 器，其特征在于所述分析杯体(ll)是铝分析杯体(ll);所述铝分析杯体(ll) 由左杯体(1101)、右杯体(1102)两铝块镶嵌插入组合成一体。
4、如权利要求1所述的一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型分析 器，其特征在于所述光纤传感器(10)安装一根多芯大孔径光纤，其上半部 分为所述进光丝(1001)，下半部分为所述出光丝(1002)。
5、 如权利要求1至4任意一项所述的一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系 统的微型分析器，其特征在于所述通孔(14)的两端分别固装有进油接头(12) 与出油接头(5);所述横孔(15)外端固装有光纤接头(7);所述沉孔(16) 外端固装有电阻接头(3)。
6、 如权利要求5所述的一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型分析 器，其特征在于所述分析杯体(11)外形体积是20X20X8mm。
7、 如权利要求6所述的一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型分析 器，其特征在于所述分析杯体(11)与致冷器相贴合的两个接触面是经精铣 加工的高平整度的平面。
专利摘要一种用于ZBX型航煤冰点在线分析系统的微型分析器。包括分析杯体，分析杯体大致中间位置设有通孔，通孔的两端分别与进油口、出油口相连接；通孔中段、孔壁约一半的圆弧面上设有内腔表面黑色层，在孔壁的另一半圆弧面上装置有镜面反射片；分析杯体上与镜面反射片对应的位置设有与通孔垂直贯通的横孔，横孔内装有光纤传感器，光纤传感器的进光丝和出光丝分别与镜面反射片的两端连接，进光丝另一端与红外入射光相接，出光丝另一端与红外接收光相接；分析杯体上还设有沉孔，沉孔内安装测温电阻。它结构合理、体积小巧、油样检测容腔仅装有0.1ml油样；分析重复精度达到0.7℃；可与各炼油厂的先进控制系统配套；它性能可靠、运行稳定、测量精确。
文档编号G01N25/02GK201053957SQ20072003236
公开日2008年4月30日 申请日期2007年7月12日 优先权日2007年7月12日
发明者嘉 买, 刘银生, 燕 周, 剑 张, 张丽君, 李福中, 王娟丽, 涛 袁, 袁昌金, 韩宏伟, 马杜存 申请人:天华化工机械及自动化研究设计院