一种基于近红外光技术的重质燃料油稳定性检测装置的制作方法

本实用新型属于油品稳定性检测领域，特别是涉及一种基于近红外光技术的重质燃料油稳定性检测装置，可用于快速、准确、可靠地检测重质燃料油的稳定性。

背景技术：

重质燃料油的稳定性问题普遍存在于交通运输、发电、化工、冶金、轻工业等行业，已成为国内外研究的热点和难点。目前，亟需一种准确可靠的方法对重质燃料油的稳定性进行量化评价，为相关行业提供技术支持。

重质燃料油的不稳定主要是由沥青质的絮凝沉淀所导致的，而沥青质则是重质燃料油中极性最强、相对分子质量最大的组分。沥青质的絮凝沉淀会改变重质燃料油的性质并堵塞管道、过滤器、燃烧喷油嘴等，已严重影响了其生产、加工、储运和使用。因此，采油站、炼油厂、船舶以及重质燃料油使用单位等均需经常测试油品的稳定性，以便改进生产工艺，提高生产效率，安全运输与使用。由于沥青质的不稳定所造成的间接损失，使得相关行业每年都要消耗大量的人力物力用于投放化学试剂和使输油管道保持一定的温度，带来了高达几十亿美元的经济损失。同时化学试剂的投放会产生一系列的附加问题，诸如设备腐蚀和燃料油燃烧质量变差等。

目前对重质燃料油稳定性的检测主要是基于沥青质沉淀点或基于沥青质沉淀量的检测，但是并没有对沥青质的沉淀起始点、絮凝过程、沉淀终止点以及燃料油稳定性与絮凝沉淀速度映射关系的研究，然而这正是评价重质燃料油稳定性的关键。

近红外光技术是采用适当的化学物理方法在近红外光谱区提取被检测物质的相关信息，并对检测物质进行定量或定性分析的一种技术。利用近红外光对发生沥青质絮凝沉淀的重质燃料油进行扫描，建立沥青质絮凝沉淀过程与透光度变化的映射关系，并利用多次扫描过程平均透光度的标准偏差值实现重质燃料油稳定性的量化评定。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对重质燃料油稳定性检测的问题，提出一种基于近红外光技术的重质燃料油稳定性检测装置，能够实现快速、准确、可靠地评价重质燃料油稳定性的功能。

基于近红外光技术的重质燃料油稳定性检测装置是在参考ASTM D7061-06标准的基础上进行设计开发的，为了实现上述实用新型的目的，本实用新型提供了一种基于近红外光技术的重质燃料油稳定性检测装置，包括至少一透光度感应扫描装置、至少一透光度感应扫描装置工作平台和至少一透光度感应扫描装置控制系统，所述透光度感应扫描装置包括至少一近红外光光源、至少一红外光感应接收器、至少一扫描试管和至少一步进电机，所述透光度感应扫描装置工作平台包括至少一台架、至少一夹具、至少一扫描托盘和至少一台座，所述透光度感应扫描装置控制系统包括至少一限位器、至少一步进电机驱动设备、至少一控制器、至少一信号发生器、至少一数据采集卡、至少一启动开关和至少一计算机。

在一些实施例中，所述的夹具起到夹持扫描试管的作用，保证扫描试管在空间上具有良好的垂直度；所述的近红外光光源和红外光接收器置于扫描托盘两端，其跟随扫描托盘进行上下扫描，保证扫描过程中透射光光强采集的连续性；所述的步进电机固定于台架下方，步进电机的丝杆与扫描托盘通过螺栓连接，保证步进电机丝杆的转动可以转化为扫描托盘的上下运动；所述的台座与台架连接，作为整个透光度感应扫描装置工作平台的底座。

在一些实施例中，所述的限位器的作用是控制所述扫描装置的扫描距离，所述的控制器的作用是通过编程控制所述步进电机的转向和启停，从而控制扫描次数，所述的信号发生器通过输出频率的改变，使得所述步进电机的转速得到控制，从而控制单次扫描时间，所述的数据采集卡的作用是记录扫描过程中采集到的透光度光强值，并将采集到的数据传输给所述的计算机，所述计算机通过串口调试软件进行数据处理后输出透光度曲线，并对透光度曲线和数据进行分析，计算多次扫描过程平均透光度的标准偏差值，从而量化评定重质燃料油的稳定性。

在一些实施例中，所述的近红外光光源是近红外光波长为850nm的发光二极管，红外光接收器是与近红外光光源相匹配的接收二极管。

在一些实施例中，所述的步进电机为丝杆驱动型步进电机。

在一些实施例中，所述的扫描试管为螺口试管。

在一些实施例中，所述扫描试管与至少一试管帽搭配，并被悬挂于所述台架上，从而和所述夹具一起保证了所述扫描试管的垂直度。

本实用新型的有益效果是设计了一种基于近红外光技术的重质燃料油稳定性检测装置，相比于传统的测量方法，基于近红外光检测评定沥青质稳定性的方法具有以下优点。

（1）精确性高。在同样操作者和设备的情况下，该方法的重复性误差小于0.5%。

（2）可靠性好。由于该方法不只是针对某一结点，而是整个过程，因此实验结果更加可靠。

（3）适用性好。基于透光度的光学方法不会改变油品的性质和结构，因此更加客观，同时该方法操作简单。

（4）检测时间短。该方法检测一次所需的时间约为15min，时间较短。

（5）经济性优良。装置器材易得，价格成本较低。

附图说明

附图1为根据本实用新型的一个优选实施例的台架设计图。

附图2为本实用新型的上述优选实施例的夹具设计图。

附图3为本实用新型的上述优选实施例的扫描托盘设计图。

附图4为本实用新型的上述优选实施例的台座设计图。

附图5为本实用新型的透光度感应扫描装置工作平台装配图。

附图6为本实用新型的系统示意图。

图中1.台架，2.夹具，3.扫描托盘，4.台座，5.近红外光光源，6.红外光感应接收器，7.扫描试管，8.限位器，9.控制器，10.信号发生器，11.启动开关，12.步进电机驱动设备，13.步进电机，14.计算机，15.数据采集卡。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步说明。

参考图1至图6所示，揭露了基于本实用新型的一优选实施例的一重质燃料油稳定性检测装置，所述重质燃料油稳定性检测装置是基于近红外光技术。

具体地，所述重质燃料油稳定性检测装置包括透光度感应扫描装置、透光度感应扫描装置工作平台和透光度感应扫描装置控制系统三部分。透光度感应扫描装置工作平台为透光度感应扫描装置提供了工作平台，而透光度感应扫描装置控制系统实现了透光度感应扫描装置的上下扫描并采集透光度数据的功能。

更具体地，所述透光度感应扫描装置包括一近红外光光源（5）、一红外光感应接收器（6）、一扫描试管（7）和一步进电机（13）。所述近红外光光源（5）和所述红外光感应接收器（6）是相互匹配的，所述红外光感应接收器（6）接收所述近红外光光源（5）发射的近红外光，它们在所述步进电机（13）的作用下对所述扫描试管（7）进行上下扫描。所述透光度感应扫描装置工作平台包括一台架（1）、一夹具（2）、一扫描托盘（3）和一台座（4）。所述夹具（2）被连接于所述台架（1），两者相互配合并起到夹持试管的作用，所述扫描托盘（3）被连接于所述台架（1），所述扫描托盘（3）相对于所述台架（1）做上下运动，所述台座（4）被连接于所述台架（1），作为整个所述透光度感应扫描装置工作平台的底座。所述透光度感应扫描装置控制系统包括一限位器（8）、一步进电机驱动设备（12）、一控制器（9）、一信号发生器（10）、一数据采集卡（15）、一启动开关（11）和一计算机（14）。上述部件通过导线连接，共同构成了透光度感应扫描装置控制系统。

如图5和图6所示，特别之处是：所述的夹具（2）起到夹持扫描试管（7）的作用，保证所述扫描试管（7）在空间上具有良好的垂直度；所述的近红外光光源（5）和所述红外光接收器（6）被设置于所述扫描托盘（3）的两端，其跟随所述扫描托盘（3）进行上下扫描，保证扫描过程中透射光光强采集的连续性；所述的步进电机（13）被固定于所述台架（1）下方，所述步进电机（13）的一丝杆与所述扫描托盘（3）通过螺栓连接，保证所述步进电机（13）的所述丝杆的转动可以转化为所述扫描托盘（3）的上下运动；所述的台座（4）被连接于所述台架（1），作为整个所述透光度感应扫描装置工作平台的底座。

如图6所示，特别之处是：所述的限位器（8）的作用是控制所述透光度感应扫描装置的扫描距离。所述的控制器（9）的作用是通过编程控制所述步进电机（13）的转向和启停，从而控制扫描次数。所述的信号发生器（10）通过输出频率的改变，使得所述步进电机（13）的转速得到控制，从而控制单次扫描时间。所述的启动开关（11）控制整个透光度感应扫描装置控制系统的启停。所述的步进电机驱动设备（12）驱动所述的步进电机（13）转动。所述的数据采集卡（15）的作用是记录扫描过程中采集到的透光度光强值，并将采集到的数据传输给所述的计算机（14）。计算机（14）通过串口调试软件进行数据处理后输出透光度曲线，并对透光度曲线和数据进行分析，计算多次扫描过程平均透光度的标准偏差值，从而量化评定重质燃料油的稳定性。

值得一提的是，所述的近红外光光源（5）是近红外光波长为850nm的发光二极管，红外光感应接收器（6）是与近红外光光源（5）相匹配的接收二极管。

所述的步进电机（13）为丝杆驱动型步进电机。

所述的扫描试管（7）为螺口试管。扫描试管（7）做成螺口的原因是其可与试管帽搭配，并悬挂与台架（1）上，和夹具（2）一起起到了保证试管垂直度的作用。

本领域的技术人员可以理解的是，本实用新型中的“一”并不是对于数量的限定，其被定义为“至少一”，可以包括一个或者多个，本实用新型在这一方面并不受此限制。

所述的透光度感应扫描装置控制系统的作用一是控制扫描过程中的扫描时间、扫描距离和扫描次数，二是记录扫描过程中接收到的透光度参数并绘制透光度曲线。透光度曲线建立了透光度变化与沥青质絮凝沉淀速度的映射关系，从而作为评价重质燃料油的稳定性的依据。