一种自动测定油品破乳化度的装置的制作方法

本实用新型涉及一种自动测定油品破乳化度的装置，用于油品破乳化度的自动、准确测定。

背景技术：

随着我国经济建设的不断发展，对于电力能源的需求不断增长，电厂的安全运营对于经济建设有着重大影响，机组运行可靠与否直接关系电厂的安全生产和稳定供电。汽轮机油系统是汽轮机的九大主要系统之一，汽轮机油在机组运行中起着润滑、散热、调速等极其重要的作用。由于受温度、空气、水分等的影响，油质逐渐老化，老化后产生的环烷酸皂类、胶质等物质都是乳化剂，当与水同时存在时，便会引起油质乳化。油质乳化不仅使润滑油的粘附性变差，使润滑油在磨擦而形成的油膜受到破坏，使润滑效果变弱，散热性能变差，严重时易引起轴承烧瓦故障。所以，汽轮机油系统的质量好坏直接影响着汽轮机运行的安全可靠性。汽轮机油在使用过程中不可避免要与水或水蒸汽相接触，若形成乳浊液的汽轮机油进入润滑系统将造成许多危害：如在轴承处乳浊液析出水时，破坏了汽轮机油的润滑作用，增大了部件间的摩擦，引起局部过热，以至损坏机件；如乳浊液沉积于油循环系统的某一部位，易引起部件的锈蚀。润滑系统中最常见的杂质是水，水可能由冷油器的渗漏、湿空气的凝结、汽轮机轴承的渗漏进入润滑系统。油中的水份促进部件生锈、形成乳化油和产生油泥。油品和水形成乳化液后再分成两相的能力称为破乳化度。国标GB/T 7605-2008中，破乳化度是用等体积的油和水，在54℃时，经机械搅拌下乳化的油品，在停止搅拌后，油水分离的时间来表示的。油品的破乳化时间越短，它的抗乳化性越好，反之油品破乳化时间越长它的抗乳化性就越差。故而汽轮机油的抗乳化性一直是衡量汽轮机油优劣的一项重要指标，如申请号为201510375196.7公开的中国专利，其公开了“一种发电厂运行中透平油破乳化度超标的控制工艺”，用于提高运行中透平油的破乳化性能。因此，油品破乳化度的测定对油品质量和设备的安全运行均具有重要作用。

目前油品破乳化度测定设备自动化程度不够，需要实验员全程观察其油水分离情况，并根据标准人工确定破乳化时间，工作效率不高，无法实现自动测定。故而开发一种油品破乳化度自动测定的装置及方法是非常必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决油品破乳化度准确、自动测定的问题，而提供一种结构设计合理，测定原理可靠的自动测定油品破乳化度的装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种自动测定油品破乳化度的装置，包括装置本体，其特征在于，还包括搅拌桨、测试槽、防火隔热棉、金属浴恒温槽、单色光发射管、透明水浴装置、光电管晶片、隔光板、搅拌桨升降臂、控制面板和测试管；所述金属浴恒温槽设置在装置本体内，所述防火隔热棉填充在金属浴恒温槽的外部；所述测试槽设置在金属浴恒温槽内，所述测试管位于测试槽内；所述透明水浴装置贯穿设置在测试槽的两侧，用于观察测试槽内测试管中试样的情况，所述隔光板设置在透明水浴装置的外部；所述单色光发射管设置在测试槽的一侧，所述光电管晶片设置在测试槽的另一侧，光电管晶片用于接收透过测试槽的单色光发射管发射的光强度；所述搅拌桨升降臂设置在装置本体的上部，所述搅拌桨与搅拌桨升降臂连接，所述搅拌桨位于测试槽的正上方；所述控制面板设置在装置本体的外壁上，用于输入或输出测试相关数据。结构设计合理，金属浴恒温槽采用微电脑控制，利用高纯度铝材料做为导热介质，以代替传统的水浴装置，具有外观精美、使用方便、精度高、体积小等特点。

进一步而言，还包括温度传感器，所述温度传感器设置在测试槽的外壁上，用于将测试槽的温度情况传输至控制面板。测试槽底部以上30毫升、60毫升处设有温度传感器。

进一步而言，所述测试槽设置有2个，所述单色光发射管设置在2个测试槽之间，所述光电管晶片也设置有2个。

进一步而言，所述测试槽的高度大于金属浴恒温槽的高度。

进一步而言，所述测试槽的外壁上设置有3个温度传感器。

进一步而言，所述搅拌桨升降臂为升降结构。以控制需要搅拌时试验搅拌桨匀速下降并开始搅拌，搅拌结束后，匀速升起，离开测试管。试样搅拌桨由不锈钢叶片和连杆组成，搅拌桨叶片尺寸为120mm×19mm×1.5mm，转速控制在（1500±50）转/分钟。

进一步而言，所述光电管晶片为0.1cm的光电管受光晶片；此外，还包括信号转换装置，其与光电管晶片共同组成光源接收器。

一种如上所述的自动测定油品破乳化度的装置的测定方法，其特征在于，所述测定方法如下：利用金属浴恒温槽对测试槽进行恒温，利用搅拌桨对测试管中的试样进行搅拌，利用郎伯-比耳定律，通过单色光发射管将稳定的单色光穿透盛有油品的测试管，由于油、水以及搅拌后生成的乳状液的透光率不同，根据测量前恒温后的油、水的透光率值为油、水的透光率定值，以此值的95%为判断值；试样经搅拌后静置，当油、水透光率达到的判断值体积符合设定标准值时，即判断为终点值，所消耗时间为破乳化度值。

选择自动测定模式时，首先检查设备前后隔光板是否处于封闭状态，设置金属浴恒温槽温度为54℃，开始加热升温，在量筒中依次倒入40mL超纯水和40mL油品，然后将量筒放入测试槽内，当三处温度均达到预设值，恒温20min后，单色光发射管开启，光电管晶片接收器接收光强度，根据各晶片顺序转化直观柱状（精度为0.1毫升量筒）相应的透光率值，当透光率值稳定，自动保存该状态透光率值，搅拌桨下降开始搅拌，搅拌5min结束搅拌桨上升计时器开始计时，量筒中会呈现乳液状，并随着静置时间的延长，油水分离，会形成油层、水层和乳化层三层或水层和乳化层两层，每一层的透光率均不同，透光率从大到小依次为：水层、乳化层、油层。静置一定时间后，当油水所在区域内其中有37毫升的透光率达到该区域初始值95%时，计算机自动判断测量结束，并停止计时，该时间为破乳化度值。针对不同的油水分离情况，控制系统分别采取以下方式进行判定：1）水层的高度达到37mL时的静置时间小于30min，实验停止，记录此时时间，即为该油品的破乳化度；2）静置时间大于30min，水层的高度仍小于37mL，且量筒中存在三种不同透光率的液状物，此时报告为破乳化度大于30min，同时按照下、中、上的顺序分别给出水层、乳化层和油层的高度；3）静置时间大于30min，量筒中存在两种不同透光率的液状物， 此时报告破乳化度大于30min，给出下部水层和上部乳化层的高度。

进一步而言，在透明水浴装置的外部设计的隔光板可人工开闭，将隔光板拉开，选择手工测定模式，即可人工进行试验终点判断。手工测定模式时，利用直线开槽金属浴恒温槽来插入玻璃材质的透明水浴装置的方式进行采光及观察，方便人工观测又减小环境对测试管温度的影响。

油品破乳化度测定的关键是油水37mL线的判断与识别。当80毫升高度的单色光源通过测试管时，正对侧相应光电管晶片接收光信号（由80块0.1毫升测试管体积高晶片组成），当被测油样和水恒温完成，测量40毫升油水相应体积的透光率值（初始值），搅拌5min后立即开始计时并测量试验管透光率，当油水所在区域内其中有37毫升的透光率达到该区域初始值95%时，测量结束停止计时，此即进行自动判断的原理。本实用新型利用郎伯-比耳定律，原理可靠，判断准确，目前尚无利用此方法进行油品破乳化度测定的相关实用新型和报道。

为满足数据对比需要，提高测定结果的准确性，本实用新型设计两种测定模式，分别为自动测定模式和手工测定模式，选择“自动测定模式”时，即按照前面所述的程序进行测定；选择“手工测定模式”时，将观察窗（玻璃水浴装置）的隔光板拉开，此时可人眼观测量筒中液体层的高度，系统中控制金属浴恒温槽加热恒温、搅拌桨下降搅拌以及手动计时等运行，其余装置均不运行，操作人员观察量筒内各层液体高度的变化并进行人工判断。

实验全过程采用计算机控制系统对搅拌桨、金属浴恒温槽、单色光发射管、光电管晶片、控制面板显示屏、功能键等进行自动控制。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、开发了全新的通过透光率来判断油液分离进行自动测定油品破乳化度的装置和方法。2、在同一台设备上实现两种不同方法的测定，满足方法比对的需要，以更好的提高测定结果的准确度。3、首次采用金属浴加热恒温技术，替代传统型水浴恒温池，具有操作简单，控温准确，体积较小等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例中自动测定油品破乳化度的装置的内部结构示意图。

图2是本实用新型实施例中自动测定油品破乳化度的装置的内部结构示意图。

图中：1、搅拌桨；2、测试槽；3、防火隔热棉；4、金属浴恒温槽；5、单色光发射管；6、透明水浴装置；7、光电管晶片；8、温度传感器；9、隔光板；10、搅拌桨升降臂；11、控制面板；12、量筒。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图2，一种自动测定油品破乳化度的装置，包括装置本体A、搅拌桨1、测试槽2、防火隔热棉3、金属浴恒温槽4、单色光发射管5、透明水浴装置6、光电管晶片7、温度传感器8、隔光板9、搅拌桨升降臂10、控制面板11和量筒12。

金属浴恒温槽4设置在装置本体A内，防火隔热棉3填充在金属浴恒温槽4的外部；测试槽2设置在金属浴恒温槽4内，量筒12位于测试槽2内；透明水浴装置6贯穿设置在测试槽2的两侧，用于观察测试槽2内量筒12中试样的情况，隔光板9设置在透明水浴装置6的外部；单色光发射管5设置在测试槽2的一侧，光电管晶片7设置在测试槽2的另一侧，光电管晶片7用于接收透过测试槽2的单色光发射管5发射的光强度；温度传感器8设置在测试槽2的外壁上，用于将测试槽2的温度情况传输至控制面板11；搅拌桨升降臂10设置在装置本体A的上部，搅拌桨1与搅拌桨升降臂10连接，搅拌桨升降臂10为升降结构，搅拌桨1位于测试槽2的正上方；控制面板11设置在装置本体A的外壁上，用于输入或输出测试相关数据。

测试槽2设置有2个，单色光发射管5设置在2个测试槽2之间，光电管晶片7也设置有2个。测试槽2的高度大于金属浴恒温槽4的高度。测试槽2的外壁上设置有3个温度传感器8。光电管晶片7为0.1cm的光电管受光晶片；此外，还包括信号转换装置，其与光电管晶片7共同组成光源接收器。

一种如上所述的自动测定油品破乳化度的装置的测定方法，其特征在于，测定方法如下：利用金属浴恒温槽4对测试槽2进行恒温，利用搅拌桨1对量筒12中的试样进行搅拌，利用郎伯-比耳定律，通过单色光发射管5将稳定的单色光穿透盛有油品的量筒12，由于油、水以及搅拌后生成的乳状液的透光率不同，根据测量前恒温后的油、水的透光率值为油、水的透光率定值，以此值的95%为判断值；试样经搅拌后静置，当油、水透光率达到的判断值体积符合设定标准值时，即判断为终点值，所消耗时间为破乳化度值。

在透明水浴装置6的外部设计的隔光板9可人工开闭，将隔光板拉开，选择手工测定模式，即可人工进行试验终点判断。

具体操作步骤如下：

自动测定模式：打开设备，检查隔光板9是否关闭，在控制面板11中选择“自动测定”模式，金属浴恒温槽4中开始升温加热，加热至54℃时恒温。依次将40mL水和40mL油倒入100mL量筒12中，而后将量筒12放入测试槽2中，点击“开始”按钮。量筒12在54℃下恒温20min后，单色光发射管5开启，光电管晶片7把接收到的透过率转化成直观信号在控制面板11中显示，内部存储器记录此时状态值，搅拌桨升降臂10下降，到达量筒12底部时搅拌桨1开始搅拌，并以1500转/分钟的转速匀速搅拌5min后停止搅拌，搅拌桨升降臂10升起并开始计时。量筒12中呈现乳液状，静置后开始慢慢分层，当油水所在区域内有37毫升水的透光率达到该区域初始值95%时，计算机自动判断测量结束，并停止计时，该时间为破乳化度值。当时间达到30min时，水层高度仍未达到37mL，则报告为破乳化度大于30min，同时给出每层的高度。

手工测定模式：打开设备及隔光板9，在控制面板11中选择“手工测定”模式，金属浴恒温槽4中开始升温加热，加热至54℃时恒温。依次将40mL水和40mL油倒入100mL量筒12中，而后将量筒12放入测试槽2中，点击“开始”按钮。量筒12在54℃下恒温20min后，搅拌桨升降臂10下降，到达量筒12底部时搅拌桨1开始搅拌，并以1500转/分钟的转速匀速搅拌5min后停止搅拌，搅拌桨升降臂10升起并开始计时，量筒12中呈现乳液状，静置后开始慢慢分层，人工观察判断试验终点。

虽然本实用新型以实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本实用新型的保护范围。