專利名稱：油中微量水分測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
油中微量水分測量儀技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種測量油中微量水分的儀器，尤其是一種測量變壓器油中微量水分的物理測量裝置。
背景技術(shù)：
[0002]變壓器油中微水理論上主要以游離、溶解、乳化的形式存在于變壓器絕緣油中.溫度越高，變壓器油中溶解水分的能力越強(qiáng)，能溶解的水分就越多，0°C時，水分溶解0. 02 g / kg, IOO0C時為0. 8 g / kg_l .由于變壓器在運行時的溫度為80 100°C，水的溶解度很高，在實際運行中水分是以溶解形式均勻的存在于變壓器絕緣油中.只有在變壓器停止運行時，溫度下降，處于過飽和狀態(tài)，變壓器油中的水分才主要以游離的形式存在于油箱的底層.隨著變壓器的長期運行，由于一些客觀或主觀因素會使變壓器油中混入一些氣體和水分，這些氣體雜質(zhì)和微量水分的存在大大降低了變壓器油的絕緣性能，加速了絕緣系統(tǒng)的老化進(jìn)程，還可導(dǎo)致變壓器的局部放電擊穿及產(chǎn)生氣泡，這不僅僅縮短了變壓器的正常使用壽命，嚴(yán)重時甚至還會導(dǎo)致一些事故的發(fā)生，造成巨大的損失和危害.鑒于變壓器油中微水含量超標(biāo)可能帶來的后果，變壓器在投入運行以前都需要進(jìn)行微水檢測，否則若微水含量超標(biāo)，新建的變電站就無法投入運行.一般變壓器在運行中微水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)該小于20X10 .為了盡量避免由于微水含量超標(biāo)而導(dǎo)致的事故的發(fā)生，對變壓器絕緣油中含水量的檢測已成為近年來研究的一個熱門課題.早在1987年，我國已經(jīng)出臺了 GB / T7600—1987運行中變壓器油水分含量測定法(庫侖法)以及GB / T7601—1987運行中變壓器油水分測定法(氣相色譜法)2個標(biāo)準(zhǔn).美國材料實驗學(xué)會介紹了關(guān)于原油含水量檢測的方法并給出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。[0003]變壓器油中微水檢測是近些年國內(nèi)外研究的熱點，發(fā)展很快.但至今還沒有一種檢測方法能非常準(zhǔn)確地檢測出變壓器油中微水的含量。目前常用的測量方法有以下幾種[0004]1、蒸餾法蒸餾法是一種原始而古老的方法，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，如制藥行業(yè)、香水制造業(yè)等等.水蒸氣蒸餾法、分子蒸餾法法、膜蒸餾法是現(xiàn)在常用的主要蒸餾方法. 常用蒸餾方式有水中蒸餾、水上蒸餾(隔水蒸餾)、直接蒸氣蒸餾及水?dāng)U散蒸氣蒸餾.蒸餾法用于檢測變壓器油微水含量的原理取一定的試樣與特定溶劑混和，放入蒸餾裝置中進(jìn)行蒸餾回流，加熱3 h左右，直到蒸餾出的水分不再增加為止，停止加熱，在冷凝器中冷卻至室溫，測定蒸餾出的水分的含量。[0005]此方法的顯著優(yōu)點是原理非常簡單，但用時太長，受環(huán)境影響很大，且分析效率及準(zhǔn)確度均很低，誤差較大。[0006]2、卡爾一費休法卡爾費休法的實質(zhì)是利用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行微水檢測，可普遍用于測量固體、液體以及氣體中的水分含量，卡爾一費休法有2種檢測方法，一種是由卡爾一費休于1935年提出的卡爾一費休容量滴定法，另一種是伯埃得提出的卡爾一費休庫侖法_3 J.現(xiàn)在被許多國家廣泛采用的是卡爾費休庫侖法，測定的水分可達(dá)到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50X10 以下h4 .庫侖法根據(jù)所測樣品的種類不同，選擇的滴定池也不同.一般常用的滴定池主要有碘滴定池、銀滴定池以及酸滴定池等等.庫侖法檢測微水含量的原理與卡爾費法基本相同.2種方法都利用了化學(xué)反應(yīng)，如中和反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)，沉淀反應(yīng)以及絡(luò)和反應(yīng)14 等等.但2種方法中所用滴定劑的產(chǎn)生不同容量法中滴定劑是由滴定管中加入的，而在恒電流庫侖滴定中則是用恒電流通過電解在溶液中產(chǎn)生的.容量法每次工作前都要測試卡爾一費休試劑的滴定度，判定試劑是否失效，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性.庫侖法中卡爾一費休試劑可以連續(xù)使用，無需更換，無需進(jìn)行試劑的失效校訂工作。[0007]此方法的優(yōu)點是分析速度快，靈敏度高，準(zhǔn)確度高，可廣泛用于自動檢測方面，在石油化工、醫(yī)藥、食品、環(huán)境檢測等領(lǐng)域已經(jīng)有了重要的應(yīng)用.缺點是負(fù)反應(yīng)較多，在檢測時要考慮很多因素.另外，在用卡爾一費休法進(jìn)行實驗時，需要注意滴定池的清潔度，滴定參數(shù)的選擇，還要注意在滴定中偶爾出現(xiàn)的假滴定終點現(xiàn)象以及空氣的相對濕度.測量中使用的化學(xué)試劑含有一定毒性，對操作不當(dāng)會影響實驗人員的健康，廢棄的試劑還會對環(huán)境造成一定的污染。[0008]3、重量法重量法是環(huán)境化學(xué)學(xué)科常用的一種測量方法，我國已經(jīng)出臺了中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)GB11901—89水質(zhì)懸浮物的測定重量法，GB / T 15265— 94環(huán)境空氣降塵的測定重量法，GB / T 11899 891990 07—01實施水質(zhì)硫酸鹽的測定重量法.重量法微水測量還沒有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，其基本原理是利用油的密度與水的密度不同，取一定體積的油樣，在真空條件下，首先計算理想純油樣的重量，再測量混和微水的油樣的重量，得到兩者的重量差，再計算得到水的體積，即知道了油中微水的含量。[0009]此方法的優(yōu)點是原理較簡單，但由于油中常常混有氣體雜質(zhì)，導(dǎo)致重量法精度不尚ο[0010]4、介電常數(shù)法此方法的基本原理利用變壓器油中油和水的介電常數(shù)不同，油中含水的多少決定了變壓器油的介電常數(shù)，傳感器是電容式的溫度傳感器、濕度傳感器，將傳感器浸在油中，介電常數(shù)的變化導(dǎo)致電容的變化，通過測得電容的變化量經(jīng)計算從而得到微水的含量.系統(tǒng)對電容傳感器有一定的要求，如靈敏度高、輸出信號可傳輸較長的距離等等.信號的輸出和測量通過上位機(jī)和下位機(jī)獲得。[0011]此方法的優(yōu)點是達(dá)到了油中微水的在線檢測，準(zhǔn)確度高，由微機(jī)可以直接看到水分含量，但對電容的敏感性有很強(qiáng)的要求，往往由于材料的敏感性使用一段時間后下降造成檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性降低.且測量結(jié)果容易受環(huán)境溫度變化影響。實用新型內(nèi)容[0012]本實用新型的目的是提供一種油中微量水分測量儀，以解決現(xiàn)有測量裝置的不足之處。[0013]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種油中微量水分測量儀，包括具有進(jìn)樣和測量兩種狀態(tài)切換功能的進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置、用于取定量待測油樣的定量取樣容器、具有進(jìn)口和出口的油水分離柱和測量傳感器；所述測量傳感器包括濕度傳感器和流量傳感器；所述進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置設(shè)有進(jìn)油口和排油口、進(jìn)氣口和出氣口、溢氣口和排氣口、分離進(jìn)口和分離出口、定量進(jìn)口和定量出口，所述定量取樣容器連接在定量進(jìn)口和定量出口之間；所述溢氣口與沿進(jìn)氣方向上流量調(diào)節(jié)閥之前的混氣管路連通；所述油水分離柱設(shè)于分離出口和分離進(jìn)口之間所設(shè)的管路上，油水分離柱的進(jìn)口與分離出口相連，油水分5離柱的出口與分離進(jìn)口連接；所述測量傳感器設(shè)于測量轉(zhuǎn)換裝置出氣口的出口端；在進(jìn)樣狀態(tài)時，進(jìn)油口、定量進(jìn)口、定量取樣容器、定量出口和出油口依次連通構(gòu)成進(jìn)油管路，進(jìn)氣口、出氣口和測量傳感器依次連通構(gòu)成載氣濕度檢測管路；在測量狀態(tài)時，進(jìn)油口和排油口短接，進(jìn)氣口、定量出口、定量取樣容器、定量進(jìn)口、分離進(jìn)口、油水分離柱、分離出口、出氣口、和測量傳感器依次連通構(gòu)成測量管路，溢氣口和排氣口連通構(gòu)成溢氣管路。[0014]該測量儀在進(jìn)樣狀態(tài)時，溢氣口、分離出口、油水分離柱、分離進(jìn)口和排氣口依次連接構(gòu)成對油水分離柱的反吹管路。[0015]所述油水分離柱、進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置和定量取樣容器均設(shè)在一個恒溫測量箱中。[0016]該測量儀還設(shè)有帶有微處理器的控制電路及和顯示電路，所述控制電路中微處理器的信號輸入與測量傳感器的信號輸出相連，微處理器的顯示信號輸出與顯示電路相連。[0017]所述測量轉(zhuǎn)換裝置出氣口的出口端通過一個汽化室與測量傳感器連接，所述汽化室的進(jìn)口與樣測量轉(zhuǎn)換裝置的出氣口相連，汽化室的出口與測量傳感器連接；汽化室上設(shè)有一個用于通過排油閥控制的汽化排油口 ；該汽化室也設(shè)在所述恒溫測量箱中。[0018]所述進(jìn)氣口用于與載氣氣源連接的通氣管路上設(shè)有載氣濕度調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置包括混氣管路、加濕管路和干氣管路，所述混氣管路、加濕管路和干氣管路上分別設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥、載氣濕度調(diào)節(jié)閥和進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，加濕管路和干氣管路并聯(lián)后與混氣管路串聯(lián)，混氣管路的出口與進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置的進(jìn)氣口連接，加濕管路的進(jìn)口端設(shè)有用于對載氣加入水分的恒溫水罐。[0019]所述溢氣口與沿進(jìn)氣方向上流量調(diào)節(jié)閥之前的混氣管路之間設(shè)有一個氣阻。[0020]所述進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置為具有十個閥口的兩位十通閥，所述進(jìn)油口和排油口、進(jìn)氣口和出氣口、溢氣口和排氣口、分離出口和分離進(jìn)口、定量進(jìn)口和定量出口分別對應(yīng)連接兩位十通閥對應(yīng)的十個閥口。[0021]所述兩位十通閥包括筒形的閥座，所述閥座中轉(zhuǎn)動裝配有對應(yīng)的筒形閥芯，閥座的外周向均勻間隔設(shè)有十個閥口，在所述閥芯上對應(yīng)于各閥口的圓周方向上均布有五個連通腔，各連通腔在圓周上的跨度吻合連通兩個對應(yīng)的相鄰閥口，在所述閥芯順轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)十分之一圓周時，使任一個閥口與其順轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)到位時緊鄰的閥口通過對應(yīng)的連通腔連通。[0022]所述油水分離柱包括外套管、進(jìn)口和出口，外套管中設(shè)有連通的分離腔和蒸發(fā)腔， 所述分離腔與進(jìn)口連接，蒸發(fā)腔與出口連接，分離腔中設(shè)有油水分離顆粒。[0023]所述恒溫水罐包括具有中空腔的柱形罐體，罐體具有一定厚度的周壁，罐體周壁中設(shè)有加熱棒；罐體的中空腔中設(shè)有水箱，水箱上端設(shè)有蓋板，蓋板上設(shè)有用于插裝進(jìn)氣管的載氣進(jìn)口和用于插裝出氣管的載氣出口，所述進(jìn)氣管向水箱內(nèi)延伸用于與水箱內(nèi)所加的水充分接觸；所述恒溫水罐的罐體外設(shè)有保溫層；所述蓋板上并于保溫層之內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。[0024]本實用新型采用油中微量水分測量儀對油中微量水分的測量采用物理測量方法， 不需要化學(xué)試劑，無任何化學(xué)反應(yīng)，對操作人員無毒害，對環(huán)境無污染，運行成本低，實現(xiàn)了整個測量過程綠色環(huán)保化。測量過程操作簡單，不需要配制和保存化學(xué)試劑，能自動實現(xiàn)定量取樣、油水分離、水分汽化、水分測量、微水含量計算。


[0025]圖1是油中微量水分測量儀的進(jìn)樣狀態(tài)結(jié)構(gòu)原理圖；[0026]圖2是油中微量水分測量儀的測量狀態(tài)結(jié)構(gòu)原理圖；[0027]圖3是油水分離柱的結(jié)構(gòu)圖；[0028]圖4是兩位十通閥的外形圖；[0029]圖5是兩位十通閥閥芯的剖視圖；[0030]圖6是兩位十通閥第一種連通狀態(tài)的原理示意圖；[0031]圖7是兩位十通閥第二種連通狀態(tài)的原理示意圖；[0032]圖8是恒溫水罐的結(jié)構(gòu)圖；[0033]圖9是油中微量水分物理測量儀組裝實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；[0034]圖10是恒溫測量箱的結(jié)構(gòu)示意圖；[0035]圖11是利用圖9所示的測量儀測量油中微量水分方法的流程圖。
具體實施方式
[0036]下面結(jié)合具體的實施例對本實用新型做進(jìn)一步介紹。[0037]如圖1 圖2所示為油中微量水分物理測量儀的結(jié)構(gòu)原理圖，由圖可知，該裝置包括具有進(jìn)樣和測量兩種狀態(tài)切換功能的進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置11、用于取定量待測油樣的定量管12、具有進(jìn)口和出口的油水分離柱13和測量傳感器；測量傳感器包括流量傳感器141和濕度傳感器142 ；進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置設(shè)有進(jìn)油口 1和排油口 2、進(jìn)氣口 4和出氣口 5、溢氣口 7和排氣口 8、分離出口 6和分離進(jìn)口 9、定量進(jìn)口 3和定量出口 10，定量取樣容器12連接在定量進(jìn)口 3和定量出口 10之間；溢氣口與沿進(jìn)氣方向上流量調(diào)節(jié)閥之前的通氣管路連通；油水分離柱13設(shè)于分離出口 6和分離進(jìn)口 9之間所設(shè)的管路上，油水分離柱的出口與分離進(jìn)口連接；測量傳感器設(shè)于測量轉(zhuǎn)換裝置出氣口 5的出口端；在進(jìn)樣狀態(tài)時，進(jìn)油口、 定量進(jìn)口、定量取樣容器、定量出口和出油口依次連通構(gòu)成進(jìn)油管路，溢氣口、分離出口、油水分離柱、分離進(jìn)口和排氣口依次連接構(gòu)成反吹管路，進(jìn)氣口、出氣口和測量傳感器依次連通構(gòu)成載氣濕度檢測管路；在測量狀態(tài)時，進(jìn)油口和排油口短接，進(jìn)氣口、定量出口、定量取樣容器、定量進(jìn)口、分離進(jìn)口、油水分離柱、分離出口、出氣口、和測量傳感器依次連通構(gòu)成測量管路，溢氣口和排氣口連通構(gòu)成溢氣管路。[0038]進(jìn)氣口 4用于與載氣氣源連接的通氣管路上設(shè)有載氣濕度調(diào)節(jié)裝置，該裝置包括混氣管路151、加濕管路152和干氣管路153，混氣管路、加濕管路和干氣管路上分別設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥161、載氣濕度調(diào)節(jié)閥162和進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥163，加濕管路152和干氣管路153均與混氣管路151連通，混氣管路的出口與進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置的進(jìn)氣口 4連接，加濕管路的進(jìn)口端設(shè)有用于對載氣加入水分的恒溫水罐17 ；溢氣口 7與沿進(jìn)氣方向上流量調(diào)節(jié)閥161之前的混氣管路之間設(shè)有一個氣阻18。[0039]本實施例的載氣選用高純氮氣；油樣定量取樣容器采用定量管及其他輔助排油裝置，實現(xiàn)精確定量取樣的目的，待測油樣注入后多余油樣可自動排出，每次進(jìn)入測量裝置的油樣體積相同，減少人為誤差，提高測量精度；進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置11選用具有十個閥口的兩位十通閥，進(jìn)油口和排油口、進(jìn)氣口和出氣口、溢氣口和排氣口、分離出口和分離進(jìn)口、定量進(jìn)口和定量出口分別對應(yīng)連接兩位十通閥對應(yīng)的十個閥口。[0040]如圖1所示為本實用新型的進(jìn)樣狀態(tài)結(jié)構(gòu)原理圖，此時兩位十通閥中五對閥口的連接狀態(tài)如圖，在進(jìn)樣狀態(tài)可以完成如下工作[0041](1)給定量管定量加油將進(jìn)油口、定量進(jìn)口、定量管、定量出口和出油口依次連通構(gòu)成進(jìn)油管路，油樣從進(jìn)油口進(jìn)入定量管，將定量管中定量充滿待測油樣，多余的油從出油口排出；[0042](2)載氣濕度檢測載氣濕度調(diào)節(jié)裝置、進(jìn)氣口、出氣口和測量傳感器依次連通構(gòu)成載氣濕度檢測管路，高純氮氣分別從加濕管路和干氣管路的并聯(lián)管路進(jìn)入混氣管路，在通過加濕管路時經(jīng)過了恒溫水罐，因此載氣中帶入了水分，經(jīng)過混合后的載氣通入測量傳感器的測量腔進(jìn)行濕度和流量的檢測，對載氣濕度進(jìn)行檢測；[0043](3)反吹油水分離柱進(jìn)行凈化加濕管路和干氣管路的并聯(lián)管路、氣阻、溢氣口、分離出口、油水分離柱、分離進(jìn)口和排氣口依次連接構(gòu)成反吹管路，高純氮氣通過加濕管路和干氣管路的并聯(lián)管路后，經(jīng)過氣阻后從上而下進(jìn)入油水分離柱(即從油水分離柱的出口進(jìn)入，從其進(jìn)口吹出)，排出上次測量油樣的油分(避免不同油樣混合，影響測量精度)，將油水分離柱內(nèi)部吹掃干凈等待測量。[0044]如圖2所示為本實用新型的測量狀態(tài)結(jié)構(gòu)原理圖，此時兩位十通閥中五對閥口的連接狀態(tài)如圖，由于此時定量管已經(jīng)在取樣狀態(tài)時定量取油，故進(jìn)油口和排油口短接，在測量狀態(tài)可以完成如下工作[0045]( 1)對定量管中的待測油樣進(jìn)行載氣測量載氣濕度調(diào)節(jié)裝置、進(jìn)氣口、定量出口、 定量管、定量進(jìn)口、分離進(jìn)口、油水分離柱、分離出口、出氣口、和測量傳感器依次連通構(gòu)成載氣測量管路，高純氮氣在通過加濕管路和干氣管路的并聯(lián)管路、混氣管路后變成攜帶有標(biāo)準(zhǔn)水分的載氣，該載氣通過定量管后，同時攜帶定量的待測油樣從下而上進(jìn)入油水分離柱，經(jīng)過油水分離和蒸發(fā)后，留下原載氣中的標(biāo)準(zhǔn)水分和待測油樣中微量水分，這些水分隨載氣進(jìn)入測量傳感器的測量腔進(jìn)行濕度和流量的檢測，計算出載氣濕度和體積，通過積分算法計算出油樣中的含水量，此時檢測出的水分減去原載氣中的標(biāo)準(zhǔn)水分就可以計算出待測油樣中的微量水分；[0046](2)排出在測量時的多余載氣加濕管路和干氣管路的并聯(lián)管路、氣阻、溢氣口和排氣口依次連通構(gòu)成溢氣管路，由于在混氣管路中設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥，因此管路中具有一定的壓力，在壓力較大時就需要對管路減壓，此時載氣通過在流量調(diào)節(jié)閥161之前的混氣管路與溢氣口 7之間的管路上所設(shè)的氣阻由溢氣口 7再經(jīng)排氣口 8排出。[0047]由于載氣濕度的恒定對測量結(jié)果至關(guān)重要，載氣的濕度就是測量油中水分的零點，是后續(xù)水分計算的基礎(chǔ)，因此載氣濕度定量調(diào)節(jié)就非常重要。工作時高純氮氣經(jīng)過三通閥分出一路進(jìn)入恒溫水罐，帶出微量水汽，再與高純氮氣混合，在恒溫的條件下實現(xiàn)載氣的濕度恒定，通過載氣濕度調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入恒溫水罐的氣體流量，達(dá)到濕度定量調(diào)節(jié)的目的。[0048]為使進(jìn)入測量傳感器的水分充分汽化與載氣充分混合均勻，同時進(jìn)一步除油，測量轉(zhuǎn)換裝置出氣口的出口端通過一個汽化室23與測量傳感器連接，汽化室上設(shè)有一個通過排油閥控制的汽化排油口。汽化室的進(jìn)口與進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置的出氣口相連，汽化室的出口與測量傳感器連接，在進(jìn)入測量傳感器之前使攜帶有水汽和少量油霧的載氣進(jìn)入汽化室徹底除油，濾掉載氣中的油分，對氣體加熱，使水分完全汽化與載氣充分混合。另外，汽化室可測量后定期將濾出的油通過排油閥排出汽化室。[0049]如圖3所示為油水分離柱的結(jié)構(gòu)圖，由圖可知，該油水分離柱包括外套管131、進(jìn)口 132和出口 133，外套管中設(shè)有連通的分離腔134和蒸發(fā)腔135，分離腔與進(jìn)口連接，蒸發(fā)腔與出口連接，分離腔中設(shè)有油水分離顆粒136。本實施例中油水分離柱的進(jìn)口 132位于上端，出口 133位于下端，在測量時待測油樣從下而上流通，在反吹時載氣由上而下流通。進(jìn)口和出口均通過連接管用于與外部管路連通，連接管的直徑均小于對應(yīng)分離腔和蒸發(fā)腔的管壁直徑。[0050] 本實施例中的油水分離柱采用全新的油水分離原理和技術(shù)，在油水分離柱中填充細(xì)小、光滑的不銹鋼珠，即油水分離顆粒136，利用油與水分子結(jié)構(gòu)不同及在不銹鋼珠表面張力不同來進(jìn)行分離。在1次測量結(jié)束后，注入下一測量油樣前，利用裝置中的反吹氣路對油水分離柱進(jìn)行反向吹掃，由于不銹鋼珠表面光滑，在反向氣流的作用下，上次測量的殘留油樣會被迅速吹出油水分離柱，保證了后續(xù)測量的準(zhǔn)確性。[0051 ] 如圖4 圖5所示為兩位十通閥的結(jié)構(gòu)圖，包括筒形的閥座111，閥座中轉(zhuǎn)動裝配有對應(yīng)的筒形閥芯112，閥座的外周向均勻間隔設(shè)有十個閥口，在閥芯上對應(yīng)于各閥口的圓周方向上均布有5個連通腔114，各連通腔在圓周上的跨度吻合連通兩個對應(yīng)的相鄰閥口， 在閥芯順轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)十分之一圓周時時，使任一個閥口與其順轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)到位時緊鄰的閥口通過對應(yīng)的連通腔連通(如圖6所示)，閥芯上固定連接有與其對應(yīng)同時轉(zhuǎn)動的手柄(圖中未顯示)，手柄通過一個連接軸113與閥芯連接。[0052]如圖6和圖7為兩位十通閥的兩種連通狀態(tài)的示意圖，在初始狀態(tài)時，十個閥口的 1和10、2和3、4和5、6和7、8和9相互連通，如圖6所示；在閥芯轉(zhuǎn)動十分之一圓周時，十個閥口錯一位構(gòu)成五對，十個閥口的1和2、3和4、5和6、7和8、9和10相互連通，如圖7 所示。[0053]如圖8所示為恒溫水罐的結(jié)構(gòu)圖，該恒溫水罐包括具有中空腔的柱形罐體171，罐體具有一定厚度的周壁，罐體周壁中設(shè)有加熱棒172 ；罐體的中空腔中設(shè)有水箱173，水箱上端設(shè)有蓋板174，蓋板上設(shè)有用于插裝進(jìn)氣管175的載氣進(jìn)口和用于插裝出氣管176的載氣出口，進(jìn)氣管175向水箱內(nèi)延伸用于與水箱內(nèi)所加的水充分接觸。恒溫水罐的罐體外設(shè)有保溫層177 ；蓋板上并于保溫層之內(nèi)設(shè)有溫度傳感器178。[0054]如圖9所示為本實用新型組裝實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，該測量儀全部安裝在一個機(jī)箱19中，油樣從機(jī)箱頂端的油樣注射口 22注入，載氣通過載氣濕度調(diào)節(jié)閥162 和氣體流量調(diào)節(jié)閥161進(jìn)行載氣濕度及進(jìn)氣流量的調(diào)節(jié)；汽化室23、油水分離柱13、兩位十通閥11和定量管(圖中未示出)均設(shè)在一個恒溫測量箱M中(兩位十通閥的手柄位于機(jī)箱外)，各組件之間的管路均通過分接連管進(jìn)行連接。汽化室23通過分接連管與流量傳感器 141和濕度傳感器142相連。機(jī)箱中還設(shè)有電源模塊20、帶有微處理器的控制電路板27及其與控制連接的操作面板21和顯示器26，流量傳感器141和濕度傳感器142的信號輸出與控制電路板27的微處理器控制連接，微處理器的顯示信號輸出與顯示電路的顯示器相連。[0055]如圖10所示為恒溫測量箱的結(jié)構(gòu)圖，該恒溫測量箱包括一個恒溫箱體M1，箱體的各個內(nèi)壁面從內(nèi)向外依次設(shè)有鏡面鋁箔242和保溫層M6，箱體內(nèi)底部設(shè)有用于加熱的電爐絲243 ；箱體內(nèi)還設(shè)有風(fēng)扇M4 ；為了精確控制箱體內(nèi)的溫度，該測量箱還設(shè)有溫度傳感器對5。[0056]該測量儀整機(jī)為臺式結(jié)構(gòu)，小型、美觀大方，正面左側(cè)為閥門集中操作區(qū)，右側(cè)為顯示操作按鍵區(qū)，顯示器與操作面板傾斜成一定角度設(shè)置，便于多角度觀看。進(jìn)氣、排油和電源模塊、串口集中于機(jī)箱后部，整機(jī)布局緊湊合理。[0057]本實施例采用電容型聚合物薄膜濕度傳感器測量油中分離出的水分含量，該型傳感器不受溫度影響，響應(yīng)速度快，在積分運算中應(yīng)用不會出現(xiàn)流經(jīng)傳感器的水分未被累計的情況，且體積小易于安裝。另外，該傳感器也可用其他類型的測量氣體中水分含量的傳感器替代。[0058]如圖11所示，利用該測量儀對油中微量水分的測量過程如下[0059]( 1)首先啟動裝置，將兩位十通閥的測量手柄旋至進(jìn)樣位置，對恒溫測量箱進(jìn)行預(yù)熱，加熱到預(yù)定溫度保持恒定，同時對濕度傳感器進(jìn)行脫水；[0060](2)脫水完畢同時恒溫測量箱又達(dá)到設(shè)定溫度后，在定量管中注入定量的待測油樣，將兩位十通閥的手柄旋至測量位置，開始測量；[0061](3)通入載氣，帶動待測油樣進(jìn)入濕度傳感器和流量傳感器進(jìn)行濕度和流量的測量，并累計計算含水量；[0062](4)判斷是否滿足測量停止條件，即判斷濕度傳感器檢測的濕度值是否為檢測零點值如果不滿足，就繼續(xù)通入載氣測量，如果滿足，將測量結(jié)果以電信號的形式輸入電路板的微處理器，計算出油中微水含量，同時從顯示屏顯示出來，同時存儲數(shù)據(jù)，并可將存儲的數(shù)據(jù)上傳計算機(jī)，打印報表；[0063](5)將手柄旋至進(jìn)樣位置，反吹油水分離柱，排出殘油，準(zhǔn)備下一次測量。[0064]本實用新型采用物理測量方法，不需要化學(xué)試劑，無任何化學(xué)反應(yīng)，對操作人員無毒害，對環(huán)境無污染，運行成本低，實現(xiàn)了整個測量過程綠色環(huán)保化。測量過程操作簡單，不需要配制和保存化學(xué)試劑，能自動實現(xiàn)定量取樣、油水分離、水分汽化、水分測量、微水含量計算顯示存儲。
權(quán)利要求1.一種油中微量水分測量儀，其特征在于包括具有進(jìn)樣和測量兩種狀態(tài)切換功能的進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置、用于取定量待測油樣的定量取樣容器、具有進(jìn)口和出口的油水分離柱和測量傳感器；所述測量傳感器包括濕度傳感器和流量傳感器；所述進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置設(shè)有進(jìn)油口和排油口、進(jìn)氣口和出氣口、溢氣口和排氣口、分離進(jìn)口和分離出口、定量進(jìn)口和定量出口，所述定量取樣容器連接在定量進(jìn)口和定量出口之間；所述溢氣口與沿進(jìn)氣方向上流量調(diào)節(jié)閥之前的混氣管路連通；所述油水分離柱設(shè)于分離出口和分離進(jìn)口之間所設(shè)的管路上，油水分離柱的進(jìn)口與分離出口相連，油水分離柱的出口與分離進(jìn)口連接；所述測量傳感器設(shè)于測量轉(zhuǎn)換裝置出氣口的出口端；在進(jìn)樣狀態(tài)時，進(jìn)油口、定量進(jìn)口、定量取樣容器、定量出口和出油口依次連通構(gòu)成進(jìn)油管路，進(jìn)氣口、出氣口和測量傳感器依次連通構(gòu)成載氣濕度檢測管路；在測量狀態(tài)時，進(jìn)油口和排油口短接，進(jìn)氣口、定量出口、定量取樣容器、定量進(jìn)口、分離進(jìn)口、油水分離柱、分離出口、出氣口、和測量傳感器依次連通構(gòu)成測量管路，溢氣口和排氣口連通構(gòu)成溢氣管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油中微量水分測量儀，其特征在于該測量儀在進(jìn)樣狀態(tài)時， 溢氣口、分離出口、油水分離柱、分離進(jìn)口和排氣口依次連接構(gòu)成對油水分離柱的反吹管路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油中微量水分測量儀，其特征在于所述油水分離柱、進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置和定量取樣容器均設(shè)在一個恒溫測量箱中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油中微量水分測量儀，其特征在于該測量儀還設(shè)有帶有微處理器的控制電路及和顯示電路，所述控制電路中微處理器的信號輸入與測量傳感器的信號輸出相連，微處理器的顯示信號輸出與顯示電路相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油中微量水分測量儀，其特征在于所述測量轉(zhuǎn)換裝置出氣口的出口端通過一個汽化室與測量傳感器連接，所述汽化室的進(jìn)口與樣測量轉(zhuǎn)換裝置的出氣口相連，汽化室的出口與測量傳感器連接；汽化室上設(shè)有一個用于通過排油閥控制的汽化排油口 ；該汽化室也設(shè)在所述恒溫測量箱中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任意一項所述的油中微量水分測量儀，其特征在于所述進(jìn)氣口用于與載氣氣源連接的通氣管路上設(shè)有載氣濕度調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置包括混氣管路、 加濕管路和干氣管路，所述混氣管路、加濕管路和干氣管路上分別設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥、載氣濕度調(diào)節(jié)閥和進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，加濕管路和干氣管路并聯(lián)后與混氣管路串聯(lián)，混氣管路的出口與進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置的進(jìn)氣口連接，加濕管路的進(jìn)口端設(shè)有用于對載氣加入水分的恒溫水罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油中微量水分測量儀，其特征在于所述溢氣口與沿進(jìn)氣方向上流量調(diào)節(jié)閥之前的混氣管路之間設(shè)有一個氣阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油中微量水分測量儀，其特征在于所述進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置為具有十個閥口的兩位十通閥，所述進(jìn)油口和排油口、進(jìn)氣口和出氣口、溢氣口和排氣口、 分離出口和分離進(jìn)口、定量進(jìn)口和定量出口分別對應(yīng)連接兩位十通閥對應(yīng)的十個閥口 ；所述兩位十通閥包括筒形的閥座，所述閥座中轉(zhuǎn)動裝配有對應(yīng)的筒形閥芯，閥座的外周向均勻間隔設(shè)有十個閥口，在所述閥芯上對應(yīng)于各閥口的圓周方向上均布有五個連通腔，各連通腔在圓周上的跨度吻合連通兩個對應(yīng)的相鄰閥口，在所述閥芯順轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)十分之一圓周時，使任一個閥口與其順轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)到位時緊鄰的閥口通過對應(yīng)的連通腔連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油中微量水分測量儀，其特征在于所述油水分離柱包括外套管、進(jìn)口和出口，外套管中設(shè)有連通的分離腔和蒸發(fā)腔，所述分離腔與進(jìn)口連接，蒸發(fā)腔與出口連接，分離腔中設(shè)有油水分離顆粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油中微量水分測量儀，其特征在于所述恒溫水罐包括具有中空腔的柱形罐體，罐體具有一定厚度的周壁，罐體周壁中設(shè)有加熱棒；罐體的中空腔中設(shè)有水箱，水箱上端設(shè)有蓋板，蓋板上設(shè)有用于插裝進(jìn)氣管的載氣進(jìn)口和用于插裝出氣管的載氣出口，所述進(jìn)氣管向水箱內(nèi)延伸用于與水箱內(nèi)所加的水充分接觸；所述恒溫水罐的罐體外設(shè)有保溫層；所述蓋板上并于保溫層之內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種油中微量水分測量儀，包括具有進(jìn)樣和測量兩種狀態(tài)切換功能的進(jìn)樣測量轉(zhuǎn)換裝置、用于取定量待測油樣的定量取樣容器、具有進(jìn)口和出口的油水分離柱和測量傳感器；采用油中微量水分測量儀對油中微量水分的測量采用物理測量方法，不需要化學(xué)試劑，無任何化學(xué)反應(yīng)，對操作人員無毒害，對環(huán)境無污染，運行成本低，實現(xiàn)了整個測量過程綠色環(huán)保化。測量過程操作簡單，不需要配制和保存化學(xué)試劑，能自動實現(xiàn)定量取樣、油水分離、水分汽化、水分測量、微水含量計算。
文檔編號G01N1/40GK202256237SQ20112028384
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 周正, 王凱, 趙彤宇, 高華, 黎智 申請人:鄭州光力科技股份有限公司