專利名稱：壓電式傾點(diǎn)粘度分析儀傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新涉及傳感器，尤其是一種壓電式傾點(diǎn)，粘度分析儀傳感器。
壓電式傾點(diǎn)，粘度分析儀傳感器通常是在線連續(xù)測(cè)定石油產(chǎn)品傾點(diǎn)自動(dòng)儀表，以及類似物類需自動(dòng)分析其傾點(diǎn)，粘度的傳感器。
在線傾點(diǎn)分析儀，國(guó)內(nèi)外有振動(dòng)式，跌落錘式，U型管式，傾斜盤式和運(yùn)動(dòng)球式諸種。這些分析儀器所采用的傳感器原理均各不相同，如振動(dòng)式是利用了在介質(zhì)中作強(qiáng)迫振動(dòng)的機(jī)械振子的振幅與介質(zhì)流動(dòng)性有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系的原理來(lái)檢測(cè)傾點(diǎn)。這種原理的傾點(diǎn)分析儀曾申請(qǐng)過(guò)專利，專利號(hào)為87102119。而跌落錘式是利用插入測(cè)定杯試樣中的小錘撥出時(shí)，在樣品傾點(diǎn)前后所需的撥出力的差異來(lái)達(dá)到檢測(cè)的目的。U型管式是用光電檢測(cè)器來(lái)判斷慢滴入檢測(cè)器U型管一端的樣品能否從U型管另一端流出來(lái)達(dá)到檢測(cè)。目的。傾斜盤式是用光電檢測(cè)器判斷在檢測(cè)盤中樣品液面是否隨著檢測(cè)盤的傾斜而傾斜來(lái)達(dá)到檢測(cè)目的。運(yùn)動(dòng)球式是利用懸浮在緩慢旋轉(zhuǎn)的測(cè)量杯試樣中的小球在樣品達(dá)到傾點(diǎn)時(shí)，小球同測(cè)量杯一起偏轉(zhuǎn)，用光電檢測(cè)器所獲得的小球偏轉(zhuǎn)信號(hào)來(lái)達(dá)到檢測(cè)目的。
以上這些傾點(diǎn)分析儀的傳感器均存在以下不足一是對(duì)樣品的含雜，含水或流量要求嚴(yán)格，實(shí)用中往往不易達(dá)到；二是檢測(cè)機(jī)構(gòu)要求復(fù)雜，容易出問(wèn)題，所以可靠性差，維護(hù)量大；三是都需樣品處理和回收系統(tǒng)，從而增加成本。振動(dòng)式檢測(cè)原理雖然有它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但由于采用電磁線圈驅(qū)動(dòng)檢測(cè)振子的振幅，電磁干擾大，激勵(lì)線圈發(fā)熱嚴(yán)重，影響對(duì)樣品的冷卻，其結(jié)構(gòu)決定了對(duì)脫蠟油不能響應(yīng)。鑒于上述情況，在現(xiàn)在技術(shù)中，尚沒(méi)在一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，適用范圍廣泛的壓電式傾點(diǎn)，粘度分析儀傳感器。
本實(shí)用新型的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提出一種對(duì)樣品處理要求不嚴(yán)，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，靈敏度高，分析精度高，重復(fù)性好，分析周期短的壓電式傾點(diǎn)、粘度分析儀傳感器。
針對(duì)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。一種壓電式傾點(diǎn)，粘度傳感器，包括一個(gè)三端壓電蜂鳴片，其特殊之處是所述三端壓電蜂鳴片的公共片與金屬相連，激勵(lì)振片和檢測(cè)振片上各焊接有一根引線，該引線穿過(guò)三端壓電蜂鳴片中部的小孔從金屬管中引出，上述金屬管內(nèi)靠近三端壓電蜂鳴片處放入已有引線的測(cè)溫元件，該測(cè)溫元件的引線從金屬管中引出，金屬管上連接有一根地線，金屬管內(nèi)用灌封漿料密封。
利用本實(shí)用新型在線測(cè)定試樣的傾點(diǎn)時(shí)，先將已做成的傳感感器焊接在傳感器外殼基板上，并安裝在金屬材料做成的容器中，傳感器中金屬管上連接的公共地線與檢測(cè)振片，激勵(lì)振片和測(cè)溫元件的引線一起引出。然后將上述金屬容器接入樣品管道中。壓電蜂鳴片因壓電效應(yīng)的緣故，當(dāng)給激勵(lì)端通入電信號(hào)時(shí)，壓電蜂鳴片自身發(fā)生膨脹和收縮，產(chǎn)生自由振動(dòng)，檢測(cè)端感應(yīng)出與振幅對(duì)應(yīng)的電勢(shì)。分析呈周期性，當(dāng)試樣經(jīng)樣品管道充滿裝有傳感器的金屬容器后，停止進(jìn)樣，在金屬容器外表面有常用的電制冷器將樣品的熱量帶走，使其降溫，當(dāng)達(dá)到傾點(diǎn)時(shí)，壓電蜂鳴片的振幅降低到某一值，即由檢測(cè)振片將振幅變成信號(hào)，輸入單片微機(jī)，記錄此時(shí)由測(cè)量元件測(cè)得的溫度即為傾點(diǎn)值，同時(shí)由單片微機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，以控制三通電磁閥使其通電，重新向傳感器容器內(nèi)進(jìn)樣，將上一周期的樣品通過(guò)傳感器容器上方的出口排入工藝管道而被置換掉，以后繼續(xù)進(jìn)行以上的過(guò)程，如此周而復(fù)始地進(jìn)行在線分析其傾點(diǎn)。
當(dāng)用本實(shí)用新型檢測(cè)液體粘度時(shí)，將壓電式粘度傳感器放置在充滿液體的容器中，給壓電式傳感器的激勵(lì)振片通入電信號(hào)，使傳感器本身振動(dòng)，檢測(cè)振片感應(yīng)出與樣品粘度有關(guān)的信號(hào)，當(dāng)流動(dòng)中的液體粘度發(fā)生變化時(shí)，傳感器的振幅隨粘度的改變而發(fā)生變化，從而檢測(cè)振片就得到了與相應(yīng)溫度時(shí)液體粘度相關(guān)的感應(yīng)信號(hào)，即粘度值。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)一、檢測(cè)的核心部件一壓電蜂鳴片的作用極為可靠，無(wú)需用馬達(dá)和機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及光電檢測(cè)器電磁振動(dòng)等完成檢測(cè)，從而降低成本，減小維護(hù)量。
二、不僅適應(yīng)于非脫蠟油的傾點(diǎn)(凝點(diǎn)，結(jié)晶點(diǎn))檢測(cè)，而且還適應(yīng)于脫臘油(潤(rùn)滑油)及其相應(yīng)組份有傾點(diǎn)、粘度檢測(cè)，覆蓋范圍廣泛，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝維護(hù)方便。
三、對(duì)樣品的質(zhì)量要求不嚴(yán)，適應(yīng)性強(qiáng)，當(dāng)含水量高達(dá)5％和含雜量高達(dá)0.5％的精況下，仍可正常工作。
四、穩(wěn)定性高，能夠做到連續(xù)運(yùn)行1000小時(shí)，其數(shù)據(jù)漂移量不大于精確度指標(biāo)，關(guān)且已在某工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)幫障運(yùn)行時(shí)間已超過(guò)5000小時(shí)，比已在技術(shù)超過(guò)幾倍。
五、分析周期短，只需1～12分，比已在技術(shù)縮短5～8倍。
六、不作任何條件變化，便可達(dá)到測(cè)量70℃范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性數(shù)值。
七、不僅可作在線監(jiān)測(cè)，而且特別適應(yīng)與其它調(diào)節(jié)儀表或計(jì)算機(jī)構(gòu)成各種形式的質(zhì)量閉環(huán)控制系統(tǒng)。
八、比同類檢測(cè)原理的傳感器適應(yīng)性更強(qiáng)，不會(huì)因?yàn)榱黧w的沖擊和粘性流體的牽引使壓電晶體及其引線脫落，且不會(huì)在壓電晶體表面發(fā)生集雜和腐蝕，引起短路。
九、對(duì)于粘度的測(cè)量，不僅無(wú)需樣品回收系統(tǒng)，而且在0—600mm2/s(厘沲)范圍內(nèi)可同時(shí)連續(xù)快速跟蹤檢測(cè)流體的溫度和粘度。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型

圖1是本實(shí)用新型主視圖。
圖2是圖1的A—A剖視圖。
參照?qǐng)D1和圖2，本實(shí)用新型主要由三端壓電蜂鳴片1，測(cè)溫元件2和金屬管3組成。其中，三端壓電蜂鳴片1的公共片(即底板)5的中心單點(diǎn)焊接于金屬管5一端外壁上，這樣有利于壓電蜂鳴片振動(dòng)。金屬管3的另一端焊接在鉆有孔的基板8上。在三端壓電蜂鳴片1中心兩側(cè)各鉆有一個(gè)孔，在激勵(lì)振片6和檢測(cè)振片7上對(duì)應(yīng)小孔的位置各焊接一根引線4，引線4通過(guò)小孔由壓電蜂鳴片背面穿入金屬管3由金屬管引出。測(cè)溫元件2放入靠近三端壓電蜂鳴片1的金屬管3內(nèi)。測(cè)溫元件2采用鉑電阻，它們引線也從金屬管3中引出。金屬管3內(nèi)灌注WCC—5217罐封漿料密封。在三端壓電蜂鳴片的激勵(lì)振片6和檢測(cè)振片7的表面涂敷有用于耐溫，防腐、防液體沖擊，絕緣用的通用雙組份涂層，該涂層材料可選用JC—311。
權(quán)利要求1.一種電壓式傾點(diǎn)、粘度分析儀傳感器，包括一個(gè)三端壓電蜂鳴片，其特征是所述三端壓電蜂鳴片的公共片與金屬管相連，激勵(lì)振片和檢測(cè)振片上各焊接有一根引線，該引線穿過(guò)三端壓電蜂鳴片中部的小孔從金屬管中引出，上述金屬管內(nèi)靠近三端壓電蜂鳴片處放入已有引線的測(cè)溫元件，該測(cè)溫元件的引線從金屬管中引出，金屬管上連接有一根地線，金屬管內(nèi)用灌封漿料密封。
2.按照權(quán)利要求1所述壓電式傾點(diǎn)、粘度分析儀傳感器，其特征是所述三端壓電蜂鳴片的公共片中心單點(diǎn)焊接于金屬管外壁上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述壓電式傾點(diǎn)、粘度分析儀傳感器，其特征是在三端壓電蜂鳴片的激勵(lì)振片和檢測(cè)振片表面涂敷有耐溫、防腐、防液體沖擊、絕緣的通用雙組份涂層。
4.按照權(quán)利要求1所述壓電式傾點(diǎn)、粘度分析儀傳感器，其特征是所述測(cè)溫元件是鉑電阻，所述金屬管內(nèi)的灌漿料采用WCC—5217。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種壓電式傾點(diǎn)、粘度分析儀傳感器，包括一個(gè)三端壓電蜂鳴片，特征是所述壓電蜂鳴片的公共片與金屬管相連，激勵(lì)振片和檢測(cè)振片上各焊接有一根引線，該引線穿過(guò)壓電蜂鳴片中部的小孔從金屬管中引出，金屬管內(nèi)靠近壓電蜂鳴片處放入已有引線的測(cè)溫元件，金屬管上連接有一根地線，金屬管內(nèi)用灌封漿料密封。該傳感器適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，靈敏度高，重復(fù)性好，適合于在線和實(shí)驗(yàn)室測(cè)量?jī)A點(diǎn)和粘度。
文檔編號(hào)G01N9/00GK2354126SQ9824203
公開日1999年12月15日 申請(qǐng)日期1998年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月29日
發(fā)明者簡(jiǎn)宏, 龔寶貴 申請(qǐng)人:荊州市通力石化特種儀表廠