L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА БЕНЗИНА
| Название | УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА БЕНЗИНА |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Астапов В.Н. |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2207557 |
| Дата регистрации | 27.06.2003 |
| Правообладатель | Астапов Владислав Николаевич |
| Область применения (класс МПК) | G01N 27/22 (2000.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для экспрессного измерения октанового числа бензина. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей. Сущность: в устройство, содержащее емкостной датчик со встроенным датчиком температуры, устройство обработки и индикации, введены подстроечный резистор, поплавковый плотномер, содержащий погружаемый поплавок, стержень с мерительной рейкой, источник излучения, фотодиодная линейка, гальванический элемент и преобразователь напряжения. 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения октанового числа бензинов и является дополнительным к изобретению "Устройство для измерения октанового числа бензинов" (свидетельство РФ на полезную модель 10463, G 01 N 25/20).
Задачей изобретения является расширение номенклатуры измеряемых бензинов без дополнительной перекалибровки, повышение точности измерения октановых чисел и расширение функциональных возможностей.
В соответствии с поставленной задачей предлагаемое устройство для измерения октанового числа бензинов содержит емкостной датчик, датчик температуры, RC-фильтр, три усилителя, R-диодный мост, устройство обработки и индикации, отличающееся тем, что емкостной датчик выполнен в виде сосуда с коаксиально расположенными несколькими цилиндрами, во внутреннюю полость которого помещен терморезистор, параллельно которому подключен подстроечный резистор, полностью погружаемый поплавок, стержень с мерительной рейкой, источник излучения, приемная фотодиодная линейка, устройство сопряжения с компьютером, аккумулятор и преобразователь напряжения.
На чертеже представлена функциональная схема устройства.
Устройство для измерения октанового числа бензинов содержит емкостной датчик 1, выполненный в виде сосуда с коаксиально расположенными несколькими цилиндрами, генератор синусоидального напряжения 2, RC-фильтр 3, первый усилитель 4, терморезистор 5, подстроечный резистор 6, выход генератора 2 соединен с обкладками емкостного датчика 1, парные обкладки которого соединены с терморезистором 5, выход терморезистора соединен с входом RC-фильтра 3, выход которого соединен со входом первого усилителя 4, подстроечный резистор 6 соединен параллельно терморезистору 5, второй усилитель 7, R-диодный мост 8, третий усилитель 9, аналого-цифровой преобразователь 10, устройство обработки и индикации 11, выход первого усилителя 4 подсоединен через резистор R3 ко входу усилителя 7, между инверсным входом и выходом которого включен R-диодный мост, выходная диагональ которого через делитель подключена ко входу третьего усилителя 9, выход которого через АЦП 10 подключен к первому входу устройства обработки и индикации 11, устройство сопряжения с персональным компьютером 12, вход которого соединен с выходом устройства обработки 11, погружаемый (полностью притопленный) поплавок 13 со стержнем с мерительной рейкой 14, источник излучения 15, приемная фотодиодная линейка 16, источник излучения 15 и приемная фотодиодная линейка 16 закрепляются так, чтобы мерительная рейка 14 находилась между источником и приемной фотодиодной линейкой, выход с приемной фотодиодной линейки подключен ко второму входу устройства обработки 11, основание емкостного датчика 17, в котором закреплены емкостной датчик 1, терморезистор 5 и подстроечный резистор 6, гальванический элемент (аккумулятор) 18 подключен к преобразователю напряжения 19.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. В принципе работы устройства лежит зависимость диэлектрической проницаемости бензинов от их компонентного состава, который и определяет их октановое число. Генератор 2 формирует переменное напряжение частотой 1-10 кГц для питания емкостного датчика 1, в который заливается исследуемый бензин. Сигнал с его выхода через RC-фильтр 3 поступает на вход усилителя 4, с выхода которого сигнал поступает на вход усилителя 7, который совместно с усилителем 9 является точной схемой выделения абсолютной величины сигнала. В обратной связи усилителя 7 стоит R-диодный мост 8, поэтому полярность коэффициента усиления переключается при изменении полярности входного сигнала, а полярность выходного напряжения остается неизменной. Значение постоянного напряжения, снимаемого с выхода усилителя 9, при определенной калибровке характеризует октановое число бензина. Так как диэлектрическая проницаемость бензинов изменяется при изменении температуры, то для корректировки уровня сигнала с выхода емкостного датчика 1 используется терморезистор 5, помещенный в емкостной датчик 1, для подстройки температурной характеристики в диапазоне рабочих температур установлен подстроечный резистор 6, выходной сигнал усилителя 9 через аналого-цифровой преобразователь 10 поступает на устройство обработки и индикации 11, полученные данные измерения могут быть переданы в персональный компьютер через устройство сопряжения 12.
Устройство перед началом работы калибруется по эталонным бензинам с известным октановым числом. Калибровочная характеристика в виде таблицы хранится в памяти устройства обработки и индикации.
В связи с тем, что на каждом нефтеперерабатывающем заводе имеются различные рецептуры компаундирования бензинов, то бензины с одним октановым числом могут иметь немного различную диэлектрическую проницаемость, поэтому устройство необходимо перекалибровывать на бензины своего региона. Но так как с изменением диэлектрической проницаемости изменяется и плотность бензина, то для распознавания марки бензина введена дополнительная информация о плотности. В свою очередь, плотность бензина является самостоятельной характеристикой, которую также требуется определять. Плотность бензина определяется в данном устройстве плотномером, который устанавливается в емкостном датчике и снабжен погружаемым (полностью притопленным) поплавком 13, к которому крепится мерительная рейка 14, на которой нанесена оптическая маска в коде Грея, источник излучения 15 просвечивает светлые разряды, и на диодной линейке 16 формируется сразу цифровой код плотности, изменение кода на одну единицу соответствует изменению плотности на одну единицу в младшем разряде. Данные о плотности поступают в устройство обработки и индикации 11, по которым формируют калибровочные таблицы на каждый тип рецептуры и во время измерения октанового числа бензинов по плотности определяют из какой таблицы использовать калибровочные данные для определения октанового числа бензинов. Промежуточные значения октановых чисел рассчитываются методом интерполяции.
Формула изобретения
Устройство для измерения октанового числа бензинов, содержащее емкостной датчик, генератор синусоидального напряжения, датчик температуры, RC-фильтр, три усилителя, R-диодный мост, АЦП, устройство обработки и индикации, выход генератора подключен ко входу емкостного датчика, отличающееся тем, что емкостной датчик выполнен в виде сосуда с коаксиально расположенными несколькими цилиндрами, во внутреннюю полость которого помещен терморезистор, параллельно которому подключен подстроечный резистор, полностью притопленный погружаемый поплавок, стержень с мерительной рейкой, источник излучения, приемная фотодиодная линейка, устройство сопряжения с компьютером, аккумулятор и преобразователь напряжения, выход емкостного датчика подключен ко входу терморезистора, выход которого соединен со входом RC-фильтра, выход которого соединен со входом первого усилителя, выход первого усилителя подсоединен через резистор R3 ко входу второго усилителя, между инверсным входом и выходом которого включен R-диодный мост, выходная диагональ которого через делитель подключена ко входу третьего усилителя, выход которого подключен ко входу АЦП, выход которого подключен к первому входу устройства обработки и индикации, устройство сопряжения с персональным компьютером, вход которого соединен с выходом устройства обработки, погружаемый (полностью притопленный) поплавок помещается в измеряемую среду (бензин), стержень с мерительной рейкой прикрепленной к поплавку, источник излучения и приемная фотодиодная линейка, закреплены так, чтобы мерительная рейка находилась между источником и приемной фотодиодной линейкой, выход с приемной фотодиодной линейки соединен со вторым входом устройства обработки и индикации, основание емкостного датчика, в котором закреплены емкостной датчик и подстроечный резистор, гальванический элемент (аккумулятор) подключен к преобразователю напряжения.
Медаль Альфреда Нобеля