CN105242003B - 一种油的酸值检测***及其方法 - Google Patents

Abstract

一种油酸检测***及其方法，装置包括反应装置、第一定量泵、第二定量泵、注射泵及流量采集装置；反应装置分别连接第一定量泵、第二定量泵以及注射泵；反应装置内置有温度传感器；注射泵与流量采集装置同时靠电机驱动，流量采集装置包括第一管道，第一管道连接第二管道，第二管道的内径是所述第一管道的内径的1/5‑1/3，第二管道上设有流量计，第二管道的端口设有连接导管，连接导管延伸至液体池的底部；反应装置底部设有压力传感器；流量计，温度传感器与压力传感器分别通过放大电路连接模数转换电路，模数转换电路连接处理器，处理器控制电机，处理器连接显示器。利用该装置的方法通过拟合曲线以及拟合函数求解出温度突变点。它精确度高。

Description

一种油的酸值检测***及其方法

技术领域

本发明涉及电气设备维护与检测领域，尤其涉及一种油的酸值检测***及其方法。

背景技术

电力***所采用的变压器油是一种矿物绝缘油，其主要化学组成是烷烃、环烷烃和芳香烃和。电气设备中的变压器油在氧、热和电场的作用下，在运行中会逐渐老化，使油中酸性物质增多。酸性物质不但腐蚀设备，同时还会提高油品的导电性，降低油的绝缘性能，最终导致充油电气设备寿命缩短，造成巨大的损失。为了保证设备正常运行，延长其使用寿命，就必须对变压器油进行严格的监测和维护。

目前测定酸值的标准方法主要有两种，一种为指示剂法，该方法需要加热回流，费时费事，而且溶液在滴定过程中二氧化碳很容易侵入，影响测定结果，滴定终点的颜色突变也容易由于主观判定而造成误差；一种是电位滴定法，该方法准备时间过长，操作复杂，电极易钝化，更费时费事，而且在操作过程中需要使用有毒溶剂，安全很难保证。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出油的酸值检测***及其方法，它具有测定速度快、操作方便、结果准确等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的方案是：

一种油的酸值检测***，包括反应装置、第一定量泵、第二定量泵、注射泵以及流量采集装置；所述反应装置分别连接第一定量泵、第二定量泵以及注射泵；所述反应装置内置有温度传感器；所述注射泵与流量采集装置同时靠电机驱动，所述流量采集装置包括第一管道，所述第一管道连接第二管道，所述第二管道的内径是所述第一管道的内径的1/5-1/3，所述第二管道上设有流量计，所述第二管道的端口设有连接导管，所述连接导管延伸至液体池的底部；所述反应装置底部设有压力传感器；所述流量计，温度传感器与压力传感器分别通过放大电路连接模数转换电路，所述模数转换电路连接处理器，所述处理器控制电机，所述处理器连接显示器。

所述注射泵与反应装置之间设有第一电磁阀，所述注射泵还通过第二电磁阀连接液体存放装置，所述第一电磁阀与第二电磁阀分别通过电磁阀控制器连接处理器。

所述电机的转轴固定连接丝杠，所述丝杠上设有螺母，所述螺母通过连接杆固定连接第一活塞与置于第一管道内部的第二活塞。

所述第一管道远离第二管道的一侧端口上设有电磁感应线圈，所述第二活塞8上设有与电磁感应线圈9匹配使用的磁块21，所述电磁感应线圈通过线圈控制电路连接处理器。

还包括磁力搅拌器，所述磁力搅拌器置于反应装置的下方。

一种油的酸值检测方法，包括：

S1，将待检测油体取样置于反应装置中，将第一定量泵与第二定量泵里的试剂滴入反应装置中；

S2，将注射泵里的试剂滴入到反应装置中；

S3，处理器根据流量计与温度传感器计算出注射泵中的试剂滴入体积以及反应装置中的液体温度，并将数据存储；

S4，处理器根据存储的数据，以注射泵中试剂的滴入体积为横坐标、反应装置中的液体温度为纵坐标进行曲线拟合，绘制出平滑曲线，并将绘制出的平滑曲线输出至显示屏；

S5，处理器自行提取曲线拟合过程中采用的拟合函数；

S6，对拟合函数的横坐标求取一次导数，并记录导数等于零时的横坐标与纵坐标数据；

S7，将所有一次导数等于零时的横坐标与纵坐标输出至显示屏；

S8，根据步骤S4中的平滑曲线与步骤S7中的输出数据对比，计算出油酸值。

所述步骤S8中计算油酸所采用的公式为：

X＝56.1×N×V/G

式中：X：油样的酸值，单位为mgKOH/g；N：KOH乙醇溶液的浓度，单位为mol/L；V：滴定时消耗的KOH乙醇溶液的体积，单位为mL；G：油样的质量，单位为g。

所述萃取溶剂为丙酮，所述温度指示剂为三氯甲烷，注射泵里的试剂为氢氧化钾。

所述步骤S1中待检测油体取样质量为7g-13g，所述丙酮的剂量为18-21mL，所述三氯甲烷的剂量为3-5mL。

本发明的有益效果为：

1、采用第一管道与第二管道进行流量检测，同时将第二管道的内径设计成第一管道的1/5-1/3,第二管道设有流量计这种设计保证了流量计采集到流速是螺母位移的9-16倍，充分保证了流量计能够准确的采集到流量信息保证了测量数据的精确度。

2、为了减少电机的作业负担在第一管道中设立了电磁感应线圈与磁块，当推进活塞时，电磁感应线圈产生与磁块产方向相反的电磁场，根据同级相斥的原理，给活塞一个推力帮助推进活塞；当活塞抽离时，电磁感应线圈产生与磁块方向相同的电磁场，电磁感应线圈与磁块产生吸引力，给活塞一个吸引力，帮助抽离活塞。

3、采用流量计监测流量，最终通过处理器计算算出滴定试剂的剂量，通过压力传感器采集待测油样的质量，再经处理器记录二者数据并显示在显示屏上，最后根据数据情况得出油酸值。

附图说明

图1本发明的结构示意图。

其中，1反应装置；2第一定量泵；3第二定量泵；4注射泵；5电机；6螺母；7第一活塞；8第二活塞；9电磁感应线圈；10第一管道；11流量计；12第二管道；13导管；14液体池；15温度传感器；16压力传感器；17磁力搅拌器；18第二电磁阀；19第一电磁阀；20液体存放装置；21磁块。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种油的酸值检测***，包括反应装置1、第一定量泵2、第二定量泵3、注射泵4以及流量采集装置；所述反应装置分别连接第一定量泵、第二定量泵以及注射泵；所述反应装置内置有温度传感器15；所述注射泵与流量采集装置同时靠电机5驱动，所述流量采集装置包括第一管道10，所述第一管道连接第二管道12，所述第二管道12的内径是所述第一管道10的内径的1/5-1/3，所述第二管道上设有流量计11，所述第二管道的端口设有连接导管13，所述连接导管延伸至液体池14的底部；所述反应装置底部设有压力传感器16；所述流量计11，温度传感器15与压力传感器16分别通过放大电路连接模数转换电路，所述模数转换电路连接处理器，所述处理器控制电机，所述处理器连接显示器。

流量测试装置用于采集注射泵注入反应装置中的信息。流量计采集第一管道流出的液体体积，根据第一管道与注射泵内径的比值换算出二者活塞同样位移下的流出的体积比，处理器根据流量计的流量计算出注射泵5注入反应装置中的体积。相对于自动注射泵，本技术方案不是给出的流量的理论值而是给出的是实际流量值，同时流量计采集数据频率比自动注射泵采集数据频率高，因为注射剂注入反应装置中的液体总共不多，注射过程中是一滴一滴的注射，由于液体都具有凝结力导致，而采集数据信息频率高，这就导致了采集的数据误差很大，因此导致数据不够精准，所以采用第一管道与第二管道同步位移同时第二管道的内径为第一管道的1/5-1/3，这增加了第二管道内液体的流动速度，保证了流量计采集信息的精确度。同时本技术方案成本低，由于压力传感器压力精度高，所以采集的体积信息数据也高。

所述注射泵4与反应装置1之间设有第一电磁阀19，所述注射泵4还通过第二电磁阀18连接液体存放装置20，所述第一电磁阀19与第二电磁阀18分别通过电磁阀控制器连接处理器。

注射泵与液体存放装置中均用于存放滴定试剂。处理器控制第一电磁阀，第二电磁阀以及电机，将电机推进活塞时转动的方向设为正向，则控制器控制电机正转的时候同时打开第一电磁阀同时关闭第二电磁阀，将滴定试剂注入反应装置。当电机反向转动时，控制器关闭第一电磁阀同时打开第二电磁阀，活塞被抽回将滴定试剂吸入注射泵中以备下次使用。

所述电机的转轴固定连接丝杠，所述丝杠上设有螺母6，所述螺母通过连接杆固定连接第一活塞7与置于第一管道内部的第二活塞8。

所述第一管道远离第二管道的一侧端口上设有电磁感应线圈，所述第二活塞上设有与电磁感应线圈匹配使用的磁块，所述电磁感应线圈通过线圈控制电路连接处理器。

还包括磁力搅拌器，所述磁力搅拌器置于反应装置的下方。

所述反应装置为杜瓦瓶。杜瓦瓶采用了双层玻璃、双层玻璃之间抽取真空同时采用银镀膜防止热辐射，起到了很好的保温效果。

一种油的酸值检测方法，包括：

S1，将待检测油体取样置于反应装置中，将第一定量泵与第二定量泵里的试剂滴入反应装置中；

S2，将注射泵里的试剂滴入到反应装置中；

S3，处理器根据流量计与温度传感器计算出注射泵中的试剂滴入体积以及反应装置中的液体温度，并将数据存储；

S4，处理器根据存储的数据，以注射泵中试剂的滴入体积为横坐标、反应装置中的液体温度为纵坐标进行曲线拟合，绘制出平滑曲线，并将绘制出的平滑曲线输出至显示屏；

S5，处理器自行提取曲线拟合过程中采用的拟合函数；

S6，对拟合函数的横坐标求取一次导数，并记录导数等于零时的横坐标与纵坐标数据；

首先将实际数据拟合成平滑曲线再利用该拟合函数求取温度突变点，保证了整个数据的更合理性。而不是采用实际的数值作为该数据的参考点。这种情况的设计是基于氢氧化钾的乙醇试剂本身需要的就很少，而两滴液体滴入前后或许就存在的温度突变点，此时取前后两滴的数据都不合理，所以将离散的数据先转换成连续的实验数据，再进行理论求取突变点更符合理论数值。

S7，将所有一次导数等于零时的横坐标与纵坐标输出至显示屏；

S8，根据步骤S4中的平滑曲线与步骤S7中的输出数据对比，计算出油酸值。

步骤S8中，由于现实情况下的各种因素导致了一次求导的数值不一定就是我们所需要的准确数值，工作人员通过拟合曲线与一次求导数据进行比对，筛选出合理的数据，带入油酸计算公式求取出油酸值。

所述步骤S8中计算油酸所采用的公式为：

X＝56.1×N×V/G

式中：X：油样的酸值，单位为mgKOH/g；N：KOH乙醇溶液的浓度，单位为mol/L；V：滴定时消耗的KOH乙醇溶液的体积，单位为mL；G：油样的质量，单位为g。

所述萃取溶剂为丙酮，所述温度指示剂为三氯甲烷，注射泵里的试剂为氢氧化钾。

所述步骤S1中待检测油体取样质量为7g-13g，所述丙酮的剂量为18-21mL，所述三氯甲烷的剂量为3-5mL。

第一定量泵与第二定量泵，一个用于盛放萃取溶剂，另一个用于盛放温度指示剂。所述萃取溶剂与温度指示剂位于不同的定量泵中。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种油的酸值检测***，其特征是，包括反应装置、第一定量泵、第二定量泵、注射泵以及流量采集装置；所述反应装置分别连接第一定量泵、第二定量泵以及注射泵；所述反应装置内置有温度传感器；所述注射泵与流量采集装置同时靠电机驱动，所述流量采集装置包括第一管道，所述第一管道连接第二管道，所述第二管道的内径是所述第一管道的内径的1/5-1/3，所述第二管道上设有流量计，所述第二管道的端口设有连接导管，所述连接导管延伸至液体池的底部；所述反应装置底部设有压力传感器；所述流量计、温度传感器与压力传感器分别通过放大电路连接模数转换电路，所述模数转换电路连接处理器，所述处理器控制电机，所述处理器连接显示器；所述电机的转轴固定连接丝杠，所述丝杠上设有螺母，所述螺母通过连接杆固定连接注射泵中的第一活塞与置于第一管道内部的第二活塞。

2.根据权利要求1所述的一种油的酸值检测***，其特征是，所述注射泵与反应装置之间设有第一电磁阀，所述注射泵还通过第二电磁阀连接液体存放装置，所述第一电磁阀与第二电磁阀分别通过电磁阀控制器连接处理器。

3.根据权利要求2所述的一种油的酸值检测***，其特征是，所述第一管道远离第二管道的一侧端口上设有电磁感应线圈，所述第二活塞上设有与电磁感应线圈匹配使用的磁块，所述电磁感应线圈通过线圈控制电路连接处理器。

4.根据权利要求3所述的一种油的酸值检测***，其特征是，还包括磁力搅拌器，所述磁力搅拌器置于反应装置的下方。

5.一种基于权利要求1-4任一所述***的油的酸值检测方法，其特征是，包括：

S1，将待检测油体取样置于反应装置中，将第一定量泵与第二定量泵里的试剂滴入反应装置中；所述第一定量泵中盛有萃取溶剂，所述第二定量泵中盛有温度指示剂；

S2，将注射泵里的试剂滴入到反应装置中；

S3，处理器根据流量计与温度传感器计算出注射泵中的试剂滴入体积以及反应装置中的液体温度，并将数据存储；

S4，处理器根据存储的数据，以注射泵中试剂的滴入体积为横坐标、反应装置中的液体温度为纵坐标进行曲线拟合，绘制出平滑曲线，并将绘制出的平滑曲线输出至显示屏；

S5，处理器自行提取曲线拟合过程中采用的拟合函数；

S6，对拟合函数的横坐标求取一次导数，并记录导数等于零时的横坐标与纵坐标数据；

S7，将所有一次导数等于零时的横坐标与纵坐标输出至显示屏；

S8，根据步骤S4中的平滑曲线与步骤S7中的输出数据对比，计算出油的酸值。

6.根据权利要求5所述的一种油的酸值检测方法，其特征是，所述萃取溶剂为丙酮，所述温度指示剂为三氯甲烷，注射泵里的试剂为KOH 乙醇溶液；所述步骤S8中计算油的酸值所采用的公式为：

X=56.1×N×V/G

式中：X：油样的酸值，单位为mgKOH/g；N：KOH乙醇溶液的浓度，单位为mol/L；V：滴定时消耗的KOH乙醇溶液的体积，单位为mL；G：油样的质量，单位为g。

7.根据权利要求6所述的一种油的酸值检测方法，其特征是，所述步骤S1中待检测油体取样质量为7g-13g，所述丙酮的剂量为18-21mL，所述三氯甲烷的剂量为3-5mL。