LSD-2C智能開口閃點測定儀

摘   要： 本文介紹了智能開口閃點測定儀的總體設(shè)計及部分單元電路的設(shè)計。提出的新方法對開發(fā)石油產(chǎn)品自動化檢測儀表和其他智能儀表都有一定的參考價值。

概述
“閃點”是表征石油產(chǎn)品儲運(yùn)安全性的一項指標(biāo)，單位是攝氏度，它表明石油產(chǎn)品在此溫度時如遇到明火將會引起“爆鳴”，危及設(shè)備及人身安全。因此，石油產(chǎn)品出廠前和用戶進(jìn)貨入庫前都要先測試閃點，以確保安全。
手動儀表最大不足是升溫特性不佳，很難按國家標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)線性升溫。實測時溫度變動太大，得出的閃點值重復(fù)性很差。而我們根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，新開發(fā)的LSD-2C智能開口閃點測定儀，整機(jī)運(yùn)行完全由微電腦控制，操作者一次鍵入預(yù)閃點后，測試過程即完全自動進(jìn)行。如果操作者預(yù)置不當(dāng)還會發(fā)出聲音報警拒絕執(zhí)行，并能對測試結(jié)果進(jìn)行判斷。其主要特點如下：
測溫系統(tǒng)采用4位半A/D轉(zhuǎn)換芯片ICL7135作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，傳感器輸出的模擬信號直接變成BCD碼輸出；火焰掃劃系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化；閃火點檢測采用新型材料、特殊結(jié)構(gòu)的傳感器件；為了有效地控制溫升，使之滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用了模糊邏輯算法控制溫升；閃點值除可以用LED顯示外，尚可以用所配的微型打印機(jī)，自動打印出測試時間、油號、氣壓、預(yù)閃點、閃點值，并給出診斷結(jié)果。測試過程完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，具有完善的氣壓校正功能。其總體框圖如圖1所示。

圖1 整機(jī)方框圖

圖2 測溫電路

單元電路設(shè)計
測溫部分
測溫部分電路如圖2所示，其中測溫傳感器采用BA2鉑電阻，0℃時電阻為100W，溫度為100℃時為138.5W，平均每度變化0.385W，流過鉑電阻的電流平均為2.37mA，即每度變化為0.915mv，近似的可以看作溫度變化1℃電橋輸出電壓1 mv。
控溫系統(tǒng)
控溫過程的調(diào)節(jié)方式由軟件編程決定，其流程圖如圖4所示?？販夭捎媚：壿嬎惴ǖ拿}寬調(diào)制方式，由8031的P1.3輸出調(diào)寬脈沖經(jīng)7407隔離后,再經(jīng)光控可控硅MOC3020隔離控制加熱器,爐絲功率為600W。應(yīng)當(dāng)指出,加熱系統(tǒng)采用爐盤加熱,惰性很大,這給控溫帶來困難。
閃火檢測系統(tǒng)
本系統(tǒng)可分為火焰檢測器,高通濾波器,閾值設(shè)定及比較器等部分。閃火信號(低電平有效)經(jīng)8031的P3.2口送往單片機(jī)。為了鑒別閃火,在程序中設(shè)有選票表決程序,只有經(jīng)過一定次數(shù)的低電平后才認(rèn)為有效。
火焰檢測器采用了200W白熾燈的鎢絲(已制成螺旋狀)，阻值大約在200Ω左右，并制成網(wǎng)狀，置于油杯上方。這樣無論閃火點在油杯上方的何處，都能有效地檢測閃火。既使傳感器的十分之一受熱，也足以使比較器LM339翻轉(zhuǎn)。
閃點檢測電路如圖3。閃火信號經(jīng)隔離、限幅之后送入LM339的反相端。當(dāng)V+-V-大于2mv，輸出即為高電平，但如確切為高電平(4.5V)，V+須比V-高7mv。為了抗干擾，我們設(shè)置V+-V-=30mv，這樣既可以對干擾信號進(jìn)行幅度鑒別，又可防止LM339失調(diào)電壓溫漂導(dǎo)致的輸入電平擺動。
閾值不可降的太低，因為在油杯溫度超過200℃時，絕緣材料電導(dǎo)增加，會使V+下降，嚴(yán)重時會產(chǎn)生虛報閃點現(xiàn)象。

圖3  閃火檢測電路圖

圖4  控溫流程圖

幾個待解決的問題
1、閃火檢測傳感器雖然靈敏度高，檢測可靠，但長期使用骨架易變形，今后應(yīng)考慮用特制陶瓷骨架。
2、打印機(jī)的抗干擾問題，打印機(jī)無硬件控制電路，在受到干擾的時候，會連續(xù)走紙打印。在無人值守的情況下，會浪費(fèi)打印紙并降低打印機(jī)的壽命，應(yīng)當(dāng)增加一個定時繼電器，強(qiáng)行限定打印機(jī)的一次運(yùn)行時間，避免在故障時，盲目長期運(yùn)轉(zhuǎn)。

結(jié)語
LSD-2C智能開口閃點測定儀，經(jīng)過設(shè)計，試制改進(jìn)再試制幾個循環(huán)制成樣機(jī)。一年多來的試用表明：本機(jī)確可以按國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，為廢止現(xiàn)行的落后的國家標(biāo)準(zhǔn)，代之以較先進(jìn)的國際標(biāo)準(zhǔn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。