[發明專利]差分比較法辛烷值測定儀

在審

• 申請號: 201410009318.6
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN104777198A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 宋德齊;姜云輝
• 申請（專利權）人: 宋德齊;姜云輝
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開了一種汽油、柴油(本文中統稱油品)辛烷值測定儀器的關鍵技術。本專利產品主要用于煉油廠，燃油火電站的油品辛烷值快速測量。?

背景技術

辛烷值定義：油品中異辛烷的含量的百分比稱為辛烷值(俗稱油品標號)，異辛烷(2，2，4-三甲基戊烷)的抗爆性較好，100％為異辛烷的油品，辛烷值為100。而正庚烷的抗爆性差，100％的正庚烷的辛烷值為0。?

油品辛烷值的測定是以異辛烷和正庚烷為標準樣本，按標準條件，在實驗室標準單缸汽油機上用對比法進行的。調節標準樣本組成的比例，使標準樣本產生的爆震強度與待測樣本相同，此時標準樣本中異辛烷所占的體積百分數就是待測樣本的辛烷值。?

目前油品辛烷值測定方法基本上分為兩種類別：即分析法和儀器測定法。其中，分析法又分為爆震法、馬達法和光譜法，分析方法是國際上普遍認可的交易計量測定方法；儀器測定法就是介電常數法或者稱為電容法。儀器測定法基本上作為生產工藝流程控制使用，很少用于交易計量。差分比較法從分類的角度上講屬于儀器測定法的一種，但是，它采用的是在線比較方法，不同于電容法的離線數值比較方法，它比現有的電容測定法獲得精度更高，穩定性更好，可能被認可成為一種新的交易計量測定方法。?

(1)分析測定法?

分析測定設備體積龐大，測定周期長，設備造價昂貴，適合檢測中心和大型煉油廠使用，由于它們和儀器測定法的技術路線差距巨大，和本專利產品毫無相似性，這里省略對它們的技術分析。?

(2)電容法辛烷值測定儀?

從物理化學分析中得知：油品的介電常數與辛烷值有正相關關系，油品的介電常數越大時辛烷值也越高。因此，如果已知其中一種油品的辛烷值，在測出未知油品與已知油品的介電常數之比后，就可以計算出未知油品的辛烷值，從而實現油品辛烷值的測定。電容法辛烷值測定儀就是基于這一原理設計的。?

1)結構?

電容法辛烷值測定儀由兩個筒形銀質同軸導體構成電容傳感器，底座中為一個電容/頻率轉換模塊，模塊中包含一個溫度傳感器，頻率信號和溫度信號通過導線連接數據采集和顯示模塊。?

圖1是傳統電容法辛烷值測定儀的結構圖和等效電路圖。?

2)測量原理?

依據電磁場學的理論，同軸筒形電容器的電容量為：C＝2πεL/ln(R/r)；式中，ε為兩極板之間介質的介電常數，L為筒長度，R為外層極板半徑，r為內層極板半徑。在電容測定儀中L/ln(R/r)為常數K，ε＝f(O_x)O_x為辛烷值，也就是說介電常數是辛烷值的函數，只要測出電容量就可計算獲得介電常數，通過查表法即可獲得辛烷值。?

由于直接測量電容量非常困難，通常采用一個等周期和寬度的脈沖串對電容器充電，直到電容器兩端電壓達到設置值時，結束充電，計算充電的脈沖數就可計算電容量，這就是所謂電容/頻率轉換。?

測定過程與分析法類似，首先，配置若干已知辛烷值的標準樣本，測試其對應的介電常數并保存在存儲器中，測試待測樣品的介電常數，與標準樣本的介電常數進行比較，對獲得的數據進行溫度修正和非線性修正后，得到待測樣本的辛烷值。?

3)誤差分析?

介電常數不僅是辛烷值的函數，還是溫度及電噪聲的函數，即：?

＝f(O_x，T_t，E_t)?

環境溫度對于真空電容器影響較小，但是對介質的影響非常大，我們很難保證對標準樣本的測定與對試驗樣本的測定在相同的溫度環境下完成，即使增加了溫度傳感器對溫度影響進行校正，但是由于溫度測量本身的誤差和修正計算的誤差存在，不可能完全消除溫度影響。?

測量環境的電噪聲是一個隨機函數，整個測量系統為一個開環系統時，根本不可能消除噪聲干擾，它是導致測量誤差的另外一個因數。?

主要誤差還是來自測量系統本身，電容/頻率轉換方法成立是基于這樣一種假設：電容兩端的電壓與充電時間成正比線性關系，實際上，當充電電壓為恒定值時，電容兩端的電壓是時間的指數函數，只是在一定的期間內我們把它看成線性函數，由于電壓測量的精度的局限性，微小的電壓誤差將導致較大的脈沖群數量?誤差。?

本發明專利采用的差分比較法將有效地消除上述三個方面的誤差，獲得高精度的辛烷值。?

發明內容

(1)發明專利概述?