抗然油闪点自动检测系统培训讲学

1、石油产品的闪点是表征该产品在使用、 储存、运输等条件下安全性能的一个重要指标。依据测量精度、可靠性和实时性的要求，提出一种基于光电传感器OPT101的抗燃油闪 点检测系统的原理、功能、软硬件设计及实现方法。实际使用和实验表明 , 该系统具有测 量精度高,测量范围宽和抗干扰能力强等优点。闪点是石油产品的实验油样在规定的线性 升温速率下 , 当它的蒸汽与扫描火焰发生闪火时的最低温度 . 石油闪点是表征该产品在 使用、储存、运输条件下安全性的一个重要指标 . 国家对石油产品闪点测试有严格的操作 程序, 目前手工测试是我国石油闪点测试的主要方法 , 因此利用传感器技术、微处理器技术 和自动控制技术 ,

2、 研制智能化石油闪点测定仪对我国工业安全生产 , 具有重要意义和实用 价值. 石油产品闪点测定有闭口闪点检测和开口闪点检测 2 种方式 . 目前我国多采用开口闪点检测方式 . 闪点测定的关键技术是闪点信号的提取 . 由于闪点信号的红外谱线多 和能量弱的原因，传统的微压差测定法、热电偶测定法和火焰离子测定法对200 C以上的石油闪点检测存在一定的盲区 , 造成闪点检测的漏报和误报 , 严重地影响了闪点测定的可 靠性和测量精度 . 因此, 为研究宽测量范围、高精度和高可靠性石油闪点的检测系统及信号提取,笔者提出了一种以光电放大器OPT101为核心器件的石油闪点检测及信号提取方法.1 10石油产品的

3、试验油样 , 在规定的线性升温速率下 , 当它的蒸汽与扫描火焰发生闪火时 的最低温度叫做该油样的闪点。因为闪点是出现火灾危险的最低温度 ,闪点愈低,燃料愈易燃, 火灾危险性也愈大。石油产品的闪点是表征该产品在使用、储存、运输条件下安全性 的一个重要指标 ,因此,利用现代先进科学技术和先进的技术产品 ,尽快研制出具有现代先 进水平的智能化石油产品闪点测试仪对我国工业安全生产 , 特别是对石油冶炼厂、发电厂、 铁路交通、贮油站等部门具有重要的意义。闪点又是判断油品馏分组成的重要质量指标。一般来说 , 油品蒸汽压越高 , 馏分的组成越轻 , 则油品的闪点越低 ; 反之 , 馏分组成越重的油 品, 则

4、具有较高的闪点。所以 , 在生产过程中 , 根据油品的闪点就能够调整操作指标 , 以便提 出其中所含的轻质馏分。 3文献综述1. 自动检测技术的特点通过相关文献资料的查询调研，了解到抗燃油闪点的自动检测技术的实现包括以下步 骤：一、测量控制部件及辅助部件对油杯进行加热控制；二、当油杯温度到达预计的点火 温度时，点火部件对油杯上层进行点火；三、传感器部件检测石油产品的闪点信号和燃点 的信号；四、传感器部件接收了燃点信号后，灭火部件迅速将油杯火焰熄灭；五、输出设 备输出所测定的捕捉的闪点、燃点的时间及其分析数据信息。由于油杯中设置一组检测闪 点与燃点传感器，使之结构简洁且检测效果好；由于接收燃点信

5、号后立即驱动传感器架上 升并熄灭油杯火与驱散加热炉温度，减少下次分析的等待时间；并且可选择单一闪点模式 或闪点与燃点的两种方式。国家对石油产品闪点测试有严格的操作程序 , 目前手工测试是 我国石油闪点测试的主要方法 ,因此利用传感器技术、微处理器技术和自动控制技术 , 研制 智能化石油闪点测定仪对我国工业安全生产 ,具有重要意义和实用价值 . 1根据抗燃油闪点检测系统所提出的测量精度、可靠性、控制精度和实时性的要求 , 在 对整个系统进行深入分析和实验的基础上 , 设计了抗燃油闪点检测系统 . 首先对该系统设 计的意义及国内外发展现状进行了全面的综述 ; 重点探讨了信息处理技术对构成高信噪比

6、的在线检测系统的极端重要性 ,确定了该系统的组成和主要研究内容 . 然后针对闪点检测 的具体指标设计了硬件检测系统 , 主要解决了不平衡电桥本身和传感器引线电阻引起的测 量误差问题，提高了温度测量精度；提出了一种应用光电传感器 OPT101及浮动阈值电路的 闪点信号提取方法 . 然后探讨了动态数据奇异点的剔除方法和加权算术平均值数字滤波方 法. 该算法具有计算速度快、滤波效果好、数据存贮占用内存少的优点 , 为以微处器为核心 的在线检测技术中动态数据实时处理提供了理论依据和工程实现上的保证 . 最后根据设计 的硬件单元电路编制了相应的软件系统 ,提出了一种以全周波为最小调节量且分布均匀的 波序

7、控制方法 ； 讨论了采用加权算术平均值算法对提高系统测量精度的影响 . 8 石油产品闭口闪点是石油产品的一项重要特性 ,它的检测意义重大 ,不仅关系到石油 产品的使用、存储、运输安全 , 还关系到环境保护及多种化工产品的加工和制造。石油产 品闭口闪点检测仪作为检测石油产品闭口闪点的科学仪器要求具有良好的稳定性及较高 的精度。根据国家石油产品闭口杯法闪点检测标准 (GB/T261), 本文设计了一套完整的、自 动化、智能化的石油产品闭口闪点检测系统。 2该系统可实现油温检测、闪点检测、加热 器控制、键盘输入及LCD显示、RS-232及RS-485串行通讯等功能。在对现有闭口闪点检 测仪的研究状况

8、进行分析的基础上 , 发现油温检测不准确是影响检测仪性能的主要因素。 研究油温检测的方法是 , 利用分段线性化结合增益校正及量程校正得到了高精度的油温检 测值。针对目前多数国产检测仪存在闭口闪点检测长期稳定性、复现性差的问题 ,本文对 闪点检测方法温度闪火判断法进行了改进。 9利用面积闪火判断法检测闪点 , 从而有效 地区分了闪火与不闪火 , 闪火与假闪火。目前我国多采用开口闪点检测方式 . 闪点测定的关键技术是闪点信号的提取 . 由于 闪点信号的红外谱线多和能量弱的原因 , 传统的微压差测定法、热电偶测定法和火焰离子 测定法对200 C以上的石油闪点检测存在一定的盲区，造成闪点检测的漏报和误

9、报，严重 地影响了闪点测定的可靠性和测量精度 . 因此, 为研究宽测量范围、高精度和高可靠性石 油闪点的检测。在与燃油气体接触的触感器中常采用一种油品闪点检测探头，一个电极为 固定在同一中心轴上的36根探针，各探针径向均布于同一平面内，针头成圆锥形，另 一个电极为设置在探针外围的圆环，针头距圆环内壁 911mm探针和圆环共同固定在塑 料底板上。本实用新型作为油品闪点检测仪中的关键部件，采用分叉式探头，能对闪火进 行多点检测，提高捕捉闪火的成功率，从而有效解决漏闪检测问题。 32. 自动检测技术的发展现状及趋势自动检测技术在电容层析成像技术及其在两相流参数检测中的应用、两相流流动状态 在线识别、

10、两相流离散相浓度及质量流量测量、多相界面检测技术、基于声层析成像技术 的温度场检测技术等方面进行深入研究，部分研究成果达到了国际先进水平，并获得良好 的社会效益和经济效益。 在今后的发展中这项技术将向更加智能化，进一步解决传感器 的灵敏度，必将全面代替手动检测。 4 6 7三 、研究设计内容和拟解决的关键问题1. 研究设计内容( 1 )设计了抗燃油闪点自动测试仪的单片机硬件、软件及控制系统；(2) 研究了非线性电桥线性化及补偿传感器引线电阻引起测量误差的具体测温方 法；(3) 应用光电传感器 OPT101设计了微弱闪火信号的提取电路和信号处理电路及相 应的软件测量窗口，提高了测量精度和可靠性；

11、(4) 设计了便于人机接口的键盘及显示系统；(5) 研究了温度测量的温度自动补偿方法；(6) 研究了加权算术平均值数据处理算法，解决了测量数据在线处理的关键问题；(7) 讨论了系统的抗干扰措施及抗干扰方法。 52. 本次设计拟解决的关键问题有：(1) 解决不平衡电桥本身和传感器引线电阻引起的测量误差问题，以提高温度测量 精度；(2) 应用光电传感器OPT101及浮动阈值电路的闪点信号提取方法；(3) 为所设计的硬件单元电路编制相应的软件系统。四、研究设计方案与进度计划安排1.研究设计方案根据抗燃油闪点检测系统的控制要求和技术指标，我设计了如下控制方案，其具体实现框图如图所示：抗燃油闪点检测系统

12、控制方案框图2.设计进度计划本次毕业设计从4月6日到6月21日左右结束。我结合实际情况拟定以下计划:序号起至日期设计安排14.6-4.19外文翻译，撰开题报告24.20-4.26通过比较论证，确定控制方案34.27-5.3单片机最小系统设计454-5.10检测电路的设计55.11-5.17数据米集及转换模块的设计65.18-5.24控制部分的设计75.25-5.31键盘与显示模块的设计和报警电路的设计86.1-6.14软件设计96.15-6.21综合，书写报告106.22-6.28答辩五、预期结果和创新成果能做出比较先进的抗燃油检测仪，若能得到先进的制作工艺技术的支持，还能将其改 进为便携式燃

13、油闪点自动检测仪。能比较好的消除传统检测仪稳定性差、 灵敏度低等缺点 此文档仅供学习和交流六、成文时间和提交成果形式1. 论文完成时间 :在 2009年6月21日之前完成。2. 毕业设计成果提交形式 ： 毕业设计任务书； 外文资料翻译（含原文和原文翻译）； 开题报告； 毕业设计论文说明书（含设计图纸）； 毕业设计手册； 光盘（内容包含以上 5 项）。七、参考文献目录1 赵继印 . 抗燃油闪点检测系统的研制 J. 仪表技术与传感器 ,2003.2 沙占有主编 . 新编实用数字化测量技术 . 北京：国防工业出版社。3 赵继印 . 石油闪点测定仪分段式线性控温系统 J. 吉林大学学报 （工学版）,2003.4 武庆生等 . 单片机原理与应用 . 成都：电子科技大学出版社 ,1994.5 李华. MCS-51 系列单片机实用接口技术 M. 北京:北京航空航天大学出版社 ,1997.