устройство для измерения октанового числа бензина

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.

Описание изобретения к патенту

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.