一种用于快速测量液滴凝点的测量设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种用于快速测量液滴凝点的测量设备和方法，其特征在于：包括有主制冷单元、辅助制冷与散热蓄冷单元、超声波消除过冷单元、激光发射与接收单元、温度测量单元、控制单元、显示单元；所述主制冷单元用于使待测液滴冷凝；所述辅助制冷与散热蓄冷单元用于快速吸收和散发由主制冷单元产生的热量；所述超声波消除过冷单元用于防止液滴产生过冷现象；所述显示单元与控制单元电性连接；所述温度测量单元与控制单元电性连接；所述激光发射与接收单元与控制单元电性连接；本发明专利技术采用了超声波消除过冷单元，防止液滴发生过冷现象，增加了测量的准确性，并且将液滴的相变通过光信号的突变表示出来，使用方便快捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及凝点检测
，具体涉及一种用于快速测量液滴凝点的测量设备和方法。
技术介绍
冰点是指水、水溶液或液体在温度下降到一定值时，析出固相（例如冰晶）的相平衡点的温度，也称凝点。对于许多液体而言，如燃料油、润滑油、有机溶剂等，其凝点，即由液态转变为固态时的温度，也是其重要的性能指标之一。不同液体具有不同的凝点。虽然自然界中也存在大量的无定形（玻璃态、非晶态）的物质，但是对于大多数液体而言，凝固往往伴随着结晶的生成。在凝固过程中，物质从液态转变为固态，同时放出热量（相变潜热）。所以物质的温度高于凝点时将处于液态；低于凝点时处于固态。 目前用于测定液体，特别是如油品类的有机液体的凝固点的方法和装置并不多。其中一种方法是将被测液体置于透光材料制成的容器内，在测定被测液体温度变化的同时测定透过被测液体的光强度的变化情况，根据所测定透过被测液体的光线强度的改变量确定被测液体的凝固点。在冷阱中设有用透光材料制成的盛放被测液体的容器和温度测量传感装置，所述的容器外设有光源和用于接收由光源发出通过所述的容器和容器内的液体的光的光敏元件所组成的测定系统。但是这种方法存在如下缺点：1.当液体到达其凝固点（即相平衡点）时，往往会由于所谓过冷而不会及时析出新生固相，造成测量误差。2.测温所得的温度严格来说是装液体的容器或冷阱的温度，与真实的液体温度有误差；3.测量需要用肉眼判断液体的凝固点，往往带入误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种测量准确、使用简便快捷的一种用于快速测量液滴凝点的测量设备。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：一种用于快速测量液滴凝点的测量设备，包括有主制冷单元、辅助制冷与散热蓄冷单元、超声波消除过冷单元、激光发射与接收单元、温度测量单元、控制单元、显示单元； 所述主制冷单元用于使液滴冷凝；所述辅助制冷与散热蓄冷单元用于吸收和散发由主制冷单元产生的热量；所述超声波消除过冷单元用于防止液滴产生过冷现象；所述显示单元与控制单元电性连接；所述温度测量单元与控制单元电性连接；所述激光发射与接收单元与控制单元电性连接。本专利技术进一步设置为，所述主制冷单元为一片主半导体制冷片或者多片叠加的主半导体制冷片；所述主半导体制冷片的制冷面设有镜面光滑的不锈钢片；所述不锈钢片用于放置液滴。本专利技术进一步设置为，所述辅助制冷与散热蓄冷单元包括有辅助半导体制冷片、水箱、散热器和风扇；所述水箱与主制冷单元的散热面连接；所述辅助半导体制冷片设于水箱的两侧，所述辅助半导体制冷片的制冷面与水箱连接；所述散热器包括有第一散热器与第二散热器；所述第一散热器设于水箱内并且与辅助半导体制冷片的制冷面连接；所述辅助半导体制冷片的散热面与第二散热器连接；所述第二散热器与风扇连接。本专利技术进一步设置为，所述激光发射与接收单元包括有激光发射器与激光接收器；所述激光发射器为激光二极管；所述激光接收器为光敏二极管或光敏三极管；所述激光发射器发射调制激光信号至液滴，激光信号在液滴处发生反射后被激光接收器接收。本专利技术进一步设置为，所述超声波消除过冷单元包括有圆锥形的变幅杆和用于产生超声波的压电陶瓷；所述变幅杆的底面和压电陶瓷连接；所述变幅杆的顶部与不锈钢片连接。本专利技术进一步设置为，所述水箱内设有冷却水或者低于水凝点的液体。本专利技术进一步设置为，所述温度测量单元包括有测温探头和温度变送模块；所述测温探头与温度变送模块电性连接；所述温度变送模块与主控电路电性连接；所述测温探头用于测量液滴的温度。本专利技术进一步设置为，所述主控电路包括有PLC、调制检测模块以及输入输出模块；所述PLC与调制检测模块电性连接；所述调制检测模块与输入输出模块电性连接；所述PLC用于记录和分析被测液滴的温度以及激光信号的信息。本专利技术进一步设置为，所述显示单元为触摸屏；所述触摸屏与控制单元电性连接。本专利技术进一步设置为，所述水箱设有保温材料。一种用于测量液滴凝点的测量方法，包括以下步骤，镜面反射步骤：激光发射器发射激光至液滴后，激光在不锈钢片上产生镜面反射，激光接收器接收反射激光信号后反馈信息至控制单元；防过冷步骤：通过超声波单元发射超声波至液滴以防止液滴产生过冷现象；冷凝步骤：制冷单元吸收液滴热量使得液滴凝固产生新生固相；漫反射步骤：激光发射器发射激光至新生固相上产生漫反射，激光接收器接收由漫反射产生的反射激光信号后反馈信息至控制单元；测量步骤：所述PLC用于实时记录和分析被测液滴的温度和光信号的信息；当激光接收器接收的反射调制光信号骤然下降，所对应的温度为凝点温度，PLC确定对应的凝点温度并由显示单元显示测量结果。本专利技术的有益效果：本专利技术采用了超声波消除过冷单元，防止液滴发生过冷现象，增加了测量的准确性，并且通过液滴的相变由光信号的突变表示出来，使用方便快捷。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术激光接收器接收的激光信号随液滴温度变化的轨迹图；图3是本专利技术激光在晶体产生漫反射的示意图；图4是本专利技术测温探头与液滴连接的示意图；图5是本专利技术测温探头与不锈钢片连接的示意图；图6是本专利技术触摸屏与控制单元的配合示意图；图1至图6中的附图标记说明：1-激光发射器；2-激光接收器；3-液滴；4-不锈钢片；5-测温探头；6-铜底板；7-第一散热器；8-辅助半导体制冷片；9-风扇；10-密封垫；11-水箱；12-主半导体制冷片；13-压电陶瓷；14-变幅杆；15-调制检测模块；16-控制单元；17-显示单元；18-温度变送模块；19-第二散热器；20-第三散热器。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。如图1至图6所示，本实施例所述的一种用于快速测量液滴凝点的测量设备，包括有主制冷单元、辅助制冷与散热蓄冷单元、超声波消除过冷单元、激光发射与接收单元、温度测量单元、控制单元、显示单元；所述主制冷单元用于使液滴3冷凝；所述辅助制冷与散热蓄冷单元用于预先将水箱11的冷却水降温到一定的温度，以便在主制冷单元冷却液滴3时，能够有效地吸收主制冷单元的散热面所产生的热量；所述超声波消除过冷单元用于防止液滴3产生过冷现象；所述显示单元17与控制单元16电性连接；所述温度测量单元与控制单元16电性连接；所述激光发射与接收单元与控制单元16电性连接。具体地，当激光发射与接收单元发出激光射向液滴3时，激光产生镜面反射，固定激光发射与接收单元的位置，即能够接收到反射激光信号并且将信息反馈至控制单元16；主制冷单元吸收液滴3热量使得液滴3冷却降温直至凝固，此外，由于该过程可能会出现过冷现象，即液滴3温度降到其凝点甚至更加低的时候，仍然没有固相析出，故增加了超声波单元，通过超声波消除过冷现象；当液滴3凝固时，激光束在新生固相上发生漫反射，激光发射与接收单元接收的信号减弱，将信息反馈至控制单元16；根据多次实验得出，当液滴3达到凝点的瞬间并且产生固相时，反射激光信号会骤变降低，控制单元16接收信息后，控制温度测量单元测出对应温度即液滴3的凝点。本实施例所述的一种用于快速测量液滴凝点的测量设备，所述主制冷单元为一片主半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于快速测量液滴凝点的测量设备，其特征在于：包括有主制冷单元、辅助制冷与散热蓄冷单元、超声波消除过冷单元、激光发射与接收单元、温度测量单元、控制单元（16）、显示单元（17）； 所述主制冷单元用于使液滴（3）冷凝；所述辅助制冷与散热蓄冷单元用于吸收和散发由主制冷单元产生的热量；所述超声波消除过冷单元用于防止液滴（3）产生过冷现象；所述显示单元（17）与控制单元（16）电性连接；所述温度测量单元与控制单元（16）电性连接；所述激光发射与接收单元与控制单元（16）电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于快速测量液滴凝点的测量设备，其特征在于：包括有主制冷单元、辅助制冷与散热蓄冷单元、超声波消除过冷单元、激光发射与接收单元、温度测量单元、控制单元（16）、显示单元（17）； 所述主制冷单元用于使液滴（3）冷凝；所述辅助制冷与散热蓄冷单元用于吸收和散发由主制冷单元产生的热量；所述超声波消除过冷单元用于防止液滴（3）产生过冷现象；所述显示单元（17）与控制单元（16）电性连接；所述温度测量单元与控制单元（16）电性连接；所述激光发射与接收单元与控制单元（16）电性连接。2.根据权利要求1所述的一种用于快速测量液滴凝点的测量设备，其特征在于：所述主制冷单元为一片主半导体制冷片（12）或者多片叠加的主半导体制冷片（12）；所述主半导体制冷片（12）的制冷面设有镜面光滑的不锈钢片（4）；所述不锈钢片（4）用于放置液滴（3）。3.根据权利要求2所述的一种用于快速测量液滴凝点的测量设备，其特征在于：所述辅助制冷与散热蓄冷单元包括有辅助半导体制冷片（8）、水箱（11）、散热器和风扇（9）；所述水箱（11）与主制冷单元的散热面连接；所述辅助半导体制冷片（8）设于水箱（11）的两侧，所述辅助半导体制冷片（8）的制冷面与水箱（11）连接；所述散热器包括有第一散热器（7）与第二散热器（19）；所述第一散热器（7）设于水箱（11）内并且与辅助半导体制冷片（8）的制冷面连接；所述辅助半导体制冷片（8）的散热面与第二散热器（19）连接；所述第二散热器（19）与风扇（9）连接。4.根据权利要求2所述的一种用于快速测量液滴凝点的测量设备，其特征在于：所述激光发射与接收单元包括有激光发射器（1）与激光接收器（2）；所述激光发射器（1）为激光二极管；所述激光接收器（2）为光敏二极管或光敏三极管；所述激光发射器（1）发射调制激光信号至液滴（3），激光信号在液滴（3）处发生反射后被激光接收器（2）接收。5.根据权利要求2所述的一种用于快速测量液滴凝点的测量设备，其特征在于：所述超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦贯丰，梁瑞才，胡亚伟，翁万良，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44