專利名稱：快速確認燃料或石油產(chǎn)品氧化的方法、設(shè)備、計算機程序和存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的方法和設(shè)備，以及一個用來控制所述設(shè)備的計算機程序和與其相匹配的可以用計算機讀取的存儲器。這項發(fā)明尤其適用于模擬燃料或者石油產(chǎn)品的老化過程。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，有很多國際標準用來確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化時間，例如德國的工業(yè)標準(DIN 51780)(舊版本)，(歐洲標準)國際標準(ISO 7536)或者是美國材料與實驗協(xié)會標準(ASTM D 25)。這些標準規(guī)定將50毫升的燃料樣品放入一個規(guī)定了標準尺寸的壓力容器中，將其密封后用填充氧氣的方式加壓至700千帕斯卡，以此確定下文將要提到的降壓時間點。這個時間點描述了標準化的氧化結(jié)果。
按照傳統(tǒng)的方式，快速的燃料或石油產(chǎn)品的氧化的確認是由一個氣壓測量儀器完成的。把氣壓測量儀器放在一個加溫至100攝氏度的水槽里，在這樣的條件下(即在一定的氣壓下提高了溫度、氧氣)，燃料一般說要比在普通情況下氧化快得多。這樣就可以推導(dǎo)得到一般環(huán)境條件下燃料的使用壽命。
人工的和自動的分析是基于在一段時間后形成的氧化而完成的。按照標準，“折向點”定義為在15分鐘內(nèi)氣壓下降14千帕斯卡的時間點，在自動確認時折向點的出現(xiàn)導(dǎo)致曲線以及數(shù)據(jù)記錄的終結(jié)。
在上述的測試條件下，現(xiàn)今燃料的“折向點”比較典型的是出現(xiàn)在6到8小時后。如果把這個時間和其他的為供貨許可而進行的實驗室檢驗相比較，這個時間太長了。其他的實驗都在幾分鐘內(nèi)完成。另外還有一些燃料，他們的添加劑以某種方式使氧化減緩，致使沒有達到想要得到的美國材料與實驗協(xié)會標準(ASTM D 25)中所描述的介曲線斜度。
另外還有使用熱能的方法，例如動態(tài)的熱流或是動態(tài)的差式掃描量熱法以及氣壓差式量熱法。在這些方法中，樣品中微小的熱流在特定的測量條件下被測出。這樣與周圍環(huán)境相比，在樣品中局部的溫度升高就表明了氧化過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的方法和設(shè)備，以及一個可以控制這樣設(shè)備的計算機程序和與其相匹配的可以用計算機讀取的存儲器，以便可以克服上面提到的缺陷，尤其是減少確定折向點的時間。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的方法，其步驟包括把燃料或石油產(chǎn)品的樣品放置在壓力容器中，通過至少一個設(shè)置在所述壓力容器中以及/或者在樣品中的加熱部件把樣品升溫到超過100攝氏度的預(yù)定溫度，然后監(jiān)測壓力容器中的氣壓，以便確定氧化的發(fā)生。理想化的是，這個預(yù)定溫度在確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的過程中保持恒定。通過監(jiān)測絕對氣壓值來確定折向點，這樣就能得到燃料以及石油產(chǎn)品的氧化情況。
根據(jù)本發(fā)明所述方法的一個優(yōu)選技術(shù)方案，放入樣品的體積為3到20毫升。首選的是，放入樣品的體積約為5毫升。
根據(jù)本發(fā)明所述方法的一個優(yōu)選技術(shù)方案，對所述壓力容器和/或者所述樣品使用超聲波來進行振蕩。
本發(fā)明所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的設(shè)備的最大的優(yōu)點是，能夠非?？焖俚母淖儨囟?，特別是迅速提高溫度。這個優(yōu)點是由以下幾方面實現(xiàn)的所述設(shè)備包括一個用來盛取燃料或是石油產(chǎn)品的樣品的壓力容器，而且所述壓力容器中設(shè)有至少一個加熱部件。所述壓力容器和至少一個是這樣安裝的，所加熱部件能夠用熱直接沖擊樣品。為了加快測量的速度可以優(yōu)先考慮在設(shè)備中加入一個小的熱源。
根據(jù)本發(fā)明所述設(shè)備的一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述加熱部件為加熱器。更有效的是，在所述加熱器中加入調(diào)節(jié)器。這樣所述至少一個加熱部件就可以設(shè)置在所述壓力容器以及/或者在樣品中。
根據(jù)本發(fā)明所述設(shè)備的另一個優(yōu)選技術(shù)方案，壓力容器的內(nèi)壁至少有一部分是抗腐蝕表面。例如壓力容器外部可以是用鋁制成的，而抗腐蝕的表面是黃金制作。
根據(jù)本發(fā)明所述設(shè)備的另一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述壓力容器的底部以及/或者直接在所述樣品中設(shè)置有一個超聲波振蕩器。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是整個設(shè)備運行是由一個計算機程序控制。在將本發(fā)明所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的計算機程序輸入數(shù)據(jù)處理設(shè)備的儲存器之后，所述計算機程序可以使所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備能夠控制并完成快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的過程，這個過程如下把燃料或是石油產(chǎn)品的樣品放在一個壓力容器中，然后通過至少一個放置在壓力容器以及/或者在樣品中的加熱部件把樣品加熱到一個超過100攝氏度的預(yù)定溫度，然后監(jiān)測所述壓力容器中的氣壓，以便確定氧化的發(fā)生。
如果這樣的計算機程序(有償或是無償?shù)?，隨便訪問或是有密碼保護的)設(shè)置為可以在數(shù)據(jù)網(wǎng)或者是通訊網(wǎng)絡(luò)中下載，那么將更有利于出售這個發(fā)明。這樣設(shè)置的計算機程序可以通過一個過程變得非常的有用。在這個過程中所述計算機程序可以從電子的數(shù)據(jù)網(wǎng)，例如從互聯(lián)網(wǎng)上，下載到一個和數(shù)據(jù)網(wǎng)相連的數(shù)據(jù)處理設(shè)備中。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)此發(fā)明所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的方法，需要使用一個計算機可讀的存儲器。所述存儲器中儲存有一個計算機程序，將所述計算機程序輸入數(shù)據(jù)處理設(shè)備的儲存器之后，所述計算機程序可以使所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備能夠控制并完成快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的過程，這個過程如下把燃料或是石油產(chǎn)品的樣品放在一個壓力容器中，然后通過至少一個放置在壓力容器以及/或者在樣品中的加熱部件把樣品加熱到一個超過100攝氏度的預(yù)定溫度，然后監(jiān)測所述壓力容器中的氣壓，以便確定氧化的發(fā)生。
附加的或是可選擇的技術(shù)方案是，計算機可讀的存儲器可以設(shè)置成，在所述存儲器中存放所述計算機程序或是存放所述計算機程序的部分。
本發(fā)明的優(yōu)點是1、由于在本發(fā)明所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的方法中，所述預(yù)定溫度超過100攝氏度，即超過傳統(tǒng)方法設(shè)定的溫度，因此可以快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化。可以證實的是，如果預(yù)定溫度從100度升高到140度，那么氧化的時間就可以降低大概其原來數(shù)值的7％。
2、通過提高預(yù)定溫度來快速確認氧化的一個重要前提是熱量必須能夠更快的傳遞到樣品中。在標準的方法中規(guī)定，燃料應(yīng)該首先放置在玻璃的容器中，然后再把玻璃容器放在壓力容器中，這樣就阻止了熱量更快的傳入要檢驗的物料中。而在本發(fā)明所述的方法中，壓力容器內(nèi)設(shè)有一個不易腐蝕的表面，例如由黃金制成的表面(參見附圖4)，因此燃料就無需玻璃容器盛放而直接放置在壓力容器中。該不易腐蝕的表面能防止燃料和金屬直接接觸的情況下產(chǎn)生的化學(xué)的/物理的/催化的反應(yīng)。
3、在本發(fā)明所述的方法中，在密封壓力容器之后，壓力容器將不再放入液體池中，而是通過一個設(shè)置在壓力容器金屬模組(后面將簡稱為組)內(nèi)部或是樣品中的可調(diào)式加熱器(參見圖1b)加熱，這樣就能更快速而準確的達到設(shè)定的溫度。所述可調(diào)式加熱器具有一個傳感器，該傳感器設(shè)置在組上或者在燃料樣品本身里面，進而對實驗中的溫度狀態(tài)加以調(diào)控。
4、為了使其使用壽命更長，目前市場上的燃料一般都具有一定抗氧化性。因此在確認氧化的實驗中，很可能出現(xiàn)下面的情況盡管燃料和氧氣發(fā)生反應(yīng)，但氧化引起的氣壓下降的曲線坡度很小，通過傳統(tǒng)的定義不能夠確定折向點。此外，從圖2中的曲線中不難發(fā)現(xiàn)，即使是在實驗結(jié)尾，由于氣壓下降相對平緩，因而不能準確確定折向點。在本發(fā)明所述的方法中，折向點是通過監(jiān)測絕對氣壓值來確定的如果氣壓減少了它所達到的最大值的10％時，就達到了折向點。因此在本發(fā)明所述的方法中折向點的確認與氣壓下降的速度無關(guān)，不會出現(xiàn)無法確定折向點的情況。
從圖2中可以看出，重復(fù)性“r”在本發(fā)明所述方法中的數(shù)值是2.2％，這與原有數(shù)值6.8％相比大大的縮短了。兩種方法得出的折向點的結(jié)果的平均值確實有一些不同。
本發(fā)明所述的方法與標準方法相比有以下的改進

5、在本發(fā)明所述的方法中，組的體積以及樣品的體積在優(yōu)選設(shè)計方案中比在標準方法中使用的大至要少10倍。此設(shè)計的直接結(jié)果就是，即使無意中易燃空氣與燃料的混合物引起了爆炸，爆炸所釋放出來的能量也能夠相應(yīng)減少。而如果使用標準方法，同樣的升溫將導(dǎo)致危險性大大增加。另外，實驗表明，這種能量只能相對緩慢的從特制的爆破圓盤引導(dǎo)出去，而且由此可能出現(xiàn)的燃燒氣體流會威脅到操作人員的安全。而本發(fā)明所述的方法是自動完成的，在整個的加熱階段不需要有工作人員在場，只有在冷卻過程之后才需要手工操作。如果使用標準方法，則加料和導(dǎo)出都需要由人工操作。
6、在本發(fā)明所述的方法中，可以使用超聲波振蕩器，例如可以在壓力容器的底部以及/或者直接在樣品中安裝一個由超聲波工作的振蕩器，進料可以由超聲波來完成，因此可以進一步混合并加速樣品的氧化。


下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述圖1a為本發(fā)明所述的壓力容器的立體圖；圖1b為本發(fā)明所述的壓力容器的剖視圖；圖2為普通汽油/91oct按照美國材料與實驗協(xié)會常規(guī)(ASTM D 25)測試得到折向點的曲線圖，其中細實線為本發(fā)明所述方法測得的氣壓值曲線，Av為510分鐘，r的值為2.2％，粗實線為按照15分鐘內(nèi)氣壓下降14千帕斯卡的標準方法測得的氣壓值曲線，Av為488分鐘，r的值為6.8％；圖3為本發(fā)明所述設(shè)備的示意圖；圖4為本發(fā)明所述壓力容器的抗腐蝕表面的示意圖；其中1、壓力容器；2、樣品，燃料樣品；3、控制單元；4、進氣閥門；5、出氣閥門；6、加熱器；7、螺紋蓋子；8、密封墊；9、溫度傳感器；11、抗腐蝕表面；12、壓力容器外壁。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進行詳細說明，例如以燃料的氧化確認的方法、設(shè)備為例詳細說明本發(fā)明。然而，此發(fā)明并不是僅局限于此，本發(fā)明所述的方法、設(shè)備也可以用來檢測其他石油產(chǎn)品。
實施例一圖1a為本發(fā)明所述的壓力容器的立體圖；圖1b為本發(fā)明所述的壓力容器的剖視圖。本實施例將進一步說明本發(fā)明所述設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
如附圖1b所示，按照本發(fā)明的一個實施例，所述壓力容器1包括一個帶有密封墊8的螺紋蓋子7。所述螺紋蓋子7使所述壓力容器1能密封的鎖緊。所述壓力容器1的底部設(shè)置有一個可控制加熱溫度的加熱器6。所述加熱器6還可以設(shè)置在所述燃料樣品2中。通過一個溫度傳感器9來監(jiān)控溫度。
若燃料樣品2不通過玻璃容器盛放而直接置于所述壓力容器1中，所述燃料樣品2和壓力容器1之間可能會產(chǎn)生化學(xué)的/物理的/催化的反應(yīng)。為了避免這種反應(yīng)的發(fā)生，本實施例的優(yōu)選方案為，所述壓力容器1的內(nèi)壁設(shè)計為抗腐蝕層表面10。所述壓力容器1的外壁可以由無抗腐蝕性的材料制成，例如，鋁。
實施例二圖3為本發(fā)明所述設(shè)備的示意圖。本實施例將進一步說明本發(fā)明所述方法的操作步驟。
如附圖3所示，將所述壓力容器1清潔好后，在其中裝入5毫升的燃料樣品2?？梢酝ㄟ^滴管或其它量具加入樣品，可能的話也可以通過自動進料裝置。將所述壓力容器1的螺紋蓋子7擰緊至不透氣的程度。通過控制裝置3延遲啟動該設(shè)備，這樣使用者可以有時間離開該設(shè)備。
所述控制裝置3打開進氣閥門4直到壓力傳感器P記錄了充入氣體的氣壓達到500千帕斯卡為止。
所述控制裝置3打開排氣閥門5直到壓力傳感器P記錄了容器內(nèi)氣壓達到周圍環(huán)境的氣壓為止。
控制裝置3打開進氣閥門4直到壓力傳感器P記錄了充入氣體的氣壓達到500千帕斯卡為止。
所述控制裝置3控制所述加熱器6運轉(zhuǎn)，直至控制該加熱器的溫度傳感器T顯示容器內(nèi)已經(jīng)達到了預(yù)定溫度，即140攝氏度。
與此同時啟動時間計數(shù)和壓力測量/時間和壓力的記錄。
達到了預(yù)定溫度后，例如達到了140攝氏度，容器內(nèi)出現(xiàn)的最大氣壓將作為Pmax記錄下來。
如果氣壓下降了Pmax的10％時，就意味著找到了折向點，這時將啟動一個用來進行中間冷卻的風(fēng)扇。
當容器內(nèi)的溫度稍稍底于室內(nèi)溫度的時候，首先將釋放剩余壓力，接下來將給使用者發(fā)出信號，通知他可以打開壓力容器1進行清潔工作了。
本發(fā)明在其實施方式上并不局限于前面給出的優(yōu)選實施方式，根據(jù)本發(fā)明所述設(shè)備和方法的發(fā)明實質(zhì)作出的修改或修飾對于進一步的研發(fā)也有利用價值，也落入本發(fā)明的保護范圍中。
權(quán)利要求
1.一種快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的方法，其步驟包括把燃料或石油產(chǎn)品的樣品(2)放置在壓力容器(1)中，其特征在于通過至少一個設(shè)置在所述壓力容器(1)中以及/或者在樣品(2)中的加熱部件把樣品(2)升溫到超過100攝氏度的預(yù)定溫度，然后監(jiān)測壓力容器(1)中的氣壓，以便確定氧化的發(fā)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的方法，其特征在于所述預(yù)定溫度在確認氧化的過程中保持恒定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的方法，其特征在于所述樣品(2)的體積為3到20毫升。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的方法，其特征在于對所述壓力容器(1)和/或者所述樣品(2)使用超聲波來進行振蕩。
5.一種快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的設(shè)備，包括用來盛放燃料或石油產(chǎn)品的樣品(2)的壓力容器(1)，其特征在于所述壓力容器(1)中設(shè)有至少一個加熱部件，所述壓力容器(1)和所述至少一個加熱部件是這樣設(shè)置的所述加熱部件能夠直接加熱樣品(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的設(shè)備，其特征在于所述加熱部件為加熱器(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的設(shè)備，其特征在于所述至少一個加熱部件設(shè)置在所述壓力容器(1)中以及/或者在所述樣品(2)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的設(shè)備，其特征在于所述壓力容器(1)的內(nèi)壁至少有一部分是抗腐蝕表面(11)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的設(shè)備，其特征在于所述抗腐蝕表面(11)是黃金制成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的設(shè)備，其特征在于所述壓力容器(1)的底部以及/或者直接在所述樣品(2)中設(shè)置有一個超聲波振蕩器。
11.一種快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的計算機程序，其特征在于將所述計算機程序輸入數(shù)據(jù)處理設(shè)備的儲存器之后，所述計算機程序可以使所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備能夠控制并完成快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的過程，這個過程如下把燃料或是石油產(chǎn)品的樣品(2)放在一個壓力容器(1)中，然后通過至少一個放置在壓力容器(1)以及/或者在樣品(2)中的加熱部件把樣品(2)加熱到一個超過100攝氏度的預(yù)定溫度，然后監(jiān)測所述壓力容器(1)中的氣壓，以便確定氧化的發(fā)生。
12.一種計算機可讀的存儲器，所述存儲器中儲存有一個計算機程序，其特征在于將所述計算機程序輸入數(shù)據(jù)處理設(shè)備的儲存器之后，所述計算機程序可以使所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備能夠控制并完成快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的過程，這個過程如下把燃料或是石油產(chǎn)品的樣品(2)放在一個壓力容器(1)中，然后通過至少一個放置在壓力容器(1)以及/或者在樣品(2)中的加熱部件把樣品(2)加熱到一個超過100攝氏度的預(yù)定溫度，然后監(jiān)測所述壓力容器(1)中的氣壓，以便確定氧化的發(fā)生。
13.一種計算機可讀的存儲器，所述存儲器中儲存有一個計算機程序的全部或部分，其特征在于將所述計算機程序輸入數(shù)據(jù)處理設(shè)備的儲存器之后，所述計算機程序可以使所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備能夠控制并完成快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的過程，這個過程如下把燃料或是石油產(chǎn)品的樣品(2)放在一個壓力容器(1)中，然后通過至少一個放置在壓力容器(1)以及/或者在樣品(2)中的加熱部件把樣品(2)加熱到一個超過100攝氏度的預(yù)定溫度，然后監(jiān)測所述壓力容器(1)中的氣壓，以便確定氧化的發(fā)生。
14.一種計算機可讀的存儲器，所述存儲器中儲存有一個計算機程序，其特征在于將所述計算機程序輸入數(shù)據(jù)處理設(shè)備的儲存器之后，所述計算機程序可以使所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備能夠控制并完成快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的過程，這個過程如下把燃料或是石油產(chǎn)品的樣品(2)放在一個壓力容器(1)中，然后通過至少一個放置在壓力容器(1)以及/或者在樣品(2)中的加熱部件把樣品(2)加熱到一個超過100攝氏度的預(yù)定溫度，然后監(jiān)測所述壓力容器(1)中的氣壓，以便確定氧化的發(fā)生，所述計算機程序是從電子數(shù)據(jù)網(wǎng)下載到一個和該電子數(shù)據(jù)網(wǎng)相連的數(shù)據(jù)處理設(shè)備中的。
全文摘要
本發(fā)明公開了快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的過程和設(shè)備，以及一個可以控制所述設(shè)備的計算機程序和與其相匹配的可以用計算機讀取的存儲器，本發(fā)明特別適用于模擬燃料或者石油產(chǎn)品的老化過程。本發(fā)明所述的快速確認燃料或者石油產(chǎn)品的氧化的設(shè)備包括一個用來盛取燃料或是石油產(chǎn)品的樣品(2)的壓力容器(1)，壓力容器(1)中設(shè)有至少一個加熱部件。相應(yīng)的過程如下，把所述燃料或是石油產(chǎn)品的樣品(2)放在一個壓力容器(1)中，樣品(2)通過至少一個放置在壓力容器(1)以及/或者在樣品中的加熱部件把樣品(2)加溫到一個超過100攝氏度的預(yù)定溫度，然后監(jiān)測壓力容器(1)中的絕對壓力數(shù)值，以便確定氧化的發(fā)生。
文檔編號G01N7/18GK1896715SQ20061009134
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者本赫德·漢德舒克, 克里斯蒂安·海納, 安德利亞·諾依曼, 休蒂格·舒爾茨, 福柯馬·威爾茨比克 申請人:石油試驗設(shè)備有限公司