利用微波的油微量水分檢測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，尤其是一種利用微波的油微量水分檢測(cè)裝置及方法，屬于油水檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]很多成品油都或多或是含有微量水分，對(duì)于某些場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，油品內(nèi)含有微量水分超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，就屬于不合格產(chǎn)品，譬如糧食油、柴油等。對(duì)于一些對(duì)含水要求更高的場(chǎng)合，譬如變壓器油，如果水分含量高，就會(huì)造成變壓器絕緣性能下降，從而造成嚴(yán)重事故。因此，在電力行業(yè)，需要定期對(duì)變壓器油進(jìn)行取樣檢測(cè)。
[0003]針對(duì)油品的微量含水檢測(cè)，目前均采用卡爾費(fèi)休滴定庫(kù)倫法，其是利用取樣器(注射器)將固定體積的油樣注射入卡爾費(fèi)休試劑溶液，攪拌一段時(shí)間，使油樣內(nèi)水分與試劑充分反應(yīng)，然后通過(guò)電極將水分電解，所消耗的電量，對(duì)應(yīng)的就是水分的含量。這種檢測(cè)方法存在很多缺陷:1)、過(guò)程復(fù)雜繁瑣；2)、取樣量受人為影響太大，取Iml油樣誤差至少5% ;
3)、測(cè)量精度差，進(jìn)口儀器精度也低于5ppm ;4)、重復(fù)性差，重復(fù)性大于5ppm，一般都是通過(guò)將多次測(cè)量值取平均處理；5)、穩(wěn)定性差，儀器本身容易漂移；6)、需要消耗大量試劑和油樣；6)、無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種利用微波的油微量水分檢測(cè)裝置及方法，其結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，重復(fù)性穩(wěn)定性好，不僅便于攜帶，還可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述利用微波的油微量水分檢測(cè)裝置，包括用于容納待檢測(cè)成品油的檢測(cè)殼體，檢測(cè)殼體上設(shè)有用于將成品油注入到所述檢測(cè)殼體內(nèi)的進(jìn)油口，所述檢測(cè)殼體內(nèi)設(shè)有天線支架，在所述天線支架上纏繞有呈螺旋分布的檢測(cè)天線，檢測(cè)天線與天線支架相互絕緣；檢測(cè)天線的端部與檢測(cè)殼體外的微波處理電路板電連接；
所述微波處理電路板包括用于與檢測(cè)天線兩端電連接的高頻電路以及與所述高頻電路連接的微處理器電路；高頻電路能產(chǎn)生通過(guò)檢測(cè)天線發(fā)射傳輸?shù)母哳l微波信號(hào)，且高頻電路能通過(guò)檢測(cè)天線接收在待檢測(cè)成品油中傳播后的電磁回波信號(hào)，高頻電路根據(jù)高頻微波信號(hào)以及電磁回波信號(hào)向微處理器電路傳輸含水檢測(cè)信號(hào)，微處理器電路根據(jù)含水檢測(cè)信號(hào)確定所述待檢測(cè)成品油中的含水率。
[0006]所述檢測(cè)殼體呈圓柱狀，天線支架豎直分布在檢測(cè)殼體的底端，且天線支架與檢測(cè)殼體呈同軸分布。
[0007]所述進(jìn)油口位于檢測(cè)殼體的頂端，且在檢測(cè)殼體的頂端還設(shè)有出氣口。
[0008]在檢測(cè)殼體外的下部設(shè)有用于將檢測(cè)殼體內(nèi)注入的待檢測(cè)成品油排出的排液管，所述排液管上設(shè)有排液閥。
[0009]所述檢測(cè)天線的一端與高頻電路電連接后穿入天線支架內(nèi)，且位于天線支架內(nèi)的檢測(cè)天線沿所述天線支架的長(zhǎng)度分布；
檢測(cè)天線的另一端與高頻電路電連接后從檢測(cè)殼體的底部穿入檢測(cè)殼體內(nèi)，且呈螺旋狀纏繞在天線支架的外壁上，所述纏繞在天線支架外壁上的檢測(cè)天線與位于天線支架內(nèi)的檢測(cè)天線電連接。
[0010]所述纏繞在天線支架外壁上的檢測(cè)天線與天線支架間用環(huán)氧樹(shù)脂填平磨光，且檢測(cè)天線與檢測(cè)殼體的結(jié)合部利用環(huán)氧樹(shù)脂密封。
[0011]所述微波處理電路板位于檢測(cè)殼體的正下方，且微波處理電路板與檢測(cè)殼體利用螺紋密封連接。
[0012]所述微處理器電路與通訊電路連接，與通訊電路連接的引出線通過(guò)微波處理電路板上的引出線接口穿出微波處理電路板外。
[0013]一種利用微波的油微量水分檢測(cè)方法，所述油微量水分檢測(cè)方法包括如下步驟:
a、提供用于容納待檢測(cè)成品油的檢測(cè)殼體，并通過(guò)檢測(cè)殼體上的進(jìn)油口向檢測(cè)殼體內(nèi)注滿待檢測(cè)的成品油；
b、檢測(cè)殼體內(nèi)的天線支架上纏繞呈螺旋分布的檢測(cè)天線，通過(guò)檢測(cè)殼體外微波處理電路板上的尚頻電路向檢測(cè)天線上施加尚頻微波?目號(hào)；
C、高頻電路通過(guò)檢測(cè)天線接收在待檢測(cè)成品油中傳播后的電磁回波信號(hào)，高頻電路根據(jù)高頻微波信號(hào)以及電磁回波信號(hào)向微處理器電路傳輸含水檢測(cè)信號(hào)，微處理器電路根據(jù)含水檢測(cè)信號(hào)確定所述待檢測(cè)成品油中的含水率。
[0014]所述檢測(cè)殼體呈圓柱狀，天線支架豎直分布在檢測(cè)殼體的底端，且天線支架與檢測(cè)殼體呈同軸分布；
所述檢測(cè)天線的一端與高頻電路電連接后穿入天線支架內(nèi)，且位于天線支架內(nèi)的檢測(cè)天線沿所述天線支架的長(zhǎng)度分布；
檢測(cè)天線的另一端與高頻電路電連接后從檢測(cè)殼體的底部穿入檢測(cè)殼體內(nèi)，且呈螺旋狀纏繞在天線支架的外壁上，所述纏繞在天線支架外壁上的檢測(cè)天線與位于天線支架內(nèi)的檢測(cè)天線電連接。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):待檢測(cè)成品油注入檢測(cè)殼體內(nèi)，頻電路根據(jù)高頻微波信號(hào)以及電磁回波信號(hào)向微處理器電路傳輸含水檢測(cè)信號(hào)，微處理器電路根據(jù)含水檢測(cè)信號(hào)確定所述待檢測(cè)成品油中的含水率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和操作使用方便，檢測(cè)人員只需要將待檢測(cè)成品油從進(jìn)油口注入檢測(cè)殼體內(nèi)，能立即得到所需的含水率，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程僅需要數(shù)秒種，檢測(cè)過(guò)程不會(huì)影響待檢測(cè)成品油的特性，被測(cè)的成品油樣仍然可以繼續(xù)使用，測(cè)量精度高，可以達(dá)到lppm，重復(fù)性好，穩(wěn)定性好，受環(huán)境各方面的影響小，耗電少，整體功耗小于1W，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種油品生產(chǎn)過(guò)程中的在線微量水分檢測(cè)，安全可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-檢測(cè)殼體、2-微波處理電路板、3-進(jìn)油口、4-出氣口、5-天線支架、6-檢測(cè)天線、7-排液管、8-高頻電路、9-微處理器電路、10-通訊電路、11-引出線接口、12-連接線以及13-排液閥。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖1所示:為了能提高對(duì)成品油中微量水分含水率的檢測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)的目的，本發(fā)明包括用于容納待檢測(cè)成品油的檢測(cè)殼體1，檢測(cè)殼體I上設(shè)有用于將成品油注入到所述檢測(cè)殼體I內(nèi)的進(jìn)油口 3，所述檢測(cè)殼體I內(nèi)設(shè)有天線支架5，在所述天線支架5上纏繞有呈螺旋分布的檢測(cè)天線6，檢測(cè)天線6與天線支架5相互絕緣；檢測(cè)天線6的端部與檢測(cè)殼體I外的微波處理電路板2電連接；
所述微波處理電路板2包括用于與檢測(cè)天線6兩端電連接的高頻電路8以及與所述高頻電路8連接的微處理器電路9 ;高頻電路8能產(chǎn)生通過(guò)檢測(cè)天線6發(fā)射傳輸?shù)母哳l微波信號(hào)，且高頻電路8能通過(guò)檢測(cè)天線6接收在待檢測(cè)成品油中傳播后的電磁回波信號(hào)，高頻電路8根據(jù)高頻微波信號(hào)以及電磁回波信號(hào)向微處理器電路9傳輸含水檢測(cè)信號(hào)，微處理器電路9根據(jù)含水檢測(cè)信號(hào)確定所述待檢測(cè)成品油中的含水率。
[0020]具體地，通過(guò)檢測(cè)殼體I收容待檢測(cè)的成品油，微波處理電路板2位于檢測(cè)殼體I夕卜，高頻電路8能產(chǎn)生高頻微波信號(hào)，高頻電路8產(chǎn)生的高頻微波信號(hào)施加在檢測(cè)天線6上，以通過(guò)檢測(cè)天線6傳輸后進(jìn)入檢測(cè)殼體I內(nèi)，從而在檢測(cè)殼體I內(nèi)產(chǎn)生電磁場(chǎng)。由于電磁波在不同介電常數(shù)的介質(zhì)中傳播的特性不一樣，尤其是水和油的階段常數(shù)相差非常大，水分對(duì)電磁波的傳輸特性影響比油大，從而高頻電路8能通過(guò)檢測(cè)天線6接收電磁回波信號(hào)。高頻電路8根據(jù)產(chǎn)生的高頻微波信號(hào)與接收電磁回波信號(hào)之間的變化，能產(chǎn)生含水檢測(cè)信號(hào)。一般地，含水檢測(cè)信號(hào)是與含水率呈正比的直流電壓信號(hào)，微處理器電路9能根據(jù)含水檢測(cè)信號(hào)確定待檢測(cè)成品油中的含水率。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例中，高頻電路8產(chǎn)生高頻微波信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)天線6接收電磁回波信號(hào)以及根據(jù)高頻微波信號(hào)與電磁回波信號(hào)之間變化產(chǎn)生含水檢測(cè)信號(hào)的過(guò)程均為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，具體可以參考公開(kāi)號(hào)為CN104155315A中的描述說(shuō)明。微處理器電路9可以采用常用的微處理芯片，如單片機(jī)等。具體實(shí)施時(shí)，可以在微處理器電路9中存儲(chǔ)若干與含水檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的含水率，從而在接收到高頻電路8傳輸?shù)暮畽z測(cè)信號(hào)后能通過(guò)對(duì)比等方式確定含水率。微處理器電路9能存儲(chǔ)與含水檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的含水率可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同成品油中微量水分之間的關(guān)系進(jìn)行預(yù)先確定，具體的確定過(guò)程為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。
[0022]進(jìn)一步，所述檢測(cè)殼體I呈圓柱狀，天線支架5豎直分布在檢測(cè)殼體I的底端，且天線支架5與檢測(cè)殼體I呈同軸分布。所述進(jìn)油口 3位于檢測(cè)殼體I的頂端，且在檢測(cè)殼體I的頂端還設(shè)有出氣口 4。在檢測(cè)殼體I外的下部設(shè)有用于將檢測(cè)殼體I內(nèi)注入的待檢測(cè)成品油排出的排液管7，所述排液管7上設(shè)有排液閥13。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例中，檢測(cè)殼體I呈圓柱狀，天線支架5在檢測(cè)殼體I內(nèi)的長(zhǎng)度小于檢測(cè)殼體I的高度，進(jìn)油口 3、排氣口 4分居在天線支架5軸線的兩側(cè)，天線支架5的形狀可以也為圓柱狀，天線支架5可以采用聚四氟乙烯等耐油的絕緣材料。通過(guò)排氣口 4能將成品油注入時(shí)的氣體排出，確保檢測(cè)殼體I內(nèi)充滿所述待檢測(cè)的成品油。在對(duì)檢測(cè)殼體I內(nèi)的待檢