[发明专利]用于近红外光谱分析的重油预热装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于近红外光谱分析的重油预热装置及方法，重油预热装置包括：样品瓶加热器、取样探针加热器、取样探针电伴热管缆、样品进测量池电伴热管缆、样品进废液池电伴热管缆，分别对各运输环节的重油进行加热和控温，本方案可以在近红外光谱分析的前后为重油进行预热和传输，解决人工预热和输送过程中重油在传输管道中冷却进而造成堵塞的问题，保证实验的安全性和便利性。此外本装置共有5个温度控制系统，采用多级分段前馈—反馈复合控制方法进行温度控制，具有良好的动态控制品质，有利于提升检测的准确性，保证该预热装置平稳运行。

技术领域

本专利涉及近红外光谱检测领域，具体为一种用于炼化企业近红外光谱分析的重油预热装置及方法。

背景技术

在炼化企业油品近红外光谱检测过程中，考虑到被测物质及环境温度等的变化对近红外光谱检测具有较大影响，对光池(测量池)往往采取密封处理，通过管道给光池注入和排出油品。重油，如蜡油、润滑油等，是原油中的重质组分，具有黏度高、熔点高的特点，常温下重油在光池管道中流动的阻力很大，因此通常对重油进行加热降低油品黏度后再注入光池管道。光池在检测前需要对待测油品精确控温，而检测过程本身也需要一定的时间，由此导致光池管道中重油冷却，给重油在光池及相连管道的传输带来了很多不便。因此，需要一种能在检测中控制待测重油温度和传输重油的预热装置。

工业过程中的温度控制对象往往具有较大的容量滞后，由此导致控制系统响应不及时、超调量大、稳定性差等问题，降低了控制品质。如何设计出合理的控制方法，提高控制系统的动态性能，成为重油预热装置控制方法设计的关键。

发明内容

本专利公开了一种用于近红外光谱分析的重油预热装置，该装置使用泵机为重油的传输提供动力，并在近红外光谱检测中控制重油温度。此外，本装置采用多个温度控制系统对传输的各个环节进行温度控制，前一个温度控制系统产生的偏差作为后一个温度控制系统的前馈输入，实现温度的前馈—反馈复合控制，提高了温度控制的动态性能。本发明装置通过以下方式实现：

本专利装置包括加热件、泵机、温度传感器和可编程逻辑控制器，其中各组成部分功能如下：

所述加热件，用于控制待测油品的温度；

所述泵机，用于为各管路中油品输送提供动力；

所述温度传感器，用于采集预热装置中不同环节的温度；

所述可编程逻辑控制器，用于执行重油预热装置的温度控制方法。

进一步的，所述加热件包括样品瓶加热器、取样探针加热器、取样探针电伴热管缆、样品进测量池电伴热管缆、样品进废液池电伴热管缆，为各个环节加热。

进一步的，所述温度传感器包括样品瓶温度传感器、取样探针温度传感器、取样探针管道温度传感器、样品进测量池管道温度传感器、样品进废液池管道温度传感器，对各加热环节的待测重油温度进行检测。

该装置加热和控温的步骤如下：

(1)使用样品瓶加热器对重油进行加热，使用样品瓶温度传感器进行温度监测，当重油温度在目标温度附近稳定后，将采样探针放入重油中，启动泵机；

(2)取样探针加热器对进入探针的重油进行加热和保温，使用取样探针温度传感器进行温度监测，控制重油的温度在目标温度附近，保证重油在取样探针中的传输；

(3)使用取样探针电伴热管缆对与取样探针相连的管道中的重油进行加热和保温，使用取样探针管道温度传感器进行温度监测，控制重油的温度在目标温度附近，保证重油在管道中的传输；

(4)重油从取样探针管路中进入泵机，再由泵机进入样品进检测池管道，使用样品进测量池电伴热管缆对管道中运输的重油进行加热和保温，使用样品进测量池管道温度传感器进行温度监测，控制重油的温度在目标温度附近，保证重油在管道中的传输；