[发明专利]复合传感器汽油标号测试仪

说明书

本发明属于汽油抗暴指数-辛烷值，俗称汽油标号的采样测试仪表。目前，在石化企业中，测定辛烷值的方法是马达法(MON)和条件相对宽松一些的研究法(RON)。这是一种“古老”的也是最直接的方法。目前世界各国仍然在作为标准检测方法使用。同时也有一些新的方法在研究，比如用红外光谱法，色谱法等物理化学分析手段进行辛烷值的测定。这些方法特点是使用的设备价格昂贵，体积庞大，检测费时、费力、费钱。

本发明的目的是克服现有的测试技术的不足，利用复合传感技术进行检测，做到大大提高检测的效率，实现快速、廉价的检测。

本发明的目的是这样实现的：

1．汽油标号是与其组分的综合介电常数有关的，同时介电常数又与温度有关。因此测定的方法特征在于：

(a)汽油标号Y与介电常数εr和温度T等物理量的函数关系为：

Y=F(εr,T)=w₁^*T+w₂^*f(εr)+b其中w₁、w₂为权重，b为修正偏移量，f(εr)为频率值。根据(a)所述的方法，测试的传感器结构其特征在于：

(b)绝缘骨架(4)，其下部可组装多组环形的电极(1)，其上部加盖(3)，其中间空隙部分(2)为电容-频率变换电路，其中心嵌有热敏电阻温度传感器(5)。

(c)测试仪的特征在于：由电容传感器测试汽油的相对介电常数，连接信号变换电路变换为频率值f(εr)，直接送入单片机的计数接口。由温度传感器测试出汽油的温度值T，经过A/D变换，送入单片机，由标定电路对仪表进行两点标定，得到w₁、w₂和b值，有关数据存储在EEPROM中测试结果显示在与单片机相连的显示器上。各电路部分还与供电电路和基准电源电路相连。

复合传感器汽油标号测试仪，传感器的特征在于：多组环形电极的外层电极为屏蔽极，电容值变换为频率的电路与传感器为一体。

复合传感器汽油标号测试仪的传感器的结构，其特征在于：测试仪表数据处理及显示部分与传感器是分离的，使用屏蔽导线相连，距离可以大于10米；传感器屏蔽极与连接线屏蔽极相连，在仪表部分接地。

本发明的装置如下：

复合传感器汽油标号测试仪包括复合传感器探头，复合传感器探头结构如图1所示。仪表壳体，壳上开有LCD或LED显示窗口，壳内有电路板，板上有拨子开关，有可调电阻模拟汽油标号值的输入电路；复合传感器探头与仪表用长度大于10米的屏蔽电缆连接。传感器探头由不同外径的金属圆筒，组装在绝缘的骨架(4)上，其上部加盖(3)，其中间空隙部分(1)为电容-频率变换电路，在骨架的中心嵌有热敏电阻温度传感器(5)。

本发明的测试仪具有如下特点：

1．通过两个已知标号的汽油标定后，在不同的环境温度下，测试出温度T和频率f，由公式Y=F(εr,T)可以测试出汽油的标号，并用数字直接显示在仪表上。

2．本发明是一种快速、简洁的测试汽油标号的仪器。

3．本发明的测试线路简单，复合传感器探头可由模具制造，成本低廉，信号处理由单片机控制；实现了智能化，只要打开电源就可测试；整个仪表成本很低，对于一般的消费者可以接收。

附图说明：

图1、复合传感器结构示意图。1-多组环形电极，2-电容-频率转换电路，3-盖，4-绝缘骨架，5-温度传感器；

图2、复合传感器汽油标号测试仪硬件结构框图；

图3、传感器等效电路；

图4、复合传感器汽油标号测试仪实施线路原理图；

图5、主程序流程图。

实施例

本发明的复合传感器汽油标号测试仪由两部分组成：传感器探头和仪表。探头外形尺寸为Φ25×35mm，传感部分为Φ25×15mm，由长为15mm壁厚为0.5的直径不同的五个不锈钢管嵌套而组成，最外层的钢管为屏蔽层，其余四个构成一个电容传感器，连接的等效电路如图2所示。

本发明的实际结构钢管是粘结在刻有环形固定槽的尼龙底座上的，构成的电容值在20～30P。前级电路由锁相环4046组成，电容值直接变换为频率值，频率范围在500kHz～1MHz间。温度传感器为NTC热敏电阻，前级电路有LM258构成。仪表数据处理选用低功耗的PIC16C73单片机，LCM7211作为液晶显示电路，X25043为数据存储器。电路原理框图如图3所示。实现电路如图4所示。软件流程如图5所示。