專利名稱：全自動開口閃點測定儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油化工產品檢測儀器領域，具體涉及一種石油產品開口閃點自動測定儀。
背景技術：
目前，我國石油化工產品使用的開口閃點測定儀為單油杯試樣或雙油杯試樣，如申請?zhí)?03213809，申請日 2003年6月24日，申請人 吉林市海天電氣設備有限責任公司，發(fā)明名稱 雙杯位石油產品閃點測定儀，該種雙杯位石油產品閃點測定儀，它包括儀器箱，在儀器箱內設置杯位，在杯位設有加熱器，在加熱器上方置有盛裝試樣的油杯，設有溫度傳感器、閃點傳感器，點火器、試驗火焰發(fā)生器，其特征是在儀器箱內還設有另一杯位，設有由升降電機軸與螺桿連接，螺桿與升降套的螺母相配合組成的升降機構；設有由轉臂電機軸與轉臂連接組成的轉臂機構，轉臂機構置于升降機構上；溫度傳感器、閃點傳感器，點火器、試驗火焰發(fā)生器均裝于轉臂機構上。具有可以連續(xù)測定，測定效率高，測定結果準確，使用方便，能夠用于開口、閉口兩種杯法的測定、滿足國家標準要求等優(yōu)點。存在的主要問題是自動化程度不高，使用操作不理想，對于多品種批量油品試樣測試效率低，勞動強度較高。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服上述缺陷，提供一種具有六杯油品試樣自動升降轉向進樣，自動劃掃、自動點火、自動測試，工作過程自動化，不需要人為干預就可以連續(xù)測量并記錄六個油品試樣開口閃點值的全自動測定儀，并具有大屏幕彩色液晶觸摸屏顯示器，中文菜單操作界面、打印測試結果功能的全自動開口閃點測定儀。
本實用新型為了解決上述技術問題所采用的技術方案是該全自動開口閃點測定儀，包括儀器箱、自動控制電路，其特征在于儀器箱包括探測頭部分、劃掃部分、轉盤部分、油杯、觸摸屏顯示器、打印機，自動控制電路包括數(shù)據處理電路，閃火狀態(tài)檢測電路，電源電路，控制及行程反饋電路，驅動電路，數(shù)據處理電路與閃火狀態(tài)檢測電路、控制及行程反饋電路、驅動電路連接，電源電路分別與各電路連接。
探測頭部分包括定位螺釘、轉盤、聯(lián)接板、支撐臂、支撐塊、定位塊、交流伺服電動機、微動開關、機架、內閃環(huán)組件、測溫桿組件、外閃環(huán)組件。外閃環(huán)組件、內閃環(huán)組件測試樣品的閃點值，由測溫桿組件通過系統(tǒng)指令將樣品的閃點值結果顯示在顯示屏上，探測頭按系統(tǒng)指令由交流伺服電動機帶動，通過轉盤、定位螺釘、聯(lián)接板、定位塊、支撐臂、支撐塊，做上抬或下落動作、在到達頂端或底端時由微動開關控制自動停止。
劃掃部分包括同步電動機、小齒輪、大齒輪、擺軸、劃掃桿、光電開關、導電部分、點火絲，同步電動機。當永磁容分同步電動機運動時，通過小齒輪、大齒輪、擺軸帶動劃掃桿自動做水平劃掃并由光電開關控制完成過程，電點火通過導電部分，由點火絲點燃測試樣品。
轉盤部分包括二相混合式步進電動機、定向套、定位軸、光電開關、六杯盤、升降螺母、絲杠。當二相混合式步進電動機運行時，通過絲杠帶動升降螺母運動時，定位軸在定向套槽中自如滑行，六杯盤按順時針自動升降、當自動轉向60°時由光電開關控制自動停止，六杯盤按系統(tǒng)順序間斷的程序自動運行定位，進行下一個不同樣品的測試。
數(shù)據處理電路包括單片機U3、電平轉換器U6、時鐘芯片U4、施密特反向器U1、U2、達林頓反向驅動器U5、IIC串行總線存儲器U7、接口J1-J13、四位撥碼開關S1、電阻R1-R55、電容C1-C20、B1鋰離子電池、晶振Y1、Y2。
閃火狀態(tài)檢測電路包括變壓器T1、NE555時基集成電路U8、接口J14、電阻R56-R67、電容C21-C27、三極管Q1、Q2、二極管D1、D2、比較器U11A、U11B、光電耦合器U9、施密特反向器U10B。
電源電路包括接口J15、硅整流橋V1、V2、V3、V4、V5、電容C28-C65、集成三端穩(wěn)壓器V6-V12。
控制及行程反饋電路包括四2輸入端與門U12、施密特反向器U10B-U10F、U11、電容、C66、C67電阻R68-R71。
驅動電路包括達林頓反相驅動器U13、接口J17、電阻R72-R78。
工作原理該儀器按照GB3536-83、GB267-88標準方法規(guī)定的升溫曲線設計，由微控制器控制加熱爐對樣品加熱，并顯示樣品溫度和預置閃點的溫度。按照標準要求自動控制氣路系統(tǒng)打開氣閥，可以采用氣點火或電點火兩種點火方式，劃掃等一系列動作。當出現(xiàn)閃點時自動將這一瞬間溫度鎖定顯示，并有聲音提示，同時控制風冷系統(tǒng)冷卻加熱器，一號試驗杯測試完畢，自動升起脫離加熱器，當爐溫降到56℃時，二號試驗杯按順時/逆時針自動轉向降落到加熱器上加熱，重復上述動作進行試樣測試工作，一次可自動完成六個試樣測試，也可做成單個或兩個、三個試驗杯的儀器供不同場合、不同油品的測試使用，原理和控制完全相同，只是轉盤部分不同。
與現(xiàn)有技術相比本實用新型所具有的有益效果是該全自動開口閃點測定儀滿足國標GB3536-83、GB267-88的標準方法要求，具有六杯樣品自動轉向升降進樣，自動劃掃、自動點火、自動測試功能，工作過程自動化，不需要人為干預就可以連續(xù)測量并記錄六個樣品的閃點值，測定效率高，測定結果準確，該儀器采用國內最先進的C8051系列的高速性能微機控制器，主機系統(tǒng)采用SMT表面貼狀工藝、系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，采用大屏幕彩色液晶觸摸屏顯示器，中文菜單操作界面、操作更簡單直觀，采用漢字熱敏式打印機，具有打印清晰，速度塊、噪音低等優(yōu)點，是用戶理想的換代產品。


圖1是本實用新型全自動開口閃點測定儀整機結構示意圖；圖2是圖1探測頭部分結構示意圖；圖3是圖1劃掃部分結構示意圖；圖4是圖1轉盤部分結構示意圖；圖5是控制原理框圖；圖6是本實用新型全自動開口閃點測定儀數(shù)據處理電路原理圖；圖7是本實用新型全自動開口閃點測定儀閃火狀態(tài)檢測電路原理圖；圖8是本實用新型全自動開口閃點測定儀電源電路原理圖；圖9是本實用新型全自動開口閃點測定儀控制及行程反饋電路原理圖；圖10是本實用新型全自動開口閃點測定儀驅動電路原理圖。
圖1-10是本實用新型全自動開口閃點測定儀最佳實施例，其中1儀器箱 2打印機 3觸摸屏顯示器 4探測頭部分 5劃掃部分 6轉盤部分 7油杯 8定位螺釘 9轉盤 10聯(lián)接板 11支撐臂 12支撐塊 13定位塊 14ND-D-J交流伺服電動機 15KMA-1214微動開關(250V、5A) 16機架 17內閃環(huán)組件 18測溫桿組件 19外閃環(huán)組件 2045TRY01-JI永磁容分同步電動機(250V、50HZ) 21小齒輪 22大齒輪 23擺軸 24劃掃桿 25TFK19040光電開關 26導電部分27點火絲 2886BYG350C二相混合式步進電動機 29定向套 30定位軸 31TFK19040光電開關 32六杯盤 33升降螺母 34絲杠；U3C8051F020單片機 U6SP3223電平轉換器 U4時鐘芯片 U5、U13達林頓反相驅動器 U1、U2、U10、U11六反相施密特觸發(fā)器 U7IIC串行總線存儲器 U12四2輸入端與門 U8時基集成電路 U11高速比較器 U9光電耦合器 V1、V2、V3、V4、V5硅整流橋 V6、V7、V8、V9、V10、V11、V12集成三端穩(wěn)壓器 Y1、Y2晶體振蕩器 T1變壓器 S1四位撥碼開關 R1-R78電阻器 Q1開關三極管 Q2三極管 F1-F10鐵氧體磁珠 D1、D2二極管 C1-C67電容器 B1鋰離子電池 J1-J16接口蜂鳴器。
具體實施方式
以下結合附圖1-10對本實用新型全自動開口閃點測定儀做進一步說明如圖1所示，本實用新型全自動開口閃點測定儀整機包括儀器箱1、打印機2、觸摸屏顯示器3、探測頭部分4、劃掃部分5、轉盤部分6、油杯7。
如圖2所示，探測頭部分包括定位螺釘8、轉盤9、聯(lián)接板10、支撐臂11、支撐塊12、定位塊13、ND-D-J交流伺服電動機14、KMA-1214微動開關(250V、5A)15、機架16、內閃環(huán)組件17、測溫桿組件18、外閃環(huán)組件19，外閃環(huán)組件19、內閃環(huán)組件17測試樣品的閃點值，由測溫桿組件18通過系統(tǒng)指令將樣品的閃點值結果顯示在顯示屏3上，探測頭按系統(tǒng)指令由交流伺服電動機14帶動，通過轉盤9、定位螺釘8、聯(lián)接板10、定位塊13、支撐臂11、支撐塊12，做上抬或下落動作、在到達頂端或底端時由微動開關15控制自動停止。
如圖3所示，劃掃部分包括45TRY01-JI永磁容分同步電動機(220V、50HZ)20、小齒輪21、大齒輪22、擺軸23、劃掃桿24、TFK19040光電開關25、導電部分26、點火絲27，當永磁容分同步電動機20運動時，通過小齒輪21、大齒輪22、擺軸23帶動劃掃桿24自動做水平劃掃并由光電開關25控制完成過程，電點火通過導電部分26，由點火絲27點燃測試樣品。
如圖4所示，轉盤部分包括86BYG350C二相混合式步進電動機28、定向套29、定位軸30、TFK19040光電開關31、六杯盤32、升降螺母33、絲杠34，當二相混合式步進電動機28運行時，通過絲杠34帶動升降螺母33運動時，定位軸30在定向套29槽中自如滑行，六杯盤32按順時針自動升降、當自動轉向60°時由光電開關31控制自動停止，六杯盤32按系統(tǒng)順序間斷的程序自動運行定位，進行下一個不同樣品的測試。
如圖5所示，自動控制電路包括數(shù)據處理電路，閃火狀態(tài)檢測電路，電源電路，控制及行程反饋電路，驅動電路、溫度傳感器、觸摸屏顯示器、打印機、探測頭電動機、滑掃桿電動機、轉盤電動機、冷風機、電磁閥、加熱爐，RS232電平轉換器。數(shù)據處理電路為單片機，單片機分別與閃火狀態(tài)檢測電路、控制及行程反饋電路、驅動電路、溫度傳感器、電源電路、觸摸屏顯示器、打印機、RS232電平轉換器連接，驅動電路分別與冷風機、電磁閥、加熱爐、探測頭電動機、滑掃桿電動機、轉盤電動機連接，探測頭電動機、滑掃桿電動機、轉盤電動機與控制及行程反饋電路連接，加熱爐與溫度傳感器連接。
如圖6所示，數(shù)據處理電路包括單片機U3、電平轉換器U6、時鐘芯片U4、施密特反向器U1、U2、達林頓反向驅動器U5、IIC串行總線存儲器U7、接口J1-J13、四位撥碼開關S1、電阻R1-R55、電容C1-C20、B1鋰離子電池、晶振Y1、Y2。
單片機U3的1-4腳為JTAG接口，該接口用作程序的下載及仿真。他通過接口J2與適配器連接。程序下載結束后撥動四位撥碼開關S1，使JTAG接口四根信號線通過R3、R4、R5、R6接地，防止引入干擾。
單片機U3的5腳為復位端口，低電平有效。電阻R52、R36、電容C3、C13在系統(tǒng)上電時產生其所需的復位時序。
單片機U3的6-9、腳經電阻R17、R18、R19、R20接地。
單片機U3的20-25腳經電阻R21、R22、R23、R24、R25、R26接地。
接口J6為溫度輸入接口，其輸入為電流信號，經電阻R50、R51將其轉換為電壓信號，電壓信號再經電阻R37、R38、電容C5、C6組成的阻容濾波網絡輸入到單片機U3的18、19腳進行AD轉換。
單片機U3的12腳為電壓基準輸出端，單片機U3的15、16、17腳為電壓基準輸入端。將單片機U3的12腳的輸出電壓經電容C7、C12濾波再接入單片機U3的15、16、17腳電壓基準輸入端。
單片機U3的26-27腳與晶振Y1，電容C14、C15組成振蕩電路，為單片機U3提供時鐘信號。電容C14、C15的另一端接地。
單片機U3的28腳接接口J8的2腳，它的電平高低決定系統(tǒng)有無電壓監(jiān)測功能，將其接高電平，系統(tǒng)啟動電壓監(jiān)測功能。該功能保證在系統(tǒng)電源過低時，使系統(tǒng)停止工作，電源正常后產生復位信號，啟動系統(tǒng)。
單片機U3的29腳為打印機忙信號輸入端，該端口的狀態(tài)由打印機控制，打印機忙的時候該端口被置高電平，表明打印機不能接收數(shù)據，單片機在該端口為低電平時訪問打印機。接施密特反向器U1，U1有濾波及電平轉換作用。
單片機U3的30腳為液晶忙信號輸入端，該端口的狀態(tài)由液晶控制，液晶忙的時候該端口被置高電平，表明液晶不能接收數(shù)據，單片機U1在該端口為低電平時訪問液晶。接施密特反向器U1，U1有濾波及電平轉換作用。
單片機U3的31腳為打印機選通輸出端，該位有效表明數(shù)據線上傳輸?shù)臄?shù)據對打印機有效。
單片機U3的32腳為液晶選通輸出端，該位有效表明數(shù)據線上傳輸?shù)臄?shù)據對液晶有效。
接口J7為探測頭位置反饋信號輸入端。它通過下拉電阻R16、R27接地，即保證探測頭不在極限位置時，該信號輸出為0。當探測頭到達極限位置，信號為高電平，并經電阻R35、R42、電容C2、C8組成的阻容濾波網絡及施密特反向器U1、U2單片機U3的33、34腳。
單片機U3的35、36腳為轉盤32極限位置反饋信號輸入端。該信號由接口J10經施密特反向器U1、U2整形濾波輸入單片機U3的35、36腳。當轉盤32到達上下兩個極限位置時，光電開關31發(fā)出該信號。
單片機U3的39、40、41腳為轉盤步進電動機28的控制信號，分別為步進脈沖信號、步進電動機轉向信號、步進電動機脫機信號。單片機U3的39、40、41腳經施密特反向器U2接達林頓反向驅動器U5的1、2、3腳，達林頓反向驅動器U5的16、15、14腳分別經電阻R53，R54、R55接接口J11的1、2、3腳。
單片機U3的42腳為蜂鳴器控制輸出，蜂鳴器用于系統(tǒng)啟動，按鍵操作，閃點檢測等狀態(tài)的聲音提示。蜂鳴器正端接正電源，負端接達林頓反向驅動器U5。單片機U3的42腳經施密特反向器U2控制達林頓反向驅動器U5的導通。
單片機U3的43、44腳為IIC串行總線的數(shù)據線和時鐘線，分別與IIC串行總線存儲器U7(24C01)的SDA，SCL相連。U7為EEPROM存儲器，具有掉電保存功能，用于存儲程序參數(shù)。SDA，SCL分別經電阻R43，R44上拉至高電平。IIC串行總線存儲器U7的1、2、3管腳為片選端，在系統(tǒng)中直接接地，U7的電源端接去耦電容C11。
單片機U3的45、46、49腳接DS1302時鐘芯片U4，并通過上拉電阻R39、R40、R41接至高電平，用于讀取時鐘信息。DS1302時鐘芯片U4的2、3腳接晶振Y2。DS1302時鐘芯片U4的8腳接B1離子電池，在系統(tǒng)斷電后保證時鐘能夠繼續(xù)運行。DS1302時鐘芯片U4的1、4腳接電容C10。
單片機U3的47、48腳接接口J9劃掃桿24位置反饋信號輸入端。接口J9接光電開關25的輸出。
單片機U3的50、51腳為劃掃桿24順時針，逆時針劃掃控制信號輸出端?？刂戚敵龆私域寗与娐房刂朴来湃莘滞诫姍C20的順時針旋轉和逆時針旋轉。
單片機U3的52腳為電磁閥控制信號輸出端。它控制電磁閥的導通截止。
單片機U3的53腳為冷風機控制信號輸出端，完成一個油樣的測試后它控制冷卻風機啟動，來給加熱爐進行風冷降溫。
單片機U3的54腳為測溫桿組件18升降控制信號輸出端，它通過驅動電路來控制交流伺服電動機14實現(xiàn)測溫桿組件18的升降。
單片機U3的56腳為中斷輸入端，接閃火檢測電路的輸出。當內、外閃環(huán)組件17、19檢測到閃火時，會輸出一個低電平信號，該信號作用在INT0管腳使系統(tǒng)產生一次硬件中斷。
單片機U3的57腳為點火絲27控制輸出端。它輸出一個脈寬調制信號(PWM)來控制點火絲27的通電時間，從而來調節(jié)點火絲27的亮度。
單片機U3的58腳為加熱爐控制輸出端，系統(tǒng)根據升溫曲線確定當前升溫速率，計算出所需的加熱占空比，輸出脈寬調制信號(PWM)來控加熱爐的通電加熱時間，從而來控制樣品油的升溫速率。
單片機U3的59、60腳為串口2的接收發(fā)送端口，與SP3223電平轉換器U6的10、12腳相連。SP3223的作用是實現(xiàn)TTL電平與RS232電平的轉換。轉換后的RS232電平由SP3223電平轉換器U6的8、9腳輸出，接儀器的RS232電平轉換器接口，該接口用于儀器與PC的數(shù)據通訊。
電容C16、C17、C19、C20為TTL電平與RS232電平的轉換所需的電容器。電容C9、C18是SP3223的去耦電容。
單片機U3的61、62腳為串口1的接收發(fā)送端口，它與SP3223電平轉換器U6的13、15腳相連。SP3223電平轉換器的作用是實現(xiàn)TTL電平與RE232電平的轉換。轉換后的RS232電平由SP3223電平轉換器U6的16、17腳輸出，接LCD顯示器的觸摸屏控制接口。該接口用于接收觸摸屏發(fā)出的坐標信息，實現(xiàn)人機交互。
單片機U3的65-72腳為單片機U3的P7口，通過九針排阻R49接地，防止引入干擾。
單片機U3的73-80腳為單片機U3的P6口，通過九針排阻R47接地，防止引入干擾。
單片機U3的81-88腳為單片機U3的P5口，為了做擴展使用將其通過接口J5引出。并且可選擇通過電阻R28-R34、R45上拉至VCC，也可通過電阻R9-R15、R46或R48九針排阻接地，防止引入干擾。
單片機U3的91-98腳為單片機U3的P4口，P4口為液晶顯示器與打印機共用的數(shù)據口。經九針排阻R2上拉至高電平。
單片機U3的37、64、90腳為VDD電壓輸入端。單片機U3的38、63、89腳為DGND系統(tǒng)電源地。單片機U3的99、100腳經電阻R7、R8接地。
如圖7所示，閃火狀態(tài)檢測電路包括變壓器T1、NE555時基集成電路U13、接口J6、電阻R11、R35-R36、R52-R59、R61、電容C2-C5、C16、C21、C26、三極管Q1、Q2、二極管D1、D2、比較器U14A、U14B、光電耦合器U15、施密特反向器U12F。
NE555時基集成電路U8與電阻R56、R57、C22、C23組成振蕩電路，在DIS管腳產生一個振蕩信號。振蕩信號經電阻R58接至開關三極管Q1的基極，來控制三極管Q1的導通截止。三極管Q1的發(fā)射極接地，集電極接升壓變壓器T1的2端。
升壓變壓器T1的3端經接口J14接高壓離子閃火環(huán)的內閃環(huán)17、閃火環(huán)的外閃環(huán)19，經二極管D1、R60接到三極管Q2的基極，并經二極管D1、R59、C24接地。在沒有發(fā)生閃火時，三極管截止，Q2的集電極呈高電平。Q2的集電極經電阻R61上拉至高電平。
電位器R64、電阻R63為高速比較器U11的反相端提供一個基準電壓。
沒有閃火時比較器U11的同相端電壓高于反相端，比較器輸U11出端12腳輸出高電平。發(fā)生閃火時，三極管Q2導通，三極管Q2發(fā)射極經二極管D2接地，三極管Q2集電極經電阻R62接比較器U11同相端，比較器U11輸出狀態(tài)翻轉，輸出低電平。
比較器U11輸出電平經電阻R65、電容C26濾波接到光電耦合器U9發(fā)光管的輸出端，光電耦合器U9發(fā)光管的輸入端接+6V電源。比較器U11輸出低電平光電耦合器U9的發(fā)光管內有電流流過，發(fā)光管被點亮。光電耦合器U9的光敏管接收到光線后導通，電源經光敏管輸出至施密特反向器U10B的輸入端，施密特反向器U10B輸出低電平產生硬件中斷。
電阻R67接地，防止發(fā)生誤動作。電阻R66、電容C27對光耦輸出進行濾波。
如圖8所示，電源電路包括接口J15、硅整流橋V1、V2、V3、V4、V5、電容C28-C65、集成三端穩(wěn)壓器V6-V12。
接口J15為交流電源變壓器的次級繞組輸入端。
輸入的交流電壓先經過硅整流橋V1、V2、V3、V4、V5整流，將其轉換為直流電源，再經過電容C28、C29、C32、C33、C36、C37、C40、C41、C44、C45進行濾波穩(wěn)壓后，輸入到集成三端穩(wěn)壓器V6-V10的VIN端進行穩(wěn)壓。三端穩(wěn)壓器V6-V10的輸出端VOUT接電容C30、C31、C34、C35、C38、C39、C42、C43、C46、C47對輸出電壓進行濾波。
低壓差三端穩(wěn)壓器V11、V12與電容C48-C55構成穩(wěn)壓電路，給單片機提供工作電源。電容C56、C57、C58、C59、C60、C61接在單片機U3的電源輸入端，作用是去耦濾波。
如圖9所示，控制及行程反饋電路包括四2輸入端與門U12、施密特反向器U10B-U10F、U11電容C66、C67、電阻R68-R71。
單片機U3的順時針劃掃控制端與劃掃桿位置開關的輸出信號經過與門U12A相與，與門U12A的輸出端經驅動電路接劃掃電機。只有在單片機控制信號與劃掃反饋信號同時有效時，劃掃電機才通電。同時劃掃桿位置開關的輸出信號通過施密特反向器U10C后還作為劃掃反饋信號HSFKL輸入單片機。
電容C66接在與門U12A的電源和地之間。
單片機U3的逆時針劃掃控制端與劃掃桿位置開關的輸出信號經過與門U12D相與，與門U12D的輸出端經驅動電路接劃掃電機。同時劃掃桿位置開關的輸出信號通過施密特反向器U10E后還作為劃掃反饋信號HSFKR輸入單片機。
在控制電路上串聯(lián)一個施密特反向器是因為系統(tǒng)上電復位時，所有IO口的狀態(tài)都為高電平，容易導致外圍器件動作?？刂凭€上串聯(lián)一個施密特反向器后，系統(tǒng)復位上電的同時控制口也被置為低電平，外圍器件不會產生誤動作。
施密特反向器U10F、U11B、U11C分別串聯(lián)在探測頭升降電機控制、冷風機控制、電磁閥控制的電路中。
施密特反向器U11A、U11D、U11E、U11F分別通過電阻R70、R68、R69、R71接地。電容C67是U11施密特反向器的去耦電容。
如圖10所示，驅動電路包括達林頓反相驅動器U13、接口J17、電阻R72-R78。
達林頓反相驅動器U13用來驅動加熱爐、點火絲、探測頭升降電機、冷風機、電磁閥、劃掃電機。
達林頓反相驅動器U13的10-16腳為驅動輸出，分別經電阻R77、R76、R75、R74、R73、R72、R78接至接口J17驅動輸出端口，R72-R78為限流電阻，接口J17的7、9腳接電源。
整機包括控制、顯示、打印、觸摸屏、通訊、數(shù)據采集、時鐘、數(shù)據存儲、步進電機驅動、探測頭行程控制及聲音提示電路，閃火狀態(tài)檢測電路，電源電路，探測頭、劃掃桿、點火絲、電磁閥、加熱爐、冷風機的控制及行程反饋電路，加熱爐、點火絲、探測頭升降電機、冷風機、電磁閥、劃掃桿驅動電路。
工作過程如下接通電源后，彩色液晶顯示器顯示開機畫面儀器型號、公司名稱、聯(lián)系方式等信息。點擊觸摸屏任意位置進入系統(tǒng)菜單界面，選擇系統(tǒng)自檢后，在系統(tǒng)自檢界面中選擇劃掃桿功能，在該功能中調節(jié)點火火球大小。調節(jié)完火球大小后返回主菜單。在主菜單中點擊預置閃點，進入預置閃點界面輸入預置閃點。
返回主菜單界面，點擊開始測試，進入測試界面。放入樣品油，點擊啟動，探測頭自動落入油杯中，顯示屏顯示當前樣品油的溫度。程序根據預置閃點及升溫曲線確定當前的升溫速率，計算出所需的加熱占空比，輸出脈寬調制信號控制加熱爐的通電時間，即控制樣品油的升溫速率。當溫度升至預置閃點前56℃時，打開電磁閥，通入點火氣體，提前將管路內的空氣排凈，防止點火時因管路內有殘留空氣而無法正常點火。在溫度升至預置閃點前28℃時，系統(tǒng)進入劃掃狀態(tài)，程序計算樣品油的溫度差值，當溫度每升高2℃時，劃掃桿進行一次劃掃。
在劃掃過程中打開INT0中斷，當發(fā)生閃火時，油杯表層蒸氣發(fā)生電離導電，閃火傳感器高壓環(huán)的電壓經蒸氣傳輸?shù)綑z測環(huán)，檢測環(huán)有電壓將使傳感器電路產生一個硬件中斷。系統(tǒng)響應INT0中斷，在中斷服務程序中記錄下當前樣品油的溫度值，該溫度值就是樣品油的閃點值。
檢測到閃點后，等待劃掃桿到位。然后系統(tǒng)關閉電磁閥、加熱爐并升起探測頭。打開冷風機對加熱爐進行冷卻。同時啟動步進電機進行換樣。六杯轉盤首先垂直向上升起，使油杯脫離爐盤，再順時針旋轉60度，在旋轉的過程中同時上升。旋轉60度后(到達頂端)停止動作，開始監(jiān)測爐內溫度，當溫度低于60℃時。表明可以作下一個樣品油。系統(tǒng)再次啟動步進電機，使六杯轉盤垂直下落，到達底部后系統(tǒng)降下探測頭，啟動加熱爐進行下一個樣品油的檢測。
如果系統(tǒng)在預置閃點的上下28℃范圍內沒有檢測到閃點時，表明設置的預置閃點過低。系統(tǒng)會自動停止實驗，關閉電磁閥、加熱爐，升起探測頭并打開冷風機，這時用戶需重新輸入預置閃點。
所有樣品做完檢測后用戶可以選擇是否打印結果和將檢測結果上傳至上位機。
權利要求1.全自動開口閃點測定儀，包括機械部分、自動控制電路，其特征在于機械部分包括探測頭部分(4)、劃掃部分(5)、轉盤部分(6)、油杯(7)、觸摸屏顯示器(3)、打印機(2)，自動控制電路包括數(shù)據處理電路，閃火狀態(tài)檢測電路，電源電路，控制及行程反饋電路，驅動電路、溫度傳感器、觸摸屏顯示器，數(shù)據處理電路與閃火狀態(tài)檢測電路、控制及行程反饋電路、驅動電路連接，電源電路與連接。
2.根據權利要求1所述的全自動開口閃點測定儀，其特征在于探測頭部分(4)、劃掃部分(5)的一端、觸摸屏顯示器(3)、打印機(2)及自動控制電路安裝在儀器箱(1)內，轉盤部分(6)、油杯(7)及探測頭部分(4)、劃掃部分(5)另一端安裝在儀器箱(1)外。
3.根據權利要求1或2所述的全自動開口閃點測定儀，其特征在于探測頭部分包括定位螺釘(8)、轉盤(9)、聯(lián)接板(10)、支撐臂(11)、支撐塊(12)、定位塊(13)、交流伺服電動機(14)、微動開關(15)、機架(16)、內閃環(huán)組件(17)、測溫桿組件(18)、外閃環(huán)組件(19)，外閃環(huán)組件(19)、內閃環(huán)組件(17)測試樣品的閃點值，由測溫桿組件(18)通過系統(tǒng)指令將樣品的閃點值結果顯示在顯示屏上，探測頭按系統(tǒng)指令由交流伺服電動機帶動，通過轉盤(9)、定位螺釘(8)、聯(lián)接板(10)、定位塊(13)、支撐臂(11)、支撐塊(12)，做上抬或下落動作、在到達頂端或底端時由微動開關(15)控制自動停止。
4.根據權利要求1所述的全自動開口閃點測定儀，其特征在于劃掃部分包括同步電動機(20)、小齒輪(21)、大齒輪(22)、擺軸(23)、劃掃桿(24)、光電開關(25)、導電部分(26)、點火絲(27)，同步電動機(20)，當永磁容分同步電動機運動時，通過小齒輪(21)、大齒輪(22)、擺軸(23)帶動劃掃桿(24)自動做水平劃掃并由光電開關控制完成過程，電點火通過導電部分，由點火絲點燃測試樣品。
5.根據權利要求1所述的全自動開口閃點測定儀，其特征在于轉盤部分包括二相混合式步進電動機(28)、定向套(29)、定位軸(30)、光電開關(31)、六杯盤(32)、升降螺母(33)、絲杠(34)，當二相混合式步進電動機運行時，通過絲杠(34)帶動升降螺母(33)運動時，定位軸(30)在定向套(29)槽中自如滑行，六杯盤按順時針自動升降、當自動轉向60°時由光電開關控制自動停止，六杯盤按系統(tǒng)順序間斷的程序自動運行定位，進行下一個不同樣品的測試。
6.根據權利要求1所述的全自動開口閃點測定儀，其特征在于數(shù)據處理電路包括單片機U3、電平轉換器U6、時鐘芯片U4、施密特反向器U1、U2、達林頓反向驅動器U5、IIC串行總線存儲器U7、接口J1-J13、四位撥碼開關S1、電阻R1-R55、電容C1-C20、B1鋰離子電池、晶振Y1、Y2。
7.根據權利要求1所述的全自動開口閃點測定儀，其特征在于閃火狀態(tài)檢測電路包括變壓器T1、NE555時基集成電路U8、接口J14、電阻R56-R67、電容C21-C27、三極管Q1、Q2、二極管D1、D2、比較器U11A、U11B、光電耦合器U9、施密特反向器U10B。
8.根據權利要求1所述的全自動開口閃點測定儀，其特征在于電源電路包括接口J15、硅整流橋V1、V2、V3、V4、V5、電容C28-C65、集成三端穩(wěn)壓器V6-V12。
9.根據權利要求1所述的全自動開口閃點測定儀，其特征在于控制及行程反饋電路包括四2輸入端與門U12、施密特反向器U10B-U10F、U11、電容、C66、C67電阻R68-R71。
10.根據權利要求1所述的全自動開口閃點測定儀，其特征在于驅動電路包括達林頓反相驅動器U13、接口J17、電阻R72-R78。
專利摘要全自動開口閃點測定儀，屬于石油化工產品檢測儀器領域。包括機械部分、自動控制電路，其特征在于機械部分包括探測頭部分(4)、劃掃部分(5)、轉盤部分(6)、油杯(7)、觸摸屏顯示器(3)、打印機(2)，自動控制電路包括數(shù)據處理電路，閃火狀態(tài)檢測電路，電源電路，控制及行程反饋電路，驅動電路、溫度傳感器、觸摸屏顯示器，數(shù)據處理電路與閃火狀態(tài)檢測電路、控制及行程反饋電路、驅動電路連接，電源電路與連接。具有六杯油品試樣自動升降轉向進樣，自動劃掃、自動點火、自動測試，工作過程自動化，不需要人為干預就可以連續(xù)測量并記錄六個油品試樣開口閃點值等優(yōu)點。
文檔編號G01N25/52GK2903982SQ200620084588
公開日2007年5月23日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權日2006年5月19日
發(fā)明者王國峰, 趙志剛, 李忠平 申請人:淄博三泵科森儀器有限公司