自动馏程测定仪温度传感器的替换研究

自动馏程测定仪温度传感器的替换研究

郭向平,刘金刚

中国石油天然气股份有限公司云南销售分公司质量检验监督中心  邮编：672100

摘要：馏程是控制石油产品生产的主要指标，可用沸点范围来区别不同的燃料，是轻质油品重要的试验项目之一，自动馏程测定仪是一款用于测定高粘度石油产品馏程的仪器。该仪器主要通过一支德国进口实验室玻璃套管(绕线铂电阻）温度传感器来检测油品的馏出温度，及其易碎，造价过高，从而影响实验耗材和维修的浪费。本文从实验室日常实际工作作为切入点，研究利用国产PT100温度传感器的替换的方法。

关键词：馏程  温度传感器  PT100温度传感器  信号转换器  替换

一、自动馏程测定仪温度传感器替换的研究目的 : 

馏程是石油产品的主要理化指标之一，主要用来判定油品轻、重馏分组成的多少，控制产品质量和使用性能等。在轻质燃料上具有重要意义，它是控制石油产品生产的主要指标，可用沸点范围来区别不同的燃料，是轻质油品重要的试验项目之一。

1.车用汽油的馏程可以看出它在使用时启动、加速和燃烧的性能。初馏点和10%馏出温度过高，冷车不易启动;过低又易产生气阻现象(夏季在发动机温度较高的油管中的汽油，蒸发形成气泡，堵塞油路，中断给油。汽油的50%馏出温度是表示它的平均蒸发性，它能影响发动机的加速性;50%馏出温度低，它的蒸发性和发动机的加速性就好，工作也较平稳。汽油的90%馏出温度和干点表示汽油中不无援蒸发和不能完全燃烧的重质镏分的含量。这两个温度低，表示其中不能完全蒸发的重质组分少，能够完全燃烧。反之，表示重质组分多，汽油不能完全蒸发和燃烧。这样，就会增加汽油消耗量，甚至稀释润滑油，增加机件磨损。

2.对于柴油，馏程是保证柴油在发动机燃烧室里迅速蒸发气化和燃烧的重要指标。为了保证良好的低温启动性能，应有一部分轻质组份(130~160℃)。轻柴油50%馏分温度应为300℃，以确保燃烧时的平均蒸发性能，利于平稳燃烧。轻柴油95%馏分温度应低于350℃~355℃范围，终馏点低于365℃，否则在高速柴油机中不能及时蒸发和燃烧，造成燃烧室结焦和排气冒黑烟。重柴油对馏程要求较低，控制在250~450℃即可。所以对于馏程分析，关键在于馏出温度，而准确采集馏出温度的关键在于温度传感器的精确。

馏程是油品质量检验的必检项目之一。馏程测定仪对于每个化验室来说，使用频率极高。自动馏程测定仪主要通过一支温度传感器来检测油品的馏出温度。然而，这支德国进口实验室玻璃套管(绕线铂电阻）温度传感器(以下称玻璃传感器），及其易碎，如有损坏，厂家的价格是5000多一支，而每次分析试验又必须手动安装调整传感器，化验员拿在手上，经常可以用战战兢兢、如履薄冰的心情来形容。而且，一旦这支温度传感器损坏，申请、购买、发货、调试仪器一波操作下来，蒸馏测定仪就要停用好多天，会耽误了化验室分析油品业务。

二.自动馏程测定仪温度传感器替换的方法

  1.温度传感器替换研究结果

通过我化验室的长期分析实验，使用国产PT100铂电阻温度传感器（以下称PT100传感器）来进行替换，pt100传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。

PT100传感器 ，测温探头采用Pt100铂电阻，热电偶，精度高，稳定性好集传感变送于一体，结构紧凑，安装方便，精度高、功耗低电流输出型适合长距离传送，抗电磁干扰电路设计，保证传感器在受到各种干扰下能够安全可靠的工作，适于现代电磁污染严重的环境使用整体密封性能良好温度量程和外形尺寸可以按户要求订货，灵活方便 产品结构设计合理，过程连接接口灵活方便，体积小，重量轻，安装位置任意壳体保护材料多样化，适应多种介质测量 。

2.温度传感器替换具体操作

首先选定一支PT100传感器，其长度与原玻璃传感器一致，长度约为170mm,根据国标GB/T6536-2010规定，5.3温度测量装置，5.3.2除5.3.1中规定的玻璃水银温度计外，其他温度测量系统，只要证实具有与玻璃水银温度相同的温度滞后、漏出液柱影响以及精度，则可以用于本方法。用直尺，找出PT100传感器底部感应头的尺寸10mm，并将标注出来，便于下一步插入蒸馏烧瓶与其支管位对齐，由于传感器插歪时，由于瓶壁受冷空气的影响，温度偏低。若传感器插得过浅，也会因蒸馏烧瓶颈的蒸气分子少及受冷空气影响，温度也会偏低。若传感器插得过深，则因高沸点蒸气或因跳溅液滴溅在传感器上而使用温度偏高。故而通过多次试验，选用尺寸10mm，并且将传感器居中插入蒸馏烧瓶中，下一步就是接线，原仪器的接线插头为4线插座，通过观察与测量得出原温度传感器实际在传感器内部封装是对绕线铂电阻并联2线，1和3连接。2和4连接，使用万用表对传感器线路进行测量，1（3）和2（4）测得电阻值约为110Ω，替换的PT100传感器，线有4线与3线的，测量阻值也为110Ω，可以根据测量后的阻值连接线路。

替换前后馏出数据进行比对：

根据数据的比对，PT100传感器与玻璃传感器数据有8℃左右的正温差。通过数据比对看来，每个节点的温度差都是均匀的，没有出现不稳定的情况，顾而只需要对自动馏程测定仪的温度修正部分进行修正，然后再验证数据，两传感器的数据基本一样，误差小于0.3，替换成功。

三、自动馏程测定仪温度传感器替换注意事项:

1.量筒及PT100传感器要注意进行仪器校正，用已知沸点的苯（分析纯）和标准油进行测定，计算实测值和理论值之差，对已知沸点的苯（分析纯）和标准油进行测定，计算实测值和理论值之差，苯（分析纯）差值小于0.5℃；标准油差值小于《GB/T 6536-2010》方法中表10结果。

2.保持仪器清洁，电控部分不要进水受潮，防止油样等污物溅洒在仪器上。

3、在使用过程中如发现温度传感器所测温度有偏差时，可用冰水混合物对其进行校正，但严禁错误的校正。

就这样，我们找到了昂贵玻璃温度传感器的“备胎”。

　　参考文献

杨婷婷，郭涛，董芳，郑煜，张凤泉.北京：中国标准出版社.2011；GB/T6536-2010 《 石油产品常压蒸馏特性测定法》.