专利名称：复合传感器汽油标号测试仪的制作方法
技术领域：
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。
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。
权利要求
1．一种汽油标号与其组分的综合介电常数有关，同时介电常数又与温度有关的复合传感器汽油标号测试仪，其特征在于(a)测定方法汽油标号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；(b)测试的传感器结构绝缘骨架(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)测试仪的电路由测试汽油的相对介电常数的电容传感器连接变换为频率值f(εr)的信号变换电路，再连接单片机的计数接口；温度传感器经过A/D变换，连接单片机，单片机连接显示屏的控制电路及数据存储器和开关，各电路还与供电电路和基准电源电路连接。
2．根据权利要求1所述的复合传感器汽油标号测试仪，其特征在于传感器的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。
3．根据权利要求2所述的复合传感器汽油标号测试仪，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。
全文摘要
复合传感器汽油标号测试仪由硬件和软件两部分组成。硬件由电容传感器、温度传感器、前级信号处理电路,单片机,显示器组成。由传感器检测汽油的相对介电常数εr和温度T值,经前级信号处理送入单片机,通过软件信息融合处理,直接显示出汽油的标号值。复合传感器汽油标号测试仪对判定汽油的质量提供了一种快速、低廉、有效的手段。
文档编号G01N27/22GK1301961SQ9912732
公开日2001年7月4日 申请日期1999年12月29日 优先权日1999年12月29日
发明者崔大付, 赵湛, 李亚亭 申请人:中国科学院电子学研究所