微量水分變送器及其水活性校正方法技術

本發(fā)明專利技術公開了微量水分變送器及其水活性校正方法，該微量水分變送器包括：第一單元，由電阻模塊和溫度調(diào)理電路模塊組成，電阻模塊在接觸當前被測流體時(含液體和氣體)發(fā)生阻值的變化，使得溫度調(diào)理電路模塊根據(jù)阻值產(chǎn)生與當前被測流體的溫度相關的電壓值并發(fā)送至控制單元；第二單元，由電容模塊和振蕩電路模塊組成，電容模塊在接觸當前被測流體時發(fā)生容值的變化，使得振蕩電路模塊根據(jù)容值產(chǎn)生與當前被測流體的水活性相關的頻率值并發(fā)送至控制單元；控制單元，連接至第一單元和第二單元，用于根據(jù)頻率值和電壓值計算當前被測流體的微水含量。本發(fā)明專利技術的微量水分變送器能夠現(xiàn)場檢測被測流體中的微量水分，具有節(jié)省時間、提高工作效率的優(yōu)點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及微水含量的檢測領域，具體涉及微量水分變送器及其水活性校正方 法。
技術介紹
由于運行環(huán)境和技術工藝等方面的原因，在變壓器油、潤滑油、液壓油等工業(yè)油品 的生產(chǎn)、儲存、運輸及使用過程中，被測流體中極易造成水分的殘留和侵入。同時，這類油品 中都含有芳香烴類物質(zhì)，具有較強的吸水能力。通常情況下，芳香烴類成分越多，相對來說 油品的吸水能力就越強。由于含水量和溶解度的不同，油中水分多以溶解態(tài)、乳化態(tài)和游離 態(tài)的形式存在。 變壓器油以其穩(wěn)定的電氣性能，被廣泛應用在油浸式電力變壓器設備內(nèi)部作為重 要的絕緣介質(zhì)，起到絕緣、冷卻和滅弧的作用。變壓器油中水分的增加會增加變壓器油的介 質(zhì)損耗，降低變壓器油的擊穿電壓。 在潤滑系統(tǒng)中，油中含有水分不僅對潤滑油本身的物理化學性質(zhì)產(chǎn)生影響，而且 危害潤滑系統(tǒng)甚至是整個設備的正常運行。水分在潤滑油中會形成乳化液，降低潤滑油的 粘性，使油品容易產(chǎn)生沉渣，堵塞油路；加速有機酸對系統(tǒng)部件的銹蝕。此外水污染物會破 壞潤滑油形成的油膜，因氫"自由基"而造成的微裂紋（也稱為"氫脆"）隨時間增長，造成 點蝕和剝落。 液壓油用作液壓介質(zhì)廣泛應用于液壓系統(tǒng)中，起著能量傳遞、系統(tǒng)潤滑、防腐、防 銹、冷卻等作用。水分是液壓油污染物的主要來源之一，若液壓油中含有水分，則具有以下 危害：（1)水與液壓油可形成乳化液，使被測流體變稠，堵塞液壓元件和濾油管道，影響液 壓系統(tǒng)的正常運行。（2)水與液壓油中的化學成分作用使油品氧化變質(zhì)，產(chǎn)生膠質(zhì)、油泥等 沉淀物，影響油品的性能。（3)液壓油潤滑性能變差，加劇系統(tǒng)零部件磨損。（4)銹蝕液壓 元件，降低系統(tǒng)的使用壽命。（5)低溫時被測流體中的水分凝結成冰粒，也會堵塞元件間隙。 在線監(jiān)測被測流體中水活性和微水含量以隨時掌握油中含水量的變化，并根據(jù)設 定的報警值適時報警和控制，對設備的安全運行十分重要。目前離線式監(jiān)測油中水含量包 括蒸餾法、氣相色譜法以及卡爾費休法等等。這些方法是在現(xiàn)場抽取待測被測流體若干送 到實驗室，在實驗室完成被測流體的檢測工作，這往往需要很長的一段時間，通常需要一周 左右。例如，卡爾費休法有滴定法與庫侖電量法兩種方法，卡氏庫侖法（庫侖電量法）測 定水分是一種電化學方法，其原理是儀器的電解池中的卡氏試劑達到平衡時注入含水的樣 品，水參與碘、二氧化硫的氧化還原反應，在吡啶和甲醇存在的情況下，生成氫碘酸吡啶和 甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在陽極電解產(chǎn)生，從而使氧化還原反應不斷進行，直至水分全 部耗盡為止，依據(jù)法拉第電解定律，電解產(chǎn)生碘是同電解時耗用的電量成正比例關系的，1 摩爾碘與1摩爾水的當量反應，即電解碘的電量相當于電解水的電量，電解1摩爾碘需要 2 X 96493暈庫侖電量，電解1暈摩爾水需要電量為96493暈庫侖電量，則微水含量需要根據(jù) 庫倫電量予以確定，可見，庫侖電量法需要復雜的操作工序、需要在實驗室內(nèi)進行操作、不 能當場測量。 除了上述例舉的油液之外，對于其他液體以及氣體等流體，也存在類似的問題，故 不再贅述。 上述現(xiàn)有技術的方法最主要的的缺陷在于測試周期太長，不能實現(xiàn)現(xiàn)場快速測 量；有的測試方法還存在測定工序復雜、測試結果不精確、費用高等缺陷。采用在線式監(jiān)測 油中微水含量的方法中，紅外光譜測試精度高，但是價格昂貴，維護成本高，在在線式被測 流體水分監(jiān)測中的應用受到限制，直接測量被測流體介電常數(shù)的電容法和直接測量被測流 體電導率的阻抗譜法受到被測流體中粒子、雜質(zhì)、酸堿度等的影響，不能有效的測量被測流 體中水分的含量。因此，開發(fā)一種便捷、小體積、現(xiàn)場快速測量水分的傳感器（即微量水分 變送器）具有重要意義。
技術實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術的第一方面，提供一種微量水分變送器，包括：第一單元，其至少部分 用于伸入當前被測流體中感應被測流體的溫度，從而產(chǎn)生與當前被測流體的溫度相關的第 一信號；第二單元，其至少部分用于伸入當前被測流體中感應被測流體的水活性，從而產(chǎn)生 與當前被測流體的水活性相關的第二信號；控制單元，連接至第一單元和第二單元，用于 根據(jù)第一信號得到當前被測流體的溫度值，用于根據(jù)第二信號得到當前被測流體的水活性 值，根據(jù)水活性值和溫度值計算當前被測流體的微水含量。 本專利技術所說的被測流體包括液體和氣體。被測的液體可以是油液（如變壓器油、 潤滑油、液壓油等），被測的氣體可以是六氟化硫氣體等。 在一種實施方式中，控制單元根據(jù)水活性值和溫度值計算當前被測流體的微水含 量的計算式為 ppm = aw*f (Ta) 其中，ppm為微水含量，aw為當前被測流體的水活性值，Ta為當前被測流體的溫度 值，f (Ta)為Ta的非線性函數(shù)。 在另一種實施方式中，控制單元根據(jù)水活性值和溫度值計算當前被測流體的微水 含量的計算式為 ppm = aw*f (Ta) 其中，ppm為微水含量，aw為當前被測流體的水活性值，Ta為當前被測流體的溫度 值，f (Ta)為Ta的非線性函數(shù)。 控制單元根據(jù)水活性值和溫度值計算當前被測流體的微水含量的計算式為【主權項】1. 一種微量水分變送器，其特征在于，包括： 第一單元，其至少部分用于伸入當前被測流體（含液體和氣體）中感應被測流體的溫 度，從而產(chǎn)生與當前被測流體的溫度相關的第一信號； 第二單元，其至少部分用于伸入當前被測流體（含液體和氣體）中感應被測流體的水 活性，從而產(chǎn)生與當前被測流體的水活性相關的第二信號； 控制單元，連接至所述第一單元和所述第二單元，用于根據(jù)所述第一信號得到當前被 測流體的溫度值，用于根據(jù)所述第二信號得到當前被測流體的水活性值，根據(jù)所述水活性 值和所述溫度值計算當前被測流體的微水含量。2. 如權利要求1所述的變送器，其特征在于，所述控制單元根據(jù)所述水活性值和所述 溫度值計算當前被測流體的微水含量的計算式為 ppm = aw*f (Ta) 其中，ppm為微水含量，aw為當前被測流體的水活性值，Ta為當前被測流體的溫度， f (Ta)為Ta的非線性函數(shù)。3. 如權利要求1所述的變送器，其特征在于，所述控制單元根據(jù)所述水活性值和所述 溫度值計算當前被測流體的微水含量的計當前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種微量水分變送器，其特征在于，包括：第一單元，其至少部分用于伸入當前被測流體(含液體和氣體)中感應被測流體的溫度，從而產(chǎn)生與當前被測流體的溫度相關的第一信號；第二單元，其至少部分用于伸入當前被測流體(含液體和氣體)中感應被測流體的水活性，從而產(chǎn)生與當前被測流體的水活性相關的第二信號；控制單元，連接至所述第一單元和所述第二單元，用于根據(jù)所述第一信號得到當前被測流體的溫度值，用于根據(jù)所述第二信號得到當前被測流體的水活性值，根據(jù)所述水活性值和所述溫度值計算當前被測流體的微水含量。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：施建雄，
申請(專利權)人：施建雄，施易滿，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44