技术领域
[0001] 本实用新型属于生物柴油分析装置技术领域，具体涉及一种用于生物柴油氧化安定性测量的装置。
背景技术
[0002] 生物柴油是一种绿色可再生
生物质能源，发展前景广阔。氧化安定性是指石油产品在长期储存或长期高温下使用时抵抗热和氧化作用、保持其性质不发生永久变化的能
力。由于氧化，石油产品往往发生游离
碱含量降低或游离
有机酸含量增大，
滴点下降，外观
颜色变深，出现异臭味及稠度、强度极限，相似
粘度下降，生成
腐蚀性产物和破坏
润滑脂结构的物质，造成皂油分离。氧化安定性是测定柴油的安定性的主要指标，也是柴油成品出厂的重要检测项目。如果该结果偏大，会导致离心机与
过滤器中出现过多的油泥，堵塞过滤器，污染
喷油器，造成燃烧不良。
[0003] 在长期的储存过程中，氧化安定性大的生物柴油会在油箱底部生成油泥，造成
泵送困难。目前我国现行的生物柴油氧化安定性的测定方法为SH/T 0175-2004《柴油氧化安定性测定法(
加速法)》，在实际测定中，该标准实验过程复杂，不但严格控制氧气流量，实验前后还需恒重，使得试验时间加长，另外测试样品容易受到氧化管口冷凝
水的影响，使得油品中的亲水基团与水分结合，改变了油品性质，还会导致结果的重复性、再现性变大。导致该方法大大延迟了进出口通关时间，也不适用工商抽检快速检测。为建立一种简便、快速评定生物柴油氧化安定性的方法，研发出一种快速测定柴油氧化安定性的装置。
发明内容
[0004] 针对
现有技术的不足，本实用新型通过提供一种用于生物柴油氧化安定性测量的装置，解决现有技术中的测量方式耗时长、
精度低且重复性差的技术问题。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
[0006] 一种用于生物柴油氧化安定性测量的装置，包括
空气过滤器、空气调节
阀、试管、测量杯、测量
电极、油浴装置、
导管I、导管II、导管III、输入导管和输出导管；所述空气过滤器的进口端通过输入导管连接有压缩气源装置，出口端通过导管I与空气调节阀的进口端连通；所述试管的顶端安装有
活塞I，所述试管插入至油浴装置中，所述试管内盛有待测的生物柴油试样，所述导管II的一端与空气调节阀的出口端连通，所述导管II的另一端穿过活塞I插入至试管内的生物柴油试样底部；所述测量杯的顶端安装有活塞II，所述测量杯内盛有蒸馏水，所述导管III的一端穿过活塞I插入至试管内，另一端穿过活塞II插入至测量杯内的蒸馏水的底部；所述输出导管一端穿过活塞II插入至测量杯内，另一端置于实验室通
风柜
通风口旁；所述
测量电极的检测端探入蒸馏水液面以下；所述测量电极的另一端从测量杯探出外接有
微处理器，所述微处理器的输出端连接有LCD显示器。
[0007] 优选的，所述空气调节阀上安装有压力表。
[0008] 优选的，所述微处理器采用Cortex-M3
内核的STM32F101
单片机。
[0009] 进一步，一种生物柴油氧化安定性的测量方法，包括以下步骤：
[0010] (1)确认试管内部清洁，将待检测的生物柴油试样倒入试管中，将试管置于油浴装置内；
[0011] (2)启动压缩气源装置，将空气依次经输入导管、空气过滤器、导管I、空气调节阀、导管II然后导入试管中；
[0012] (3)将试管通过导管III与测量杯连接，使生物柴油试样中的
羧酸挥发物通过流动的空气导入测量杯中的蒸馏水中，并保证导管III完全插入测量杯内蒸馏水的底部；
[0013] (4)保证测量电极的检测端置于测量杯中的蒸馏水中；
[0014] (5)启动微处理器，通过测量电极实时采集测量杯内液体的电导率，利用微处理器计算电导率曲线的二阶导数，并通过LCD显示器显示电导率曲线、电导率的二阶导数实时值、电导率的二阶导数最大值，待最大值稳定后，换算出样品的氧化安定性数值在LCD显示器上显示。
[0015] 优选的，步骤(1)中，油浴
温度维持在180±1℃。
[0016] 优选的，步骤(2)中，利用压力表监测试管内的气压，进而调节空气调节阀，使空气流量保持在20mm/h。
[0017] 优选的，步骤(5)中，电导率曲线的二阶导数具体计算过程为：
[0018] 假如，y＝f(x)，则一阶导数y’＝dy/dx＝df(x)/dx；
[0019] 二阶导数y“＝dy‘/dx＝[d(dy/dx)]/dx＝d2y/dx2＝d2f(x)/dx2。
[0020] 与现有技术相比，本实用新型的优点：
[0021] (1)本实用新型的装置的测定过程为，通过高温加热生物柴油，将产生的气体导入盛有蒸馏水的烧杯中，通过测量烧杯中液体的电导率变化，确定其氧化安定性。
[0022] (2)本实用新型的装置的密封效果好，不受外界环境的干扰，测量结果精确且重复性好。
[0023] (3)本实用新型的装置的核心是采用Cortex-M3内核的STM32F101单片机，功耗低，性价比高；并利用曲线二阶导数的最大值确定样品的氧化安定性，测量精度更高；微处理器采集、处理数据后可直接输出测量结果，装置更加智能。
[0024] (4)利用本实用新型的装置进行测量的方法，与原来衡重称重方法相比，检测耗时更短，效率更高。
[0025] 综上所述，本实用新型的装置采取油浴加热、气体导入、电导率记录拐点等技术，实现样品快速检测，可满足生物柴油氧化安定性测定需求，大大减少分析时间，提高分析效率。
附图说明
[0026] 下面结合附图和
实施例对本实用新型进一步说明。
[0027] 图1是本实用新型的装置的整体结构示意图；
[0028] 附图标记：1、空气过滤器；2、空气调节阀；3、试管；4、测量杯；5、测量电极；6、油浴装置；7、输入导管；8、导管I；9、导管II；10、导管III；11、输出导管；12、压力表；13、生物柴油试样；14、蒸馏水；15、微处理器；16、LCD显示器。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0030] 如图1所示，一种用于生物柴油氧化安定性测量的装置，包括空气过滤器1、空气调节阀2、试管3、测量杯4、测量电极5、油浴装置6、输入导管7、导管I 8、导管II 9、导管III 10和输出导管11。
[0031] 所述空气过滤器的进口端通过输入导管7与压缩气源装置(图中未示出)连通，出口端通过导管I 8与空气调节阀2的进口端连通。利用空气过滤器1过滤输入导管7运输进来的压缩空气。所述空气调节阀2上安装有压力表12，用于调节导入试管3中的空气压力。压缩气源装置为常用的实验室压缩气源CDA；空气过滤器1为东莞市德邦节能科技有限公司生产的F0070型压缩空气过滤器。
[0032] 所述试管3的顶端安装有用于密封的活塞I(图中未示出)，所述试管3插入至市售的油浴装置6中，所述试管3内盛有待测的生物柴油试样13。所述油浴装置6内采用
硅油导热，用于对试管3中的待测生物柴油试样13加热。所述导管II 9的一端与空气调节阀2的出口端连通，所述导管II 9的另一端穿过活塞I插入至试管3内的生物柴油试样13底部。
[0033] 所述测量杯4的顶端安装有用于密封的活塞II(图中未示出)，所述测量杯4内盛有蒸馏水14，所述导管III 10的一端刚好穿过活塞I插入至试管3内，另一端穿过活塞II插入至测量杯4内的蒸馏水14底部。所述输出导管11一端刚好穿过活塞II插入至测量杯4内，另一端置于实验室通风管通风口，直接将废气排出。
[0034] 所述测量电极5的检测端探入蒸馏水14的液面以下用于采集测量数据，所述测量电极5的另一端从测量杯4探出电接有微处理器15，所述微处理器15的输出端电连接有LCD显示器16。测量电极5采集的测量数据经微处理器15分析处理后，输出到LCD显示器16显示测量结果。测量电极5为杭州陆恒生物科技有限公司生产的DJS-1C铂黑电极；微处理器15为意法
半导体出品的STM32F101型32位ARM内核处理器；LCD显示器16为亿阳
电子科技生产的2.42寸128*64点阵OLED显示屏。
[0035] 本实用新型装置的测量原理为：
[0036] 通过高温油浴加热待测的生物柴油试样13，将生物柴油试样13氧化过程中产生的挥发性羧酸气体导入到盛有蒸馏水14的测量杯4中，挥发性羧酸在测量杯4内发生
电解，使得电导率发生变化，通过测量电极5实时采集测量杯4中液体的电导率，经微处理器15计算，找出电导率变化曲线二阶导数的最大值，从而确定样品的氧化安定性。
[0037] 本实用新型的装置的使用方法，包括以下步骤：
[0038] (1)确认试管清洁，将待检测的生物柴油试样13倒入试管中，将试管置于油浴装置6内，油浴温度维持在180±1℃。
[0039] (2)将实验室压缩气源CDA中的空气通过空气过滤器1、安装有压力表的空气调节阀2导入试管中，利用压力表监测试管内的气压，进而调节空气调节阀2，使空气流量保持在20mm/h。
[0040] (3)将试管通过导管III 10与测量杯4连接，使生物柴油试样13中的羧酸挥发物通过流动的空气导入测量杯中的蒸馏水14中，并保证导管III 10完全插入测量杯4内蒸馏水14的底部。
[0041] (4)保证测量电极5的检测端置于测量杯4中的蒸馏水14中。
[0042] (5)启动微处理器15，通过测量电极5实时采集测量杯4内液体的电导率，并计算电导率曲线的二阶导数，LCD显示器16显示电导率曲线、电导率的二阶导数实时值、电导率的二阶导数最大值，待最大值稳定后，换算出样品的氧化安定性数值并显示。
[0043] 电导率曲线的二阶导数具体计算过程为：
[0044] 假如，y＝f(x)，则一阶导数y’＝dy/dx＝df(x)/dx；
[0045] 二阶导数y“＝dy‘/dx＝[d(dy/dx)]/dx＝d2y/dx2＝d2f(x)/dx2。
[0046] 该计算通过意法半导体出品的STM32F101型32位ARM内核处理器实现。
[0047] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型
基础上，可以对之作一些
修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
