Средство диэлькометрического контроля бензина

• Автор: Поляков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 - АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК И ТРЕБОВАНИЙ, К БЕНЗИНУ И МЕТОДАМ ЕГО КОНТРОЛЯ
1.1 Бензин, его свойства, характеристики и классификация, области применения и показатели качества
1.2 Свойства автомобильных бензинов
1.3 Классификация и характеристики автомобильных бензинов
1.4 Анализ методов измерения основных характеристик бензина
1.5 Анализ примесей к топливу и их влияния на основные эксплуатационные характеристики бензина
1.6 Анализ способов повышения точности высокочастотных диэлькометрических октанометров
1.7 Анализ существующих математических моделей контроля
1.8 Анализ задачи определения октанового числа и содержания воды в бензине.
1.9 Постановка задачи на построение математической модели экспрессного контроля
бензина
Выводы по первой главе
ГЛАВА 2 - РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ЭКСПРЕССНОГО КОНТРОЛЯ БЕНЗИНА
2.1 Математическая модель процесса экспрессного контроля бензина
2.2 Оценка допустимой погрешности измерения параметров топлива с использованием модели экспрессного контроля бензина, определение граничных значений емкости в измерении
2.3 Анализ способов уменьшения погрешности измерения параметров бензина
2.4 Анализ способов уменьшения влияния проводимости контура на точность
контроля параметров бензина
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 - РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ЭКСПРЕССНОГО КОНТРОЛЯ БЕНЗИНА

ЗЛ Разработка функциональной схемы прибора экспрессного контроля
3.2 Определение корректирующих температурных коэффициентов при измерении диэлектрической проницаемости бензина
3.3 Определение диэлектрической проницаемости бензина с коррекцией от
удельной проводимости топлива
3.4. Алгоритм экспрессного контроля бензина
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4 - РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИБОРА КОНТРОЛЯ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА БЕНЗИНА
4.1 Выбор оптимального типа электростатического преобразователя
4.2 Разработка узлов прибора для контроля октанового числа бензина..
4.3 Оценка корректности, устойчивости и сложности алгоритма экспресс контроля бензина
4.4 Особенности калибровки прибора контроля бензина
4.5 Вычисление суммарной погрешности прибора и оценка эффективности
полученного результата
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы обусловлена необходимостью контроля качества бензина при наличии в нем воды. Появление воды в бензине возникает в процессе жизненного цикла нефтепродуктов, в ходе которого происходит естественное накопление воды за счет гигроскопичности бензина и конденсации паров влаги. Такая же необходимость возникает из-за попыток фальсификации бензина. По данным Всероссийского общества прав потребителей, до 40 % продаваемого в стране топлива в настоящее время фальсифицировано. Статистика показывает, что из всех примесей в бензине практически около 70 % приходится на воду, поэтому остро встает вопрос об оперативном контроле бензина на наличие воды.
Удаление воды из топливной аппаратуры автомобиля в настоящее время возможно только путем физического вмешательства. При этом контролировать заправляемое топливо можно лишь по его косвенным признакам, причем на АЗС из всех контролируемых параметров топлива доступно только его октановое число.
Октановое число топлива определяют его тестированием исследовательским и моторным методами (ГОСТ 511-82, ГОСТ 8226-82). Выпускаемые в настоящее время октанометры (таблица 1) позволяют решать задачу оперативного контроля октанового числа топлива с низкой погрешностью измерения. Однако в данных приборах отсутствует возможность определения октанового числа топлива с примесью воды, наличие которой приводит к резкому повышению погрешности измерения октанового числа и недостоверным результатам контроля.
Принцип действия большинства современных приборов основан на диэль-кометрическом методе контроля, согласно которому октановое число определяется по диэлектрической проницаемости бензина, составляющей 8бенз а 2...2,3. При этом даже сравнительно небольшое количество воды, имеющей высокую ди-

электрическую проницаемость воды ~ 81, может привести к ошибочным результатам при определении октанового числа. Экспериментально установлено, что добавление в бензин 1 % воды приводит к повышению его диэлектрической про-

В общем случае информацию об октановом числе несет емкость датчика, заполненного контролируемым материалом, которая связана с его диэлектрической проницаемостью г линейным выражением [45]
0> (2Л5> где g - геометрический фактор, учитывающий конфигурацию и размеры электродов датчика; е - относительная диэлектрическая проницаемость материала; ер — диэлектрическая проницаемость вакуума.
Для учета зависимости емкости от температуры измеряемой среды введен коэффициент:
КТС = КТе + 2Кт¥, (2.16)
Учет влияния различного рода присадок и примесей в топливе определяется выражением:
^бенз ^осн ^прис^'прис ^прим^прим ^бенз^~Тд , (2.17)
В результате выражение для определения неизвестной емкости измерительного преобразователя примет следующий вид:
= Ктс • Кто ■ g ■ ебе113 • е0 ^ (2.18)
Согласно определению, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости определяется выражением |44[
1 с1б 8 <И
В связи с тем, что бензин представляет собой сложную разнородную смесь, для расчета относительной диэлектрической проницаемости сложной смеси используют эквивалентные схемы замещения (531, как отдельных компонентов, так и всего объема неоднородного диэлектрика. При этом считается, что варианты упорядоченного расположения компонентов могут быть представлены в виде их параллельного и последовательного включения. Таким образом, плоскость разде-
Кт. =-~гРад (2.19)