阅读说明：本技术 一种库仑法微水仪 (Coulomb method micro-water meter ) 是由 何运华 宋玉锋 杨雪滢 程雪婷 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种库仑法微水仪,包括进样装置、检测装置以及数据处理装置,其中,进样装置包括样品盘与取样组件,所述样品盘上设有载液瓶和至少一个样品瓶,所述载液瓶内盛有干燥绝缘油,所述样品瓶内盛有待测油样；所述取样组件包括取样管、与所述取样管连通的取样头、五元泵、进样管、废液管以及废液瓶,利用进样装置可实现对待测油样的自动进样,提高了检测水分含量的准确度、检测速度和自动化程度。本申请的库仑法微水仪结构简单、易行,可操作性强,可广泛推广使用。(The application discloses a coulometric method micro-water meter, which comprises a sample feeding device, a detection device and a data processing device, wherein the sample feeding device comprises a sample disc and a sampling assembly, the sample disc is provided with a carrier liquid bottle and at least one sample bottle, the carrier liquid bottle is filled with dry insulating oil, and the sample bottle is filled with an oil sample to be detected; the sampling assembly comprises a sampling tube, a sampling head communicated with the sampling tube, a quinary pump, a sampling tube, a waste liquid tube and a waste liquid bottle, and the sampling device can realize automatic sampling of an oil sample to be detected, so that the accuracy, the detection speed and the automation degree of detecting the moisture content are improved. The coulomb method micro-water meter has the advantages of simple structure, easy operation, strong operability and wide popularization and application.)

一种库仑法微水仪

技术领域

本申请涉及绝缘油微水仪改进技术领域，尤其涉及一种库仑法微水仪。

背景技术

电气绝缘油是由深度精制的润滑油基础油加入抗氧剂调制而成的一种润滑油，使用在变压器、油浸开关、互感器、电容和电缆等电气设备中。电气绝缘油的一个重要质量监测指标是水分含量，水分可导致电气绝缘油击穿电压降低、介质损耗因素增大和绝缘油老化加速,因此，在运行中的电气绝缘油里,若有微量的水分,就会对绝缘介质的电性能和理化性能造成很大的危害，严重时将使纸绝缘遭到永久性的破坏,导致充油电气设备的运行可靠性和寿命降低,甚至造成绝缘事故。

为防止上述问题的出现，在实际应用过程中，需要对运行的电气绝缘油进行定期的水分含量测定。目前，对电气绝缘油中水分含量测定方法是库仑滴定法，该方法采用电解电流自动控制系统，保证了分析过程的高灵敏和高速度，但是，在测定过程中需要手动取样(取样量为1mL)加入到检测器中进行检测，在手动取样的过程中，人为因素造成的取样误差较大，从而影响检测的水分含量的精确度。

发明内容

本申请提供了一种库仑法微水仪，以解决现有库仑法微水仪的检测精确度较低的问题。

本申请提供了一种库仑法微水仪，包括进样装置、检测装置以及数据处理装置，其中，所述进样装置包括样品盘与取样组件，所述样品盘上设有载液瓶和至少一个样品瓶，所述载液瓶内盛有干燥绝缘油，所述样品瓶内盛有待测油样；所述取样组件包括取样管、与所述取样管连通的取样头、五元泵、进样管、废液管以及废液瓶；

所述检测装置包括电解组件，所述电解组件包括密封油杯以及正、负电极，所述密封油杯上设有进液口，所述进液口与所述取样组件的进液管连通，所述密封油杯内盛有测试液，所述测试液用于电解过程中与待测油样中水分子发生氧化还原反应；所述正、负电极连接至数据处理装置，用于将电解过程中的电压数据发送至所述数据处理装置；

所述数据处理装置包括控制器、数据处理器以及显示器，所述控制器用于控制数据处理模块根据上述的电压数据计算待测油样的微水含量，并控制显示器对计算的微水含量进行显示。

可选地，所述五元泵包括转动盘与电机，所述转动盘上设有测样腔、洗液腔以及1-5号连通管，其中，1-3号连通管与所述测样腔连通，4、5号连通管与所述洗液腔连通，

所述1号、2号连通管之间的夹角与所述取样管、废液管之间的夹角相匹配；

所述2号、3号连通管之间的夹角与所述进样管、取样管之间的夹角相匹配；

所述4号、5号连通管之间的夹角与所述取样管、废液管之间的夹角相匹配。

可选地，所述取样组件包括进样支架，所述进样支架用于架设所述五元泵。

可选地，所述样品盘为旋转盘。

可选地，所述密封油杯上设有气压平衡口。

可选地，所述检测装置还包括磁力搅拌器，相应的，所述密封油杯内设有磁力转子。

可选地，所述正、负电极通过数据连接线与数据接线柱连接至所述数据处理装置的控制器。

可选地，所述数据处理装置还包括设置键盘。

可选地，所述库仑法微水仪还包括与所述数据处理装置连接的打印机，所述打印机用于打印待测油样的微水含量。

本申请提供了一种库仑法微水仪，包括进样装置、检测装置以及数据处理装置，其中，进样装置可实现对待测油样的自动进样，提高了检测水分含量的准确度、检测速度和自动化程度。另外，本申请的库仑法微水仪结构简单、易行，可操作性强，可广泛推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请库仑法微水仪的结构示意图；

图2为本申请五元泵的结构示意图。

图1-2中的标号分别表示为：1-进样装置，11-样品盘，111-载液瓶，112-样品瓶，12-取样管，121-取样头，13-五元泵，131-测样腔，132-洗液腔，14-进样管，15-废液管，16-废液瓶，17-进样支架，18-底座，2-检测装置，21-密封油杯，211-进液口，212-气压平衡口，22-正、负电极，23-数据接线柱，24-磁力搅拌器，25-磁力转子，3-数据处理装置，31-显示器，32-设置键盘，33-打印机。

具体实施方式

本申请提供一种库仑法微水仪用于对电气绝缘油中的水分含量进行，通过对待测油样的自动进样，避免人为取样造成的误差较大的问题，提高了检测水分含量的准确度、检测速度和自动化程度。

图1为本申请库仑法微水仪的结构示意图，如图1所示，库仑法微水仪包括进样装置1、检测装置2以及数据处理装置3，其中，进样装置1包括样品盘11与取样组件，样品盘11上设有载液瓶111和至少一个样品瓶112，载液瓶111内盛有干燥绝缘油，样品瓶112内盛有待测油样；取样组件包括取样管12、与取样管12连通的取样头121、五元泵13、进样管14、废液管15以及与废液管15连通的废液瓶16。本申请中，载液瓶111或某个样品瓶112的瓶口由软胶密封，取样头121能轻易***和拔出。另外，样品瓶的数量为多个，可防止多个待测油样，从而实现对多个待测油样的连续检测，从而提高检测效率。

本申请中，样品盘11为旋转盘，样品盘11上设有一个载液瓶111以及数个样品瓶112，每个样品瓶112内盛装一个待测油样，实际使用时，通过旋转样品盘11，即可使取样头121对应载液瓶111或某个样品瓶112，从而完成对干燥绝缘油或待测油样的抽取过程。当然，也可将取样头121设置为移动式，通过取样头121与旋转盘之间的相对位移，完成对干燥绝缘油或待测油样的准确取样。

本申请中，五元泵13用于对待测油样进行定量取样，图2为本申请五元泵的结构示意图，如图2所示，五元泵13包括转动盘与电机，转动盘上设有测样腔131、洗液腔132以及1-5号连通管，其中，1-3号连通管与测样腔131连通，4、5号连通管与洗液腔132连通。1-5号连通管之间的相对位置可根据取样管12、进样管14以及废液管15之间的位置进行调整，本申请中，1号、2号连通管之间的夹角与取样管12、废液管15之间的夹角相匹配，2号、3号连通管之间的夹角与进样管14、取样管12之间的夹角相匹配，4号、5号连通管之间的夹角与取样管12、废液管15之间的夹角相匹配。

为便于固定五元泵13、取样管12、进样管14以及废液管15之间的位置，本申请中，取样组件还包括进样支架17，进样支架17用于架设五元泵13，相应的，取样管12、进样管14以及废液管15均根据五元泵13的位置进行对应的位置设置。为便于固定进样支架17，本申请的进样装置1还包括底座18，底座18上设有样品盘11与进样支架17，进样支架17可固定设置在底座18上，也可活动连接在底座18上，进样支架17可相对底座18上的样品盘11发生相对运动，从而便于取样。

采用五元泵13进行清洗管路过程具体包括：旋转样品盘11，控制取样管12，使取样头121对应载液瓶111，然后旋转转动盘，使3号连通管对准取样管12、2号连通管对准进样管14，启动电机，从载液瓶111中抽取干燥绝缘油，干燥绝缘油从3号连通管进入测样腔131，再通过2号连通管进入进样管14，通过进样管14进入到密封油杯21中，知道密封油杯21中两电极电荷量不变为止，即可对取样管、进样管进行清洗。

采用五元泵13获取定量待测油样过程具体包括：

步骤1，选取适宜规格的测样腔131，例如可选择1ml、1.5ml、2ml或5ml的测样腔131，当然，本领域人员可根据实际需要选择相应规格的测样腔131，其属于本申请的保护范围；

步骤2，清洗测样腔131，具体包括，旋转样品盘11，使取样头121对应载液瓶111；然后，旋转转动盘，使1号连通管对准取样管12、2号连通管对准废液管15，启动电机，从载液瓶111中抽取干燥绝缘油，干燥绝缘油从1号连通管进入测样腔131，将测样进行清洗，清洗后的干燥绝缘油通过2号连通管进入废液瓶16，完成对测样腔131的清洗过程；

步骤3，抽取待测油样，具体包括，旋转样品盘11，使取样头121对应待测油样的样品瓶112，启动电机，从样品瓶112中抽取待测油样，使测样腔131内充满待测油样；

步骤4，利用干燥绝缘油将测样腔131内的待测油样排挤至检测装置2，具体包括，旋转样品盘11，使取样头121对应载液瓶111；然后，旋转转动盘，使4号连通管对准取样管12、5号连通管对准废液管15，启动电机，从载液瓶111中抽取干燥绝缘油，排除1号连通管内的待测油样，使1号连通管内填充干燥绝缘油；之后，旋转转动盘，使3号连通管对准取样管12、2号连通管对准进样管14，启动电机，从载液瓶111中抽取干燥绝缘油，利用干燥绝缘油将测样腔131内的待测油样排挤至检测装置2，完成对待测油样的定量获取。应当说明，该过程中，2号连通管中也存在少量的待测油样，若2号连通管的管径较小，则可忽略2号连通管内的待测油样；若2号连通管的管径较大，不可忽略2号连通管内的待测油样，可在设计测样腔131的容量时，应当考虑2号连通管的容量，从而减小取样误差。应当说明，上述过程中，取样头121的取样动作、样品盘11与转动盘的转动动作可采用相应的电机进行实现，属于现有技术，在此不进行详细说明。

本申请中，检测装置2包括电解组件，电解组件包括密封油杯21以及正、负电极22，密封油杯21上设有进液口211，进液口211与取样组件的进液管连通，密封油杯21内盛有测试液，测试液用于电解过程中与待测油样中水分子发生氧化还原反应；正、负电极22连接至数据处理装置3，用于将电解过程中的电压数据发送至数据处理装置3。本申请中，正、负电极22通过数据连接线与数据接线柱23连接至数据处理装置3的控制器。

为防止外部空气的水分进入密封油杯21内对实验数据造成影响，本申请中的密封油杯21具有较好的密封性能，在密封油杯21上设有气压平衡口212，以便于待测油样可通过进液管顺利进入密封油杯21内。气压平衡口212连通空气和密封瓶内部，平衡密封油杯21内外气压，气压平衡口212处中装有干燥剂，用于防止空气中水分进入密封油杯21中。

为便于密封油杯21内的电解反应更加充分，检测装置2还包括磁力搅拌器24，相应的，密封油杯21内设有磁力转子25。电解反应过程中，磁力转子25可对检测液进行搅拌，从而确保电解反应充分、快速。

数据处理装置3包括控制器、数据处理器以及显示器31，控制器用于控制数据处理模块根据上述的电压数据计算待测油样的微水含量，并控制显示器31对计算的微水含量进行显示。当然，控制器还用于控制五元泵13的动作，包括控制转动盘的转动以及电机的启停，控制过程采用现有技术即可实现，在此将不再进行详细说明。另外，控制器还用于控制样品盘11的转动以及取样头121的动作，控制过程采用现有技术即可实现，在此将不再进行详细说明。

本申请中，库仑法微水仪还包括与数据处理装置3连接的打印机33，打印机33用于打印待测油样的微水含量。

本申请中，数据处理装置3还包括设置键盘32，键盘用于控制进样装置1、检测装置2的启停以及打印机33的动作。为便于对测样腔131及仪器中的管道进行清洗，本申请中，键盘包括清洗按键，通过清洗按键可实现清洗过程的一键操作。

本申请中，标定微水含量的原理具体包括：测试液为碘、吡啶和甲醇，当密封油杯21内存在水时，碘被二氧化硫还原，并在吡啶和甲醇存在的作用下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸氢吡啶，反应式如下：

H₂O+I₂+SO₂+3C₅H₅N——→2C₅H₅N·HI+C₅H₅N·SO₃

C₅H₅N·SO₃+CH₃OH——→C₅H₅N·HSO₄CH₃，

在电解过程中，电极反应如下：

阳极：2I^--2e——→I₂，

阴极：2H⁺+2e——→2I^-，I₂+2e——→2I^-，

电解过程中产生的碘又与待测油样中的水分子反应生成氢碘酸，直至待测油样内的全部水分反应完毕，反应终点用一对铂电极所组成的检测单元指示。在整个过程中，二氧化硫有所消耗，其消耗量与水的摩尔数相等。

依据法拉第电解定律，电解所用的电量与碘的物质的量成正比，即电解1mol碘，消耗1mol水，需要两倍的96493C电量，计算公式如下：

即

式(1)中：m/μg为待测油样中的水分，Q/mC为电解电量，18为水的相对质量。

根据待测油样的进样体积，按照公式(2)式计算出水分含量：

式(2)中：ρ/mg·L^-1为待测油样中的水分含量，m/mg为待测样品中的水分，V/mL为待测油样的进样体积。

本申请的库仑法微水仪使用过程如下：在密封油杯中加入测试液，在样品盘上的样品瓶中加入待测油样，在载液瓶中加入干燥绝缘油；通过设置键盘，设置相关参数，包括取样量、进样口等；点击设置键盘上清洗按键，吸取载液瓶中干燥绝缘油，通入密封油杯中，使管路中充满干燥油样，待两电极电荷量不变为止；点击设置键盘上测样按键，将依次对待测油样进行检测；检测完毕后，将检测结果显示在显示器上，检测结果包括电解电量Q和含水量

打印检测结果。

本申请提供了一种库仑法微水仪，包括进样装置、检测装置以及数据处理装置，其中，进样装置可实现对待测油样的自动进样，提高了检测水分含量的准确度、检测速度和自动化程度。另外，本申请的库仑法微水仪结构简单、易行，可操作性强，可广泛推广使用。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。