D86型干點分析儀是一種先進的在線連續測量油品干點的分析儀器，可連續測量從5％～97％回收點的石油產品沸點溫度，溫度測量范圍為0～400℃，其獲取的結果與GB／T6536-1997《石油產品蒸餾測定方法》(等效采用ASTM86-95)方法所得結果相關。

1 干點分析儀工作原理

干點分析儀工作原理框圖如圖1所示。當需要分析的油品樣品以恒定的流量(25 ml／min)經過流量計、壓力表、輸入計量泵進入分析儀的關鍵部件——蒸發器組件(由閃蒸杯、加熱器、熱電偶測溫元件和液位測量單元組成)，在蒸發器內樣品以一定的設定沸點溫度蒸發。未蒸發的樣品流入到殘留液杯中收集．然后以一定的與輸入成比例的量經輸出計量泵排出，回流至回收裝置。

殘留液杯通過連通器與液位測量靜力槽相通，通過控制殘留液杯液面的高低控制沸點溫度，而液面的高低可以通過控制蒸發器的加熱器功率來控制蒸發量，如圖2所示。例如，假設40％回收點的沸點溫度為設定點，如果蒸發器內的溫度高于40％回收點的溫度，則超過40％的樣品被蒸發，此時殘留液杯的液面低于設定值，靜力槽的液面下降，通過控制減少加熱器功率，從而導致蒸發器加熱溫度自動降低，直到輸入與排出之間達到平衡為止。如果蒸發器溫度低于40％回收點的溫度，則蒸發量不夠，殘留液杯的液面將上升，靜力槽的液面也隨之上升，通過控制增加加熱器功率，從而致使蒸發器的溫度自動升高，直到溫度升高至蒸發出所需比例的樣品為止，這時殘留液的液位就回到要求位置。樣品進入量與排出量平衡時蒸發器內所對應的溫度值即為該回收百分率的沸點溫度或干點。

干點分析儀的關鍵部件蒸發器組件由預熱管、閃蒸杯、加熱器、熱電偶及液位測量單元組成，如圖2所示。進入蒸發器的樣品首先由預熱管預熱，在閃蒸杯內分離已汽化的少量組分，其余樣品從加熱器頂部流至殘留液杯內，汽化部分經蒸發器管壁冷凝后排出至回收裝置。殘留液杯通過連通器與液位測量靜力槽相通，通過測量靜力槽液位即可計算出樣品汽化率，最終測量出沸點溫度干點。

液位測量單元內置超聲波傳感器，該傳感器通過測量靜力槽液位得到殘留液杯液位。超聲波傳感器輸出O～10 V直流信號，該信號與殘留液杯內液位高低相對應，液位信號經數據接口卡反饋至溫度控制電路的輸入端VIN(傳感器輸出0～10 V信號對應加熱器供電功率0～110 V交流)。經運算放大后傳送至相位控制器TDA2086(IC3)的偏差輸入端(10引腳)。

2 TDA2806簡介

TDA2086型相位控制集成器通常用于阻性或感性交流供電負載控制電路。該器件特點如下：直接從交流電路或直流電路供電：提供-5 V輔助供電電源；功耗低，普通的金屬膜電阻即可滿足使用要求；具有斜坡發生器，通過相位角控制，實現電機等負載速度控制；具有雙向可控硅負觸發脈沖功能，提供電流大于100 mA，抗干擾性強；電壓、相位角同步功能。圖3為TDA2086相位控制器的內部工作結構框圖。

D86干點分析儀通過使用TDA2086器件內的斜坡發生器、雙向可控硅負觸發脈沖信號功能、電壓、相位角同步功能，實現對D86干點分析儀上的加熱器的溫度控制。TDA2086相位控制集成器在加熱器溫度控制中應用是其擴展應用。在溫度控制電路圖中，IC2、IC3、雙向可控硅TRIACl、加熱器等器件組成溫度控制系統，如圖4所示。

3 溫度控制系統分析

圖4所示的溫度控制電路為反饋電路。加熱器線圈電壓UA反饋輸入至乘法器IC2-AD633，IC2輸出W端(7引腳)為加熱器供電的平方信號，此信號正比于加熱器的功率：

式中，K為常數。

AD633 IC2輸出W端(7引腳)經ICl／B濾波緩沖后，傳送至IC3的13引腳(偏差放大器輸入端)。設定液位信號VIN(0～10 V)經ICl／A緩沖放大，傳送至IC3的10引腳。IC3的10、13引腳分別為TDA2086相位控制器的偏差放大端。實際測得的加熱器功率信號與設定液位信號在IC3內放大比較，產生偏差信號。觸發脈沖電路(由斜坡發生器、零電壓檢測、脈沖計數器、電流同步電路、脈沖放大等電路組成)按照偏差信號的大小改變充電速率及達到閾值電平的時間，從而達到自動調整相位角。通過調整相位角，繼而控制BTl39-500型雙向可控硅TRAICl的導通角，控制加熱器功率。

在分析儀初始啟動階段，超聲波液位傳感器的所測得的液位信號遠高于設定的液位值。此時，加熱器處于最高供電狀態，導致樣品快速汽化，隨著樣品蒸發，靜力槽的液位逐漸下降。當靜力槽的液位低于設定值時，由雙向可控硅TRAICl控制的加熱器供電逐漸降低，樣品蒸發量也隨之減少，靜力槽的液位逐漸上升。最終液位穩定在設定位置。同時K型熱電偶輸出所測得的溫度信號。

圖5為TDA2086觸發脈沖相位角為60°時的加熱器供電情況，其導通角為120°。圖6為TDA2086觸發脈沖相位角為100°時，加熱器供電情況，其導通角為80°。

隨著觸發脈沖相位角變化，加熱器供電功率也隨之變化，繼而控制殘留液杯液位，樣品進入量與排出量平衡時蒸發器內殘留液杯內所對應的溫度值，即為該回收百分率的沸點溫度或干點。雙向可控硅TRAICl的觸發脈沖是負值，這樣可防止供電電壓的干擾及誤觸發信號(觸發信號為50μs，大于100 mA的負脈沖)。VRl、VR2為運算放大器LM324的微調電位器。將示波器正極接入圖4中的D點，示波器地極接0 V。當輸入信號VIN=10 V時(加熱器功率100％)，調整VRl使相位控制波形減至最小，如圖7所示。輸入信號為VIN=0 V時(加熱器功率O％)，示波器應顯示完整波形，調整VR2使相位控制波形過零位的畸變減至最小，如圖8所示。由該溫度控制電路所構成的干點分析儀測量精度高，液位控制精度高于1．0％，液位變化大于±0_35 mm。

4 結束語

由TDA2086相位控制集成器構成的溫度控制電路是D86型干點分析儀的核心，該干點分析儀廣泛應用于化工領域，已成功應用于某石化千萬噸／年煉油工程的常減壓蒸餾裝置、臘油加氫精制裝置、石腦油加氫裝置中。經實踐證明：該干點分析儀運行平穩，滿足工藝設計要求，響應時間為3 min。