CN102297648A - 一种微电极油膜厚度测定装置及其测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于海洋监测领域，具体地说是一种微电极油膜厚度测定装置及其测定方法，装置包括支架平台、步进器、电导读数器及电导微电极，其中步进器及电导读数器分别安装在支架平台上；步进器上安装有粗、微调旋钮，电导微电极的一端连接在步进器的下部、并通过粗、微调旋钮上下往复移动，另一端为自由端、设有疏油图层；电导微电极通过导线与电导读数器相连；方法为利用步进器驱动电导微电极上下移动，使其依次接触油膜及水，通过电导读数器显示的电导率的突变，计算步进器上刻度盘的示数差，得出油膜厚度。本发明通过电导微电极可以精确地测量油膜内外电导率的细微变化，步进器具有粗调和微调两档步进功能，可以精确地推进电导微电极的位移。

Description

一种微电极油膜厚度测定装置及其测定方法

技术领域

本发明属于海洋监测领域，具体地说是一种微电极油膜厚度测定装置及其测定方法，可用于实验室内油膜厚度的直接测量。

背景技术

随着石油工业和海上石油开发的迅速发展，水上石油运输日益繁忙；因海损、触礁、机械故障、人为操作不当等因素导致的石油溢油事故也逐渐增多，特别是大规模的溢油事故，其污染危害之严重，举世瞩目。溢油事故发生后，海洋行政主管部门要开展大量的调查取证工作，确定溢油性质、溢油规模、可能影响的范围和损害程度等，然后采取一系列措施避免和减少溢油造成的损失。在海洋行政主管部分进行的调查取证中，溢油量的估算，是确定溢油规模、损失评估的关键环节，是溢油事故处理的重要依据，而油膜厚度的确定是估算溢油量的关键参数之一，至今油膜厚度的确定仍是一个尚未解决的国际性难题。

目前，对油膜厚度的估算尚无统一的标准和方法，常用的有三种：油色目测法、遥感测量以及激光技术测量。由于当前常用的卫星遥感器不是针对溢油监测设计的，科学家只是根据溢油油膜的光谱特征，对现有遥感数据进行深度开发，因而有很大的局限性，尤其是对油膜厚度的估算。现有的油膜厚度估算法中，精度较高、技术本身可靠的方法，如激光一声学油层厚度遥感器、微波辐射计法等，往往存在现场操作困难，难以实现外海调查等问题，以至于不能走出实验室，进入实际应用环节。而现在经常采用的油色目测法和红外一紫外航空遥感法，前者颜色判别受限于人的主观判断，受环境影响较大，并且不能够在夜间使用；后者虽然能对极薄的油膜厚度做出判断，但易受外界环境因素的干扰而产生虚假信息，难以获得理想的结果。

发明内容

为了解决上述测量油膜厚度存在的问题，本发明的目的在于提供一种测量准确、不受干扰、便于操作的微电极油膜厚度测定装置及其测定方法。该测定装置及测定方法可以直接测定出溢油油膜的厚度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的测定装置包括支架平台、步进器、电导读数器及电导微电极，其中步进器及电导读数器分别安装在支架平台上；所述步进器上安装有粗调旋钮及微调旋钮，所述电导微电极的一端连接在步进器的下部、并通过粗调旋钮及微调旋钮上下往复移动，电导微电极的另一端为自由端、设有疏油图层；所述电导微电极通过导线与电导读数器相连。

其中：所述步进器包括粗调旋钮、微调旋钮、螺杆、固定杆、粗调齿轮及微调齿轮，其中固定杆安装在步进器内，所述微调旋钮及粗调旋钮分别可转动地依次套在固定杆上，在粗调旋钮、微调旋钮上分别设有粗调齿轮、微调齿轮；所述螺杆安装在步进器内，螺杆的一端分别与粗调齿轮及微调齿轮相啮合，另一端与所述电导微电极的一端固连；在步进器的上表面安装有通过粗调齿轮及微调齿轮拨动的刻度盘；步进器的下表面固接有不锈钢杆，所述螺杆的一端位于步进器内，另一端穿过步进器下表面、支架平台容置于不锈钢杆内；所述支架平台上固设有显示水平状态的水准泡；支架平台的下表面均布有多个高度可调的支脚。

本发明的测定方法为：利用步进器驱动带有疏油图层的电导微电极上下移动，使电导微电极依次接触油膜及水，通过电导读数器显示的电导率的突变，计算步进器上刻度盘的示数差，即得出被测油膜的厚度。

步骤如下：

A.调节支架平台上的支脚，使支架平台上的水准泡居中，支架平台处于水平状态；

B.利用步进器的粗调旋钮及微调旋钮驱动电导微电极向下移动，当电导微电极刚好接触到油膜表层时，电导读数器上的示数盘从指示空气的电导率突变为指示油品的电导率，记下此时步进器上刻度盘的数值；

C.再旋转粗调旋钮及微调旋钮，使电导微电极继续向下移动，当电导微电极刚好穿过油膜时，电导读数器上的示数盘从指示油品的电导率突变为指示水体的电导率，再次记下步进器上刻度盘的数值；

D.上述两次步进器上刻度盘数值之差，即为被测油膜的厚度。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明的测定方法可用于实验室内油膜厚度的直接测定，不受外界环境的干扰，测量准确、方便。

2.本发明的测定装置通过电导微电极可以精确地测量油膜内外电导率的细微变化。

3.本发明测定装置的步进器具有粗调和微调两档步进功能，可以精确地推进电导微电极的位移。

4.本发明测定装置结构简单，易于操作。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中步进器的结构示意图；

图3为图2的左视剖视图；

其中：1为支架平台，2为支脚，3为步进器，4为粗调旋钮，5为微调旋钮，6为电导读数器，7为水准泡，8为不锈钢杆，9为电导微电极，10为疏油图层，11为示数盘，12为步进器示数盘，13为螺杆，14为固定杆，15为粗调齿轮，16为微调齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括支架平台1、步进器3、电导读数器6水准泡7、不锈钢杆8及电导微电极9，其中支架平台1为正方形平台，其四个角的下表面分别固设有高度可调的支脚2，步进器3、电导读数器6及水准泡7分别固定在支架平台1的上表面。在步进器3下方的支架平台1上开有孔，不锈钢杆8穿过该孔固接在步进器3的下表面上。如图1～3所示，步进器3包括粗调旋钮4、微调旋钮5、螺杆13、固定杆14、粗调齿轮15及微调齿轮16，步进器的壳体为长方体，在壳体的上表面设有刻度盘12；固定杆14安装在步进器3的壳体内，微调旋钮5套设在固定杆14上、相对于固定杆14可转动，粗调旋钮4套设在微调旋钮5上、相对于微调旋钮5可转动；在粗调旋钮4上沿径向向外延伸形成粗调齿轮15，本实施例的粗调旋钮4上设有两个粗调齿轮15，并在两个粗调齿轮之间为微调旋钮5上沿径向向外延伸形成的微调齿轮16留有缺口。所述螺杆13安装在步进器3的壳体内，螺杆13的一端分别与粗调齿轮15及微调齿轮16相啮合，另一端与电导微电极9的一端固连。螺杆13一部分在步进器3的壳体内，另一部分位于不锈钢杆8内，当螺杆13通过粗调旋钮4及微调旋钮5上下往复移动时，由不锈钢杆8起导向作用。电导微电极9的另一端为自由端，设有疏油图层10；电导微电极9通过导线与电导读数器6相连。本发明的步进器3具有粗调和微调两种步进功能，总行程为5厘米，粗调步长为100微米，微调步长为10微米，精度为±2微米。

本发明的测定方法为：

利用步进器3驱动带有疏油图层10的电导微电极9上下移动，使电导微电极9依次接触油膜及水，通过电导读数器6显示的电导率的突变，计算步进器3上刻度盘12的示数差，即得出被测油膜的厚度。

具体步骤如下：

A.调节支架平台1上各支脚2的高度，使支架平台1上的水准泡7居中，显示支架平台1处于水平状态；将装有油的水桶放在电导微电极9的下方；

B.先旋转步进器3的粗调旋钮4，使粗调齿轮15与螺杆13啮合，驱动螺杆13向下移动，电导微电极9即随螺杆13向下移动；当电导微电极9快要到达油膜表层时，再旋转微调旋钮5，使微调齿轮16与螺杆13啮合，微调螺杆；在粗调齿轮15及微调齿轮16旋转时，除了与螺杆13啮合外，还与刻度盘12啮合，使刻度盘12上的刻度值发生变化；当电导微电极9刚好接触到油膜表层时，电导读数器6上的示数盘11从指示空气的电导率突变为指示油品的电导率，记下此时步进器3上刻度盘12的数值；

C.按照步骤B再旋转粗调旋钮4及微调旋钮5，使电导微电极9继续向下移动，当电导微电极9刚好穿过油膜时，电导读数器6上的示数盘11从指示油品的电导率突变为指示水体的电导率，此时停止旋转步进器，再次记下步进器3上刻度盘12的数值；

D.上述两次步进器3上刻度盘12数值之差，即为被测油膜的厚度。

Claims (7)

1.一种微电极油膜厚度测定装置，其特征在于：包括支架平台(1)、步进器(3)、电导读数器(6)及电导微电极(9)，其中步进器(3)及电导读数器(6)分别安装在支架平台(1)上；所述步进器(3)上安装有粗调旋钮(4)及微调旋钮(5)，所述电导微电极(9)的一端连接在步进器(3)的下部、并通过粗调旋钮(4)及微调旋钮(5)上下往复移动，电导微电极(9)的另一端为自由端、设有疏油图层(10)；所述电导微电极(9)通过导线与电导读数器(6)相连。

2.按权利要求1所述的微电极油膜厚度测定装置，其特征在于：所述步进器(3)包括粗调旋钮(4)、微调旋钮(5)、螺杆(13)、固定杆(14)、粗调齿轮(15)及微调齿轮(16)，其中固定杆(14)安装在步进器(3)内，所述微调旋钮(5)及粗调旋钮(4)分别可转动地依次套在固定杆(14)上，在粗调旋钮(4)、微调旋钮(5)上分别设有粗调齿轮(15)、微调齿轮(16)；所述螺杆(13)安装在步进器(3)内，螺杆(13)的一端分别与粗调齿轮(15)及微调齿轮(16)相啮合，另一端与所述电导微电极(9)的一端固连；在步进器(3)的上表面安装有通过粗调齿轮(15)及微调齿轮(16)拨动的刻度盘(12)。

3.按权利要求2所述的微电极油膜厚度测定装置，其特征在于：所述步进器(3)的下表面固接有不锈钢杆(8)，所述螺杆(13)的一端位于步进器(3)内，另一端穿过步进器下表面、支架平台(1)容置于不锈钢杆(8)内。

4.按权利要求1所述的微电极油膜厚度测定装置，其特征在于：所述支架平台(1)上固设有显示水平状态的水准泡(7)。

5.按权利要求1所述的微电极油膜厚度测定装置，其特征在于：所述支架平台(1)的下表面均布有多个高度可调的支脚(2)。

6.一种按权利要求1所述微电极油膜厚度测定装置的测定方法，其特征在于：利用步进器(3)驱动带有疏油图层(10)的电导微电极(9)上下移动，使电导微电极(9)依次接触油膜及水，通过电导读数器(6)显示的电导率的突变，计算步进器(3)上刻度盘(12)的示数差，即得出被测油膜的厚度。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤如下：

A.调节支架平台(1)上的支脚(2)，使支架平台(1)上的水准泡(7)居中，支架平台(1)处于水平状态；

B.利用步进器(3)的粗调旋钮(4)及微调旋钮(5)驱动电导微电极(9)向下移动，当电导微电极(9)刚好接触到油膜表层时，电导读数器(6)上的示数盘(11)从指示空气的电导率突变为指示油品的电导率，记下此时步进器(3)上刻度盘的数值；

C.再旋转粗调旋钮(4)及微调旋钮(5)，使电导微电极(9)继续向下移动，当电导微电极(9)刚好穿过油膜时，电导读数器(6)上的示数盘(11)从指示油品的电导率突变为指示水体的电导率，再次记下步进器(3)上刻度盘的数值；

D.上述两次步进器(3)上刻度盘数值之差，即为被测油膜的厚度。

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