一种石油焦纯度光学检测设备及其检测方法与流程

本发明涉及石油焦检测，尤其涉及一种石油焦纯度光学检测设备及其检测方法。

背景技术：

1、在石油焦生产加工领域，石油焦是石油深加工的重要副产品，因其高热值、高导电性和化学稳定性，广泛应用于电解铝阳极材料、石墨电极制备及锂电池负极材料等高端工业领域，其纯度直接影响下游产品的性能与可靠性，因此需要对其中的微量元素含量进行精确检测，红外光谱检测仪是一种基于分子振动吸收光谱分析原理的光学检测设备，主要由红外光源、干涉仪、样品舱、探测器、信号处理系统和计算机分析系统组成；

2、检测时，将制备好的石油焦样品放置于样品舱中，红外光源发射宽波段红外光，经干涉仪调制后照射样品，样品中的分子吸收特定波长的红外辐射产生振动跃迁，探测器接收透射或反射光信号后，由信号处理系统将干涉图转换为红外吸收光谱，计算机分析系统根据特征吸收峰的波数位置与强度，定性识别石油焦中的有机官能团及杂质成分，定量评估石油焦纯度等级，为生产工艺参数调整优化提供数据指导。该设备具有非破坏性检测、快速扫描和样品制备简便的特点，能够满足生产现场原料的日常监测需求。

3、现有的红外光谱检测仪，在检测过程中，需要检测人员一次性将所有石油焦试样制备完成后，然后人工打开机盖进行放样和取样，且只有当前一批次全部样品检测完成后，才能够打开机盖取出样品并重新放入下一批次样品，无法实现检测过程中的连续上样和单一样品的更换，导致检测效率低下，人工操作频繁，较为费时。

4、因此，提出了一种石油焦纯度光学检测设备及其检测方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决现有的石油焦纯度检测依赖人工上下料、检测效率低且连续性差的技术问题，本发明提供了一种石油焦纯度光学检测设备及其检测方法。

2、本发明实施例提供的技术方案如下：

3、本发明实施例提供的一种石油焦纯度光学检测设备，包括光谱检测机、机盖和试样治具，所述光谱检测机内底端固定连接有检测架，所述检测架设置在光谱检测机的检测单元上方，所述检测架顶端固定连接有圆盘，所述圆盘顶端开设有十字槽，所述检测架外侧旋转连接有旋转环，所述旋转环上设有储料架，所述光谱检测机上设有用于推动检测完试样治具移动到储料架内的推料机构，所述机盖上设有自动上料试样治具的取料机构，所述光谱检测机上还设有用于驱动机盖移动的开盖机构；

4、所述取料机构包括用于储存试样治具的储存筒，所述机盖顶端贯穿转动连接有一对旋转筒，所述旋转筒内侧均固定连接有上电动伸缩缸，所述上电动伸缩缸的输出端穿过旋转筒底端固定连接有夹持器，所述夹持器的输出端均固定连接有夹持块，所述储存筒贯穿转动连接在机盖顶端，所述储存筒内设有用于限制试样治具位置的限位机构，还设有用于驱动所述旋转筒旋转的旋转机构，所述机盖上设有用于检测中上样的封堵机构，通过取料机构的设置，能够自动取出储存筒底部的试样治具并解除底部限位，随后将试样治具精准放置在检测架上进行红外光谱检测，检测完成后，推料机构将试样治具推动至可旋转的储料架上进行收集，该方式实现了试样治具的逐个自动上料，无需检测人员逐一放置在旋转架上，且可在检测过程中打开储存筒封堵盖补充放料，显著提高了检测效率，降低了人工操作强度，实现了无人值守的连续检测作业。

5、一种石油焦纯度光学检测方法，包括以下步骤；

6、步骤一：上料准备，首先将压缩好的石油焦放在所述试样治具中，随后将所述试样治具依次放入储存筒中；

7、步骤二：光学检测，再控制上电动伸缩缸驱动夹持器上移，使所述夹持器按压限位机构，解除对最下方试样治具的限位，与此同时，控制所述夹持器带动夹持块夹持住最下方的试样治具，随后所述上电动伸缩缸带动试样治具下移，此时所述限位机构复位，对另一个所述试样治具进行限制，然后所述取样机构带动试样治具放置在圆盘顶端的十字槽内，完成试样治具的自动上料；

8、所述光谱检测机的检测单元对十字槽内的试样治具中的石油焦试样进行光学纯度检测；

9、步骤三：下料储料，检测完成后，所述推料机构将检测完的试样治具从十字槽内推出，并移动至所述储料架内，然后再驱动所述旋转环在检测架外侧旋转，带动所述储料架切换至下一个储料工位，为下一次检测完的所述试样治具接收做准备，重复上述步骤实现石油焦纯度的连续光学检测。

10、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

11、1、本发明通过在机盖上设置储存筒，并在储存筒两侧配置可升降夹持的取料机构，检测人员只需将多个试样治具统一放入储存筒中，取料机构即可自动取出储存筒底部的试样治具并解除底部限位，随后将试样治具精准放置在检测架上进行红外光谱检测，检测完成后，推料机构将试样治具推动至可旋转的储料架上进行收集，该方式实现了试样治具的逐个自动上料，无需检测人员逐一放置在旋转架上，且可在检测过程中打开储存筒封堵盖补充放料，显著提高了检测效率，降低了人工操作强度，实现了无人值守的连续检测作业。

12、2、本发明通过旋转机构和开盖机构的设置，取料机构能够旋转调节成向两侧夹持功能，进而自动夹持住储料架，将取料机构调节成换架模式，随后控制开盖机构驱动机盖上移后横移，取料机构将检测完成的储料架放置在位移板上，移动平台自动将空的储料架移送到夹持工位，反向重复上述操作，即可自动将空的储料架放回检测位置，该方式实现了储料架的自动快速更换，无需人工参与换架操作，大幅提升了设备的自动化程度和检测效率。

13、3、本发明通过封堵机构的设置，能够使取料机构驱动封堵机构，快速封堵住储存筒，进而能够在检测过程中进行上样，并在上样完成后，通过氮气置换机构向储存筒内补充惰性气体，排出混入的外部空气，恢复筒内氮气保护环境，该设计实现了检测与补料的同步进行，避免频繁开启检测舱导致的气氛波动，同时取料机构与封堵机构共用驱动源，无需额外配置独立密封装置，结构紧凑且动作连贯，有效保障了红外光谱检测的气氛稳定性与数据重复性。

1.一种石油焦纯度光学检测设备，包括光谱检测机（1）、机盖（2）和试样治具（8），其特征在于，所述光谱检测机（1）内底端固定连接有检测架（3），所述检测架（3）设置在光谱检测机（1）的检测单元上方，所述检测架（3）顶端固定连接有圆盘（4），所述圆盘（4）顶端开设有十字槽（5），所述检测架（3）外侧旋转连接有旋转环（6），所述旋转环（6）上设有储料架（7），所述光谱检测机（1）上设有用于推动检测完试样治具（8）移动到储料架（7）内的推料机构，所述机盖（2）上设有自动上料试样治具（8）的取料机构，所述光谱检测机（1）上还设有用于驱动机盖（2）移动的开盖机构；

2.根据权利要求1所述的一种石油焦纯度光学检测设备，其特征在于，所述储存筒（9）前侧贯穿开设有观察窗（14），所述观察窗（14）内侧固定连接有透明玻璃，所述储存筒（9）顶端螺纹连接有封堵盖（15），所述光谱检测机（1）侧壁设有移动平台（36），所述移动平台（36）的移动端固定连接有位移板（43），所述位移板（43）顶端固定连接有一对上杆（37）。

3.根据权利要求1所述的一种石油焦纯度光学检测设备，其特征在于，所述限位机构包括限位杆（16），所述限位杆（16）设置有一对，所述储存筒（9）底部两侧均贯穿固定连接有限位框（17），所述限位杆（16）均贯穿滑动连接在限位框（17）相靠近一侧，所述限位杆（16）侧壁均固定连接有l型板（18），所述l型板（18）侧壁固定连接有圆杆（19），所述l型板（18）侧壁与限位框（17）内侧之间固定连接有上弹簧（20），所述限位框（17）底端均贯穿滑动连接有下杆（21），所述下杆（21）顶端固定连接有具有斜面的直角板（22），所述直角板（22）顶端与限位框（17）内顶端之间固定连接有下弹簧（23），所述试样治具（8）设置为t型圆筒。

4.根据权利要求1所述的一种石油焦纯度光学检测设备，其特征在于，所述推料机构包括推料电动伸缩缸（24），所述推料电动伸缩缸（24）贯穿固定连接在光谱检测机（1）内侧，所述推料电动伸缩缸（24）的输出端固定连接有推料板（25），所述推料电动伸缩缸（24）设置在十字槽（5）竖向端后方位置，所述夹持块（13）设置在十字槽（5）横向端上方位置。

5.根据权利要求1所述的一种石油焦纯度光学检测设备，其特征在于，所述光谱检测机（1）内底端固定连接有驱动电机（26），所述旋转环（6）外壁固定连接有上齿环（27），所述驱动电机（26）的输出端固定连接有与上齿环（27）相互啮合的上齿轮（28），所述旋转环（6）顶端固定连接有一对插杆（29），所述储料架（7）底端开设有一对插槽（30），所述插杆（29）插接在插槽（30）内侧。

6.根据权利要求1所述的一种石油焦纯度光学检测设备，其特征在于，所述开盖机构包括两对下电动伸缩缸（31）、一对移动电机（32）、一对螺纹杆（33）、一对移动框（34）和一对移动板（35），两个所述移动框（34）贯穿设置在机盖（2）底部，所述螺纹杆（33）均转动连接在移动框（34）内侧，所述移动板（35）横向滑动连接在移动框（34）内侧，所述移动板（35）固定连接在机盖（2）底端，所述移动电机（32）固定连接在移动框（34）侧壁，所述移动电机（32）的输出端穿过移动框（34）固定连接在螺纹杆（33）侧壁，所述螺纹杆（33）贯穿螺纹连接在移动板（35）内侧壁，所述光谱检测机（1）顶端开设有一对凹槽，每对所述下电动伸缩缸（31）均固定连接在凹槽内侧，所述下电动伸缩缸（31）的输出端固定连接在移动框（34）底端。

7.根据权利要求1所述的一种石油焦纯度光学检测设备，其特征在于，所述旋转机构包括前电动伸缩缸（38）、下齿环（39）、齿条（40）和u型板（41），所述机盖（2）内部开设有中腔，所述下齿环（39）和齿条（40）设置有一对，所述下齿环（39）固定连接在旋转筒（10）外壁相对于中腔处位置，所述齿条（40）横向滑动连接在中腔内侧，所述齿条（40）与下齿环（39）之间相互啮合，所述u型板（41）的两端与两个齿条（40）侧壁之间固定连接，所述前电动伸缩缸（38）固定连接在中腔内侧，所述前电动伸缩缸（38）固定连接在u型板（41）侧壁，所述储料架（7）内侧开设有一对夹持槽（42）。

8.根据权利要求1所述的一种石油焦纯度光学检测设备，其特征在于，所述封堵机构包括顶齿环（51）、顶齿轮（52）、一对封堵块（53）、旋转电机（56）和一对纵移框（54），所述顶齿环（51）固定连接在储存筒（9）外壁，所述顶齿轮（52）转动连接在机盖（2）顶端，所述顶齿轮（52）与顶齿环（51）之间相互啮合，所述储存筒（9）外壁贯穿设有顶罩（55），所述顶罩（55）固定连接在机盖（2）顶端，所述旋转电机（56）固定连接在顶罩（55）顶端，所述旋转电机（56）的输出端穿过顶罩（55）固定连接在顶齿轮（52）顶端，所述储存筒（9）外壁底端两侧均开设有纵向槽（57），所述纵移框（54）纵向滑动连接在纵向槽（57）内侧，所述纵向槽（57）内侧横向滑动连接有横移块（58），所述封堵块（53）固定连接在横移块（58）底端，所述封堵块（53）内侧与试样治具（8）外壁相适配。

9.根据权利要求8所述的一种石油焦纯度光学检测设备，其特征在于，所述封堵块（53）设置为二分之一圆弧形，所述横移块（58）采用橡胶材质，所述储存筒（9）后侧设有氮气置换机构（59），所述纵向槽（57）内侧与纵移框（54）顶端之间固定连接有顶弹簧（501），所述纵移框（54）内侧与横移块（58）侧壁之间固定连接有底弹簧（502）。

10.一种石油焦纯度光学检测方法，该方法适用于权利要求1-9任意一项所述的石油焦纯度光学检测设备，其特征在于，包括以下步骤；