La présente invention fournit une méthode et des appareils de précision pour déterminer la perte de poids d’un échantillon au cours de chauffage dans un four. La méthode comprend les étapes de placer un échantillon dans un four de chauffage, le chauffage de l’échantillon tandis que les mesures de poids de l’échantillon sont faits, de déterminer le taux fonction du poids de l’échantillon de mesures, la production d’un facteur de correction de perte de poids en utilisant la fonction et le taux de perte de poids en utilisant la correction d’obtenir un facteur de corriger la perte de poids de l’échantillon.
Revendications de brevets logiciels
Ce qui est demandé:
1. Une méthode de détermination de la perte de poids d’un échantillon au cours de chauffage, comprenant: placement d’un échantillon de combustible dans une chambre de combustion de chauffage d’un four de chauffage de l’échantillon tout en effectuant des mesures de la masse de l’échantillon, la détermination d’une fonction de taux de perte de poids de l’échantillon de poids mesures, de déterminer l’heure approximative à laquelle le début de la combustion des échantillons se produit; production d’un facteur de correction de perte de poids en utilisant la combustion de temps à la perte de poids et de la fonction de taux, et la perte de poids en utilisant le facteur de correction pour obtenir une perte de poids corrigé de l’échantillon.
2. Une méthode selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’étape de la détermination de la fonction de taux de perte de poids comprend l’application d’une analyse de régression pour le poids de l’échantillon de mesures.
3. Une méthode selon la revendication 1, dans lequel l’étape de la détermination de la date approximative à laquelle le début de la combustion se produit comprend la détermination de la date à laquelle le taux de perte de poids au départ d’une fonction linéaire par un seuil.
4. Une méthode selon la revendication 1, dans lequel l’étape de la détermination de la date approximative à laquelle le début de la combustion se produit comprend: la surveillance des taux de variation de la température de l’échantillon ou de la chambre de combustion la température, et de déterminer le moment où le taux de changement dans le suivi température de départ d’une fonction linéaire par un seuil.
5. Une méthode selon la revendication 1, dans lequel l’étape de la détermination de la date approximative à laquelle le début de la combustion se produit comprend la détermination du moment où la température de l’échantillon ou de la chambre de combustion, la température atteint une température prédéterminée.
6. Une méthode selon la revendication 6, dans lequel le poids de l’échantillon de mesures de définir une courbe de perte de poids ayant une première portion sensiblement linéaire et une autre non-linéaire, et caractérisé en ce que l’étape de la détermination de la fonction de taux de perte de poids comprend la définition d’une fonction linéaire correspondant à la sensiblement linéaire de la courbe de perte de poids.
7. Une méthode de détermination de la perte de poids d’un échantillon pendant le chauffage, le procédé comprenant: fournir un échantillon d’une partie combustible, chauffage de l’échantillon à une température et pendant un temps suffisant pour éliminer les combustibles partie de l’échantillon, de mesure et d’enregistrement du poids de l’échantillon au cours de ladite étape de chauffage de définir une courbe de perte de poids, de la définition de mesures de poids enregistrés une fonction linéaire de perte de poids correspondant à une première portion sensiblement linéaire de la courbe de perte de poids, de déterminer l’heure approximative à laquelle le début de la combustion se produit; l’extrapolation la fonction linéaire de perte de poids à ce début du temps de combustion, de déterminer un facteur de correction de perte de poids repose sur une extrapolation de la fonction de perte de poids.
8. Une méthode selon la revendication 7, comprenant en outre les étapes suivantes: détermination d’une perte de poids mesuré de l’échantillon après l’enlèvement de la partie combustible, et générant une perte de poids corrigé par l’application du facteur de correction de perte de poids à la mesure de la perte de poids.
9. Une méthode selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’étape de chauffage comprend le chauffage de l’échantillon dans une chambre de combustion d’une fournaise.
10. Une méthode selon la revendication 9, caractérisé en ce que l’étape de la détermination de la date approximative à laquelle le début de la combustion se produit comprend: la mesure de la température de l’échantillon ou la chambre de combustion au cours de l’étape de chauffage, la température des mesures définissant une courbe de température qui représente la température mesurée en fonction du temps, la courbe comprenant une partie sensiblement linéaire et une autre non-linéaire; l’extrapolation linéaire sensiblement linéaire de la courbe de température, de déterminer le moment où la température mesurée s’écarte de la température correspondant extrapolation linéaire d’un montant prédéterminé .
11. Une méthode selon la revendication 9, caractérisé en ce que l’étape de la détermination de la date approximative à laquelle le début de la combustion se produit comprend la détermination de la date à laquelle l’échantillon ou la chambre de combustion la température atteint une température prédéterminée.
12. Une méthode selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’étape de la détermination de la date approximative à laquelle le début de la combustion se produit comprend la détermination de la date à laquelle la mesure de la perte de poids de l’échantillon diverge de la même extrapolation linéaire de perte de poids en fonction un montant prédéterminé.
13. Une méthode selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’étape de mesure du poids de l’échantillon commence à moins de 20 secondes après le début de l’étape de chauffage dit.
14. Une méthode selon la revendication 7, dans lequel l’étape de mesure du poids de l’échantillon se compose de filtrage numérique pesages.
15. Une méthode selon la revendication 14, dans lequel l’étape de filtrage numérique, le poids de mesures comprend les mesures de filtrage par l’intermédiaire d’un filtre passe-bas.
16. Une méthode de détermination de la perte de poids d’un échantillon d’asphalte au cours de chauffage, le procédé comprenant: fournir un échantillon composé de bitume et d’asphalte global liant le chauffage de l’échantillon à une température et pendant un temps suffisant pour éliminer le bitume liant, de mesure et d’enregistrement du poids de l’échantillon de bitume a dit au cours de l’étape de chauffage, le poids de l’échantillon de mesures définissant une courbe de perte de poids ayant une première portion sensiblement linéaire et une autre non-linéaire, de la définition de mesures de poids enregistrés une fonction linéaire de perte de poids correspondant à une première portion sensiblement linéaire de la courbe de perte de poids, de déterminer l’heure approximative à laquelle le début de l’asphalte liant la combustion se produit; l’extrapolation linéaire de la fonction de perte de poids à ce début du temps de combustion, de déterminer un facteur de correction de perte de poids repose sur une extrapolation de la fonction de perte de poids, la détermination d’une mesure de perte de poids l’échantillon de l’asphalte après l’enlèvement de l’asphalte liant, et générant une perte de poids corrigé par l’application du facteur de correction de perte de poids à la mesure de la perte de poids.
17. Une méthode selon la revendication 16, caractérisé en ce que l’étape de chauffage comprend: la mise en asphalte échantillon dans un échantillon de pan, et la mise pan de l’échantillon dans une chambre de combustion d’une fournaise.
18. Une méthode selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’étape de production d’un facteur de correction de perte de poids comprend extrapolation linéaire de la fonction de perte de poids à ce début du temps de combustion.
Description des brevets logiciels
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne la précision de pesage des matériaux chauffée, et il est particulièrement applicable à un four à pyrolyse et à la mesure de la perte de poids dans une telle fournaise.
HISTORIQUE DE L’INVENTION
Certains procédés industriels nécessitent une mesure précise du poids ou la masse d’un matériau avant qu’il ne soit dans un état d’équilibre thermique. Dans certains cas, il est nécessaire pour atteindre la précision de l’ordre de dixièmes de gramme d’échantillons de plus de 3 kg. Par exemple, l’industrie de la construction nécessite la mesure de la teneur en asphalte pour le contrôle de qualité. L’asphalte est un mélange de liant et d’agrégats d’asphalte et est largement utilisé dans la construction de routes. Les propriétés mécaniques de ce mélange dépend de nombreux paramètres, tels que le bitume liant le contenu en poids, et de la granulométrie des granulats. Afin de mesurer la qualité de ces matériaux, l’entrepreneur a besoin d’un processus pour séparer le liant de l’agrégat.
Dans le passé, il ya eu plusieurs méthodes pour obtenir ces informations. Deux de ces méthodes en cause des solvants chimiques et les isotopes nucléaires. La jauge nucléaire asphalte contenu peut être utilisé pour mesurer avec précision le contenu du classeur de l’asphalte en quelques minutes. Bien que cette méthode est rapide, l’inconvénient est que l’analyse de gradation ne peut pas être obtenu. Les solvants chimiques peuvent à la fois le contenu et l’asphalte gradation analyse. Toutefois, cette méthode est laborieuse, du temps, les déchets de solvants et de l’environnement pose des problèmes.
Au cours des dernières années, une méthode d’enflammer l’asphalte afin de mesurer la perte de poids due à la combustion est acceptée. Bien que cette méthode est relativement lente par rapport aux techniques nucléaires, l’analyse de gradation peut être obtenue dès que la cendre a refroidi. Avec l’avènement des nouvelles technologies dans l’industrie de la construction, les normes sont aussi devenues plus strictes. Les variations de la perte de poids des mesures de laboratoire au site de production à la construction du site, et même four fabricant, doivent être réduites au minimum.
Dans le secteur conventionnel, un échantillon est pesé au dixième près d’un gramme en utilisant une échelle extérieure et placés dans un panier d’assemblage. L’ensemble est ensuite placé dans un four préchauffé, qui est équipé d’une échelle interne d’assemblage ou la cellule de charge. La porte est garanti, et le début du processus de pesage. Pendant les premiers instants, une tare ou au début de poids est mesuré. Au cours des prochaines minutes, le bitume liant commence à brûler et le four calcule automatiquement une perte de poids par rapport au poids initial et calcule le temps réel liant bitume contenu. L’ensemble du processus à partir du 20 mai dernier à 60 minutes selon le poids de l’échantillon initial et de la conception du four.
Étant donné que l’asphalte est généralement mélangé à une température d’environ 150.degree. C., et les fours sont généralement préchauffé à des températures près de 538.degree. C., thermique instabilités existent qui rendent le processus d’obtention d’un juste poids initial de l’asphalte très difficile entreprise. Généralement, les erreurs encourues sont de l’ordre de quelques grammes, et la diminution de la température de l’échantillon des approches de la température du four. La plus grande erreur de la perte de poids déterminées en utilisant cette méthode est due à une erreur de tare obtenus au cours des quelques premières minutes. En règle générale, la dimension interne des rapports dans le foyer, un plus grand panier de l’assemblage de poids pendant les premières minutes dans le four que l’on pourrait obtenir à partir d’un poids. Cette erreur est le résultat direct de la différence de température entre le four et l’échantillon et le panier de l’assemblage. En outre, les dernières minutes dans le four de l’atmosphère sont mesurées en poids plus léger que par le barème que l’on pourrait s’attendre à l’extérieur. Par rapport à des mesures de l’échelle, à la température ambiante, la fournaise interne surestime l’ampleur réelle de perte de poids de l’échantillon.
Il ya eu plusieurs tentatives pour clarifier le physique de cet effet. Dans un brevet, U. S. Pat. N ° 5279971 de Schneider, la première erreur dans le poids de la tare est signalée comme étant dû à l’humidité absorbée par l’asphalte. Toutefois, une usine de bitume au mélange de ces constituants 150.degree. C. comptes et de l’humidité pour un petit pour cent par poids, le cas échéant. Même lorsque l’échantillon est séché pendant la nuit et toute l’humidité est retirée, les mêmes erreurs se produisent. Le brevet Schneider indique que les échantillons doivent être préchauffé à 300.degree. C. avant de les placer dans le 550.degree. C. four. Le brevet Schneider indique que cela réduit le "humidité" erreur. En fait, l’erreur de poids à vide a été réduit seulement parce que le différentiel de température entre l’échantillon et le four a été 200.degree. C., par opposition à 400.degree. C.-500.degree. C. avec un échantillon typique retirés de la ligne de production.
La température erreur en plaçant un échantillon relativement frais dans un four chaud des résultats dans un modèle complexe de plusieurs facteurs externes, tels que la densité de l’air, débit d’air, et les bombardements de l’échantillon et la machine de haute énergie des molécules de gaz. En outre, ces facteurs influent sur la mesure de différentes manières selon les propriétés de l’échantillon, telles que la masse, la capacité thermique, la conductivité thermique, des vides ou de la densité et la gravité spécifique. Ainsi, il ya beaucoup de différentes combinaisons de ces variables qui perturbent la mesure initiale. Il reste nécessaire dans l’art d’une méthode de pesage de précision des échantillons chauffés dans un four qui prend en compte la complexité des effets thermiques de l’instabilité actuelle au cours de la première pesée.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
La présente invention fournit une méthode et des appareils de précision pour peser les échantillons dans un four chauffé. Plus particulièrement, l’invention fournit une méthode et des appareils dans lesquels la perte de poids d’un échantillon mai être déterminée avec précision à l’échantillon est chauffé dans un four. Dans une réalisation, l’échantillon est un asphalte de liant / agrégat mélange de pavage et de la méthode et les appareils sont utilisés pour mesurer avec précision le contenu de l’asphalte liant le pavage mix par la détermination de la perte de poids résultant de la pyrolyse de l’asphalte classeur. L’utilisation de l’invention, la perte de poids des valeurs calculées en utilisant les échelles intérieur d’un four sont à environ 0,05% de la perte de poids des valeurs calculées avec une échelle extérieure.
Selon l’invention, un facteur de correction est généré qui corrige des erreurs dans la mesure de la tare de l’échantillon en raison d’influences externes et des variables telles que celles mentionnées ci-dessus. L’invention mai en plus de corriger des erreurs dans le point de masse, également due à des influences extérieures. Une méthode en conformité avec les grands aspects de l’invention, comprend les étapes de placer un échantillon dans un four de chauffage, le chauffage de l’échantillon tandis que les mesures de poids de l’échantillon sont faits, la détermination d’une fonction de taux de l’échantillon de mesures, la production d’un facteur de correction de perte de poids en utilisant la fonction de taux, et en utilisant le facteur de correction de perte de poids pour obtenir une perte de poids corrigé de l’échantillon.
Dans un autre aspect, la méthode comprend les étapes de placer un échantillon de combustible dans un four de chauffage, le chauffage de l’échantillon tandis que les mesures du poids de l’échantillon sont faits, la détermination d’une fonction de taux de perte de poids de l’échantillon de mesures, de déterminer la date approximative à dont le début de la combustion des échantillons se produit, la production d’un facteur de correction de perte de poids en utilisant la date de début de combustion et de la fonction de taux de perte de poids, et en utilisant le facteur de correction de perte de poids pour obtenir une perte de poids corrigé de l’échantillon.
La fonction de taux de perte de poids mai être convenablement déterminé le poids de l’échantillon de mesures en utilisant une analyse de régression, comme l’analyse de régression des moindres carrés, ou d’autres techniques connues. Au cours de la première de chauffage de l’échantillon avant la combustion, le taux de perte de poids mai être convenablement modélisé par une fonction linéaire, bien que d’autres fonctions peuvent être employées. Le moment où l’apparition de l’échantillon de combustion se produit ne peut être établie dans un certain nombre de façons. Dans une réalisation ou l’aspect, la combustion début mai déterminé par l’observation de l’heure à laquelle le taux de perte de poids cesse d’être linéaire, ou la part de linéaire par certains seuil. Dans une autre réalisation ou l’aspect, la combustion début mai déterminée par la surveillance des taux de variation de la température de l’échantillon ou de la chambre de combustion et de déterminer la température de ces projections, le moment où l’échantillon jusqu’à une température de combustion pour connaître les échantillons ou à une autre température sélectionnée. Une autre approche consiste à surveiller le taux de variation de la température de l’échantillon ou de température de la chambre de combustion et de déterminer la date à laquelle le taux de variation de la température cesse d’être linéaire, ou la part de linéaire par certains seuil. Au lieu de compter sur l’apparition de combustion, il est possible d’utiliser d’autres valeurs, telles que la combustion de temps à moins de 10% ou même un intervalle de temps fixe. La méthode de détermination de la combustion ou de temps à autre valeur mai dépendra, en partie, sur la conception du four.
La présente invention fournit également un appareil pour la détermination de la perte de poids d’un échantillon, composé d’un four, un barème fixé à l’intérieur du four pour la mesure de poids de l’échantillon, un magasin de données relié à ladite opération échelle pour le stockage des mesures de poids de l’échantillon, et un facteur de correction de perte de poids générateur pour générer un facteur de correction de perte de poids en utilisant le poids de l’échantillon de mesures dans le magasin de données. L’appareil mai également comprendre des moyens pour générer une perte de poids corrigé de mesure en utilisant un échantillon final de mesure du poids de la banque de données et la correction de facteur de perte de poids.
De préférence, le facteur de correction de perte de poids générateur comprend des moyens pour déterminer une fonction de taux de perte de poids le poids de l’échantillon de mesures dans le magasin de données, des moyens pour déterminer l’heure approximative de début de combustion, et des moyens de générer une perte de poids en utilisant le facteur de correction de temps début de combustion et de la fonction de taux de perte de poids.
Autres caractéristiques et les aspects de l’invention apparaissent de la description détaillée qui suit et de l’accompagnement des dessins, qui sont destinés à illustrer l’invention, mais pas restrictive quant à la portée et l’étendue de l’invention.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS
Ayant ainsi décrit l’invention en des termes généraux, il va maintenant être faite à l’accompagnement des dessins, qui ne sont pas nécessairement à l’échelle, et que:
FIG. 1 illustre une conception préféré four d’une grille d’analyse utile à la présente invention;
FIG. 2 illustre un cycle typique de graver un échantillon de 1500 grammes;
FIG. 3 illustre la masse ou la perte de poids et profil de température le profil des dix premières minutes d’un cycle typique de brûler;
FIG. 4 illustre l’effet de la chaleur sur le poids à vide d’une machine, et
FIG. 5 illustre une conception d’une préféré la machine utile de la présente invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION
La présente invention va maintenant être décrit plus en détail ci-après avec référence à l’accompagnement des dessins, des réalisations dans lesquelles préféré de l’invention sont indiqués. Cette invention mai, toutefois, être incorporés dans de nombreuses formes différentes et ne doivent pas être interprétées comme limitées à des réalisations qui y sont énoncés, mais plutôt, ces réalisations sont prévues de sorte que cette divulgation soit complète et exhaustive, et d’exprimer pleinement la portée de la invention à ceux du métier. Comme numéros renvoient à des éléments tout au long.
FIG. 1 illustre une analyse de four 10 avec une chambre de combustion 12 et une porte 20 qui donne accès à la chambre de combustion. Le four 10 comprend en outre un échantillon de soutien 14 qui est relié à une opération interne de l’échelle de montage (non représenté) qui mesure le poids de l’échantillon au cours de la combustion cycle. Dans une réalisation, le support 14 comporte une paire de rails placés pour recevoir un échantillon. L’intérieur de l’échelle mai être connus du dispositif de pesage de l’art, comme une cellule de charge.
Une plaque de transfert de chaleur 16 mai sera placé au-dessus de l’échantillon d’appui 14. L’échantillon, tels que l’asphalte, est placé dans un échantillon de la machine de 18 ans et placé dans la chambre de combustion 12 de telle sorte que la machine repose sur la plaque 16 lors du chauffage. Un capteur de température (non représenté), comme un thermocouple, est stratégiquement situé près de l’échantillon à mesurer la température de l’échantillon ou de chambre.
La plaque 16 augmente le transfert de chaleur dans l’échantillon et les aides dans le préchauffage de l’air à son entrée dans la chambre 12 par des trous au-dessous de la plaque. À cette fin, la plaque 16 est de préférence en un matériau ayant une haute capacité thermique et une bonne conductivité thermique. Particulièrement adapté sont des matériaux tels que le carbure de silicium, l’oxyde d’aluminium et certains métaux. Rapide transfert de chaleur dans la machine 18 contribue à réduire le temps d’établissement et la durée de l’instabilité thermique.
Avantageusement, un processeur 26 est relié à l’opération de four 10. Le processeur 26 mai tout le matériel informatique, de logiciels ou d’une combinaison de ceux-ci capables d’effectuer des calculs et de manipulation des données nécessaires à la pratique de la présente invention. De préférence, le processeur 26 comprend un ou plusieurs magasins de données pour stocker des données comme le poids et la température. En outre, le processeur de préférence d’un filtre numérique de données de filtrage des mesures, telles que le poids et / ou les mesures de température, d’atténuer ou de réduire les oscillations et le bruit causé par les vibrations mécaniques d’un système d’expansion thermique. Le filtre numérique lisse de la réponse du poids et / ou données de température. Le filtre numérique pourrait être aussi simple que d’un pôle N Butterworth passe-bas de type filtre, ou même d’un filtre adaptatif connu comme l’un dans l’art.
Généralement, le four 10 est utilisé pour mesurer le poids d’un combustible portion d’un échantillon en mesurant le poids de l’échantillon avant et après la combustion des combustibles partie de l’échantillon. Un four disponibles pour une utilisation avec la présente invention est de type 4155B disponible Troxler Electronic Laboratories. Tel qu’il est utilisé dans ce document, la combustion se réfère généralement à l’ébullition, l’évaporation, la dégradation thermique et de la décomposition thermique de la partie combustible d’un échantillon.
FIG. 2 illustre un type de gravure d’un cycle de combustible échantillon avec le temps que l’axe des abscisses et la perte de poids en grammes de la coordonner. Le cycle de gravure montre la perte de poids qui survient au cours d’un cycle de combustion, à partir du moment où l’échantillon est placé dans le four jusqu’à ce que la combustion du combustible partie de l’échantillon est terminée. À t = 0, l’échantillon est chargé dans la chambre et le début du processus. Le point A indique le début de la brûlure cycle. Entre t = 0 et le point A, le système marque un point de départ appelé communément la tare. Point B marque la fin de la flamme, et le point C et indique la fin du cycle, telle que déterminée par une pente de moins de 0,1 g par minute. Dans un système de collecte automatisée des données, l’asphalte teneur en poids est calculée en utilisant la différence entre la perte de poids du point C et la tare.
FIG. 3 montre la vision élargie de la brûlure cycle se concentrant sur les 10 premières minutes. Le matériel de perte de poids est montré dans la FIG. 3A alors que la chambre de la température est illustrée à la FIG. 3B. Lorsque l’échantillon est d’abord chargé dans la chambre, la chambre de température commence à baisser. C’est ce qui ressort de la réponse entre les points A et B. La température augmente alors de façon linéaire au point C, où une identification positive de la brûlure est évident par la déviation de la réponse linéaire.
Comme le montre la FIG. 3A, à t = 0, la perte de poids augmente de façon linéaire jusqu’au point D. Entre les points D et E de la fonction décrivant s’écarte de la perte d’une relation linéaire. L’ondulation dans la courbe de poids est due à des oscillations dans la machine 18. Au cours de la première de cette assemblée de chauffage 18, les casseroles mai chaîne et commencer à la roche sur la plate-forme à une fréquence déterminée par le moment de bascule et la masse de cette assemblée et de l’échantillon.
Il a émis l’hypothèse que toutes les pertes à partir de t = 0 au point E de la FIG. 3A est due à l’évaporation de l’humidité de l’échantillon. Toutefois, la FIG. 4 montre une réaction similaire de perte de poids, même avec un vide la machine 18. Notez que la FIG. 4 est une représentation graphique du poids total, plutôt que la perte de poids. Cela indique que la perte de poids durant les quelques premières minutes, c’est un phénomène lié à l’instabilité de température et de ne pas l’humidité. Le taux d’humidité d’erreur théorie à la pratique de la lecture de la perte de poids directement sur la courbe de la FIG. 3A au point E, telle qu’elle est enseignée par U. S. Pat. N ° 5279971 de Schneider. Malheureusement, la perte de poids obtenue par le facteur de correction de l’interprétation exclusivement par le poids indiqué par E contient également l’ébullition, l’évaporation et la dégradation thermique de l’asphalte matériel. Ainsi, la méthode de Schneider en fait sous-estimer le poids de l’asphalte pour reliure en intégrant certains de la perte de poids due à la combustion du liant dans le facteur de correction.
Un des effets les plus importants se rapportant à une tare est inexact en raison de la différence de densité de l’air et de nul effet le contenu de l’asphalte échantillon. Au cours de la première partie linéaire de la courbe de perte de poids, l’asphalte est relativement froid par dégazage et devient plus légère. Le bombardement de la machine 18 par l’énergie des molécules de gaz crée une dynamique de transfert ou de force, ce qui diminue également à mesure que l’équilibre thermique approches. En outre, au cours de cette période, la circulation de l’air et de la turbulence créée dans la chambre de combustion 12 commence à s’installer. Lorsque ce processus est presque achevé, l’évaporation du pétrole à base de bitume de l’asphalte commence, comme indiqué par le point D de la FIG. 3A. C’est le début de la réponse non linéaire de la courbe de perte de poids. Toutefois, même si le dégazage a diminué par le point D, il n’est pas complète, mais simplement accompagné par l’évaporation jusqu’à ce que le point de combustion située au point E.
Comme indiqué précédemment, un problème se pose lorsque la tare est obtenu avant la stabilité thermique a été atteint. Malheureusement, avec un échantillon de combustible, la stabilité thermique n’est pas atteint avant la fin du point B dans la Fig. 2. Par conséquent, un facteur de correction de perte de poids, généralement mesurée en grammes, est nécessaire pour obtenir le bon début de poids.
La présente invention fournit une méthode permettant de déterminer avec précision la perte de poids d’un échantillon au cours de chauffage, que la méthode à utiliser un facteur de correction de perte de poids pour obtenir une perte de poids corrigé de l’échantillon. La méthode comprend la mise de l’échantillon, comme un échantillon de combustible, dans un four chauffé et le chauffage de l’échantillon tandis que les mesures de poids de l’échantillon sont effectuées. Le poids de l’échantillon de mesures sont utilisées pour déterminer une fonction de taux. La fonction de taux, à son tour, est utilisé pour produire un facteur de correction de perte de poids. Par la suite, le facteur de correction de perte de poids mai être utilisé pour obtenir la correction de perte de poids de l’échantillon.
Le poids de l’échantillon de mesures de définir une courbe de perte de poids, comme illustré dans la FIG. 3A, où la courbe comprend une première portion sensiblement linéaire et une autre non-linéaire. De préférence, la fonction de taux de perte de poids est une fonction de taux qui comprend une fonction correspondant sensiblement à la partie linéaire de la courbe de perte de poids. La fonction de taux de perte de poids mai être déterminé par application d’une analyse de régression, comme une analyse de régression des moindres carrés, le poids de l’échantillon de mesures. Dans une réalisation préférée, la fonction de taux de perte de poids d’une fonction linéaire correspondant sensiblement à la partie linéaire de la courbe de perte de poids.
Une fois la fonction de taux est déterminé, le premier sensiblement linéaire de la courbe de perte de poids mai linéairement être extrapolés au-delà de la partie linéaire de la courbe de perte de poids. Comme il est estimé que la partie linéaire de la courbe de perte de poids est principalement attribuable à des erreurs de mesure de poids causée par les instabilités thermiques tel que discuté ci-dessus, l’extrapolation de la partie linéaire de la courbe de perte de poids au point de combustion approximative fournira un facteur de correction de perte de poids qui nie l’effet de l’instabilité thermique de la mesure de la perte de poids de l’échantillon. Le reste de la perte de poids (environ survenant après l’apparition de la combustion) doit être imputable à la combustion des combustibles partie de l’échantillon, tels que l’asphalte classeur.
Ainsi, dans un mode de réalisation préféré de l’invention, le début de la combustion ou approximative début de combustion est déterminé en vue de déterminer le moment où les changements de poids ne sont plus imputables à des instabilités thermiques présents dans le four. Comme le montre la FIG. 3A, une fois que ce temps est connu, le facteur de correction de perte de poids mai calculée par extrapolation de la fonction de taux à ce moment-là.
Par exemple, dans une réalisation, lorsque le temps approximatif de combustion a été déterminée, le calcul du temps est inséré dans la fonction de taux de perte de poids afin de déterminer le facteur de correction de perte de poids. Si une fonction linéaire est utilisée, le temps est multiplié par la pente de l’équation linéaire provenant de la portion sensiblement linéaire de la courbe de perte de poids, et l’interception de l’équation linéaire est ajoutée à ce résultat pour obtenir le facteur de correction de perte de poids. Notez que cette valeur calculée est très inférieure à la mesure de la perte de poids en ce moment, comme la mesure de la perte de poids est en partie à la combustion de l’asphalte liant, ou toute autre partie de l’échantillon.
Le début de la combustion approximative mai être déterminée dans un certain nombre de façons. Par exemple, comme le montre la FIG. 3A, l’apparition de rapprocher les résultats de combustion dans un départ de la perte de poids à partir d’une courbe de réponse linéaire. Ainsi, le début de la combustion mai déterminé par la détermination de la date à laquelle le taux de perte de poids au départ d’une fonction linéaire par un seuil. Le seuil mai varier de zéro à une quantité convenable, comme environ trois grammes. En d’autres termes, le point de combustion approximative mai être déterminé comme le moment où le poids mesuré de l’échantillon s’écarte de l’extrapolation des poids calculé en utilisant le taux de fonction par un seuil.
De même, le début de la combustion approximative mai être déterminée à l’aide du profil de température, comme indiqué dans la Fig. 3B. Comme indiqué, la chambre de la température ou la température de l’échantillon au départ d’une fonction linéaire à la rapprocher de la combustion. Ainsi, le début de la combustion mai déterminé par le taux de suivi de l’échantillon ou le changement de température de la chambre de combustion et de déterminer le moment où le taux de variation de la température contrôlée au départ d’une fonction linéaire par un seuil. Par exemple, une fonction de taux de la portion sensiblement linéaire de la courbe de température mai calculés et extrapolés. La température de l’échantillon ou de la chambre de mai par rapport à la température calculée par extrapolation à l’aide du taux de la fonction et le début de la combustion mai défini comme étant le moment où les deux valeurs diffèrent par un seuil, comme sur 10.degree. C.
Par ailleurs, l’apparition de la combustion mai être déterminé comme le moment où la température de l’échantillon ou la température de la chambre de combustion atteint une température prédéterminée. Depuis l’asphalte s’enflamme généralement à une température d’environ 460.degree. C., le début de la combustion mai être estimé par la simple détermination de la date à laquelle 460.degree. C. est atteinte dans la chambre de combustion et l’utilisation de ce moment-là, et la fonction de taux ci-dessus, pour calculer le facteur de correction de perte de poids. En outre, l’expérimentation avec des échantillons répétés d’un poids initial connu en utilisant le même four permettra à l’utilisateur de déterminer le début de la durée de combustion, sans référence aux données de température. Par exemple, si plusieurs échantillons de 1500 grammes sont brûlés dans un four, l’utilisateur peut estimer le temps de combustion pour que la taille de l’échantillon dans ce type de four.
Une fois que le facteur de correction de perte de poids est calculé, la perte de poids final corrigé de l’échantillon mai calculé en soustrayant, ou d’une autre application, le facteur de correction de perte de poids final de la mesure de perte de poids de l’échantillon. De cette manière, le poids approximatif de perte attribuable à l’instabilité thermique ou d’autres facteurs externes est supprimée à compter de la perte de poids calcul, résultant en une plus grande précision.
L’intégrité de cette méthode est associée à la pente de la courbe de poids. Dans la pratique, les petites masses atteindre l’équilibre à un rythme plus rapide que les grandes masses. De même, les différentes installations et systèmes permettra d’atteindre l’équilibre thermique à des rythmes différents. Dans ce cas, la réponse de l’échantillon est liée à la capacité thermique de la chaudière, de l’échantillon et la circulation de l’air de l’installation. Toutefois, ces paramètres sont naturellement représenté par les pentes de la linéarisé les courbes de poids et de la température.
Comme expliqué ci-dessus, une fonction linéaire est estimé de manière adéquate le modèle de la perte de poids due à l’instabilité thermique. Toutefois, d’autres fonctions connues dans la technique pourrait être utilisée pour la fonction de taux. Par exemple, une fonction exponentielle, comme l’équation 1, on estime que le modèle avec précision la perte de poids d’un échantillon en raison de l’instabilité thermique.
L’équation 1 peut être utilisé pour déterminer un facteur de correction de perte de poids sans la détermination de l’apparition de la combustion, où un seul type ou le modèle de four est utilisé. Si tous les fours qui utilisent la fonction de taux sont du même type, de sorte que des caractéristiques telles que la chaleur du temps, la circulation de l’air et la taille physique de la chambre, et la machine sont les mêmes, un échantillonnage statistique des fours peuvent être utilisés pour déterminer coefficient de l’exponentielle, B. De même, le fabricant d’un four de type B peut calculer le coefficient de chaque four. Par exemple, un matériau non combustible pourrait être inséré dans le four et la perte de poids plusieurs fois par des mesures pourraient être prises en vue de déterminer le coefficient B. mesures sont nécessaires afin de résoudre l’équation 1 pour les deux autres constantes, A et C. Une fois A et C sont connus, le facteur de correction de perte de poids mai être calculé comme étant la limite de l’équation 1 comme t va à l’infini. Ainsi, en utilisant cette méthode, le facteur de correction de perte de poids est égal à la constante C.
Lorsque la machine 18 est d’abord placé dans la chambre 12, il subit une expansion rapide, ce qui entraîne des instabilités disproportionnée. Ainsi, un retard est de préférence intégré dans la méthode de l’invention, de ne pas tenir compte de cette période. Par exemple, un retard d’environ 20 à environ 40 secondes avant mai poids de l’échantillon de mesures sont commencées. Le retard mai être intégrée dans le four 10 en utilisant, par exemple, un retard minuterie intégrée dans le processeur 26. Après le retard, poids de l’échantillon de mesures sont commencées.
De préférence, l’échantillon ou la chambre de combustion la température est surveillée afin de déterminer si le minimum se produit. Cela permet en outre de temps pour régler la machine 18, et plus important encore, de manière générale marque le début de la gamme linéaire de la chambre ou de l’échantillon courbe de température. De préférence, la température commence après la collecte de données de la chambre la température atteint le minimum. En règle générale, la chambre de température atteint la valeur minimale d’environ deux minutes après l’échantillon est placé dans le four, mais le temps mai varient en fonction du type de four. Une fois la température minimale se produit, les deux poids et la température des données sont collectées et, de préférence, continuent à être entreposés jusqu’à ce que la courbe de perte de poids commence à devenir non-linéaire. Généralement, pour de petits échantillons, la collecte de données peut se produire jusqu’à 4 ou 5 minutes, alors que les grandes masses restent linéaire pour autant que de 6 à 8 minutes. De préférence, le poids des données sont recueillies pendant au moins deux minutes à faire en sorte que des données suffisantes sont prises pour déterminer avec précision la fonction de taux de perte de poids. Une façon de détecter quand la courbe de poids devient non-linéaire consiste à calculer les résidus entre les données réelles et la courbe linéaire équipé de données. Lorsque les résidus de devenir plus grand que certains valeur prédéterminée, puis la collecte de données est arrêtée. Il est également possible que chaque courbe (T et poids) sont analysées individuellement, que la température reste la réponse linéaire de temps après le poids a dévié.
Le poids et les mesures de température ci-dessus, et les calculs utilisant ces mesures, mai être stockés et manipulés manuellement ou à l’aide du processeur 26. De préférence, la température et le poids des données sont introduites dans processeur 26 et le processeur effectue tous les calculs et la courbe de raccord fonctions.
Un design préféré de la machine 18 est indiqué dans la FIG. 5. Au cours de la période de collecte des données, rapide expansion thermique a lieu dans la machine 18. Cette expansion causes oscillations et réduit le rapport signal / bruit de la mesure du poids. Pour réduire ces effets, privilégié la conception de la machine 18 comprend un matériau à faible coefficient de dilatation thermique, tels que l’acier inoxydable. La machine 18 est également perforée pour permettre aux flux d’oxygène dans l’échantillon, et la baisse des captures pan 22 a une pause d’ajouter une résistance mécanique et rigidité. L’air entre l’échantillon et les cuvettes 24 captures pan 22 aides en oxydant l’asphalte tout en diminuant le temps total de gravure. De préférence, la machine 18 comprend également une perforation du couvercle 28 et d’une sangle de mise en liberté sous caution de 30 à maintenir l’assemblage en place.
La présente invention fournit une méthode de mesure de la perte de poids dans un four d’analyse capable de mesurer la perte de poids constante, quel que soit le type de four, capacité thermique de la chaudière, la conductivité thermique et la capacité de l’échantillon, le poids et le taux de vide de l’échantillon, les écarts d’installation , la différence de température entre l’échantillon et le four et le volume du panier de réunion.
Beaucoup de modifications et d’autres réalisations de l’invention viennent à l’esprit à un personnel qualifié dans l’art à laquelle la présente invention se rapporte avoir le bénéfice de l’enseignement présentées dans les descriptions et les dessins. Par conséquent, il est entendu que l’invention ne doit pas être limitée aux réalisations spécifiques divulguées et que des modifications et d’autres réalisations sont destinées à être incluses dans le champ d’application de la joint revendications. Bien que les termes spécifiques sont employés dans ce document, ils sont utilisés dans un sens générique et descriptif, et non seulement à des fins de limitation.
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