專利名稱：常壓儲罐罐底泄漏光纖檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油罐檢測裝置，特別涉及一種常壓儲罐罐底泄漏光纖檢測 系統(tǒng)。
技術(shù)背景目前，我國在油儲罐泄漏檢測技術(shù)大多數(shù)釆用人工觀測方法。這種方 法存在一系列的問題，如檢測精度低，受環(huán)境因素、人員因素影響大，需 要花很大的人工工作量，工作效率低，無法實現(xiàn)全天候測量，只能在泄漏 比較嚴重時才能發(fā)現(xiàn)，無法確定泄漏的位置，存在較嚴重的環(huán)境污染問題、 安全保障性差等，會給油品的管理造成很大的損失。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種常壓儲罐罐底泄漏光纖檢測 系統(tǒng)。隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，光纖傳感器正在逐步地應(yīng)用于工業(yè)過程 控制及其計量檢測中。同時，因光纖傳感探測單元和光纖信號傳輸線均不 載有電流，因而就傳感器本身來說是防爆的，且對現(xiàn)場電源沒有任何依賴 性。是一種安全監(jiān)測報警系統(tǒng)?？梢园踩赜糜谑汀⒒げ块T，尤其是 對于易燃、易爆的石油、化工產(chǎn)品的檢測，光纖傳感器更顯示出它本質(zhì)上 防燃、防爆的優(yōu)點。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種常壓儲罐罐底泄漏光纖檢測系統(tǒng)，其特征在于它由多路傳感系 統(tǒng)組成，多路傳感系統(tǒng)采用激光器作為入射光源，入射光源連接采用光纖 作的光強型傳感光纖，入射光經(jīng)光纖分路耦合器分為多路，分別經(jīng)過各路光纖到達多個傳感探頭，在傳感探頭附近有探測反射光用的光電探測器PIN管，光電探測器PIN管連接放大電路,，放大電路與數(shù)據(jù)采集卡連接，數(shù)據(jù) 采集卡連接工控機進行數(shù)據(jù)分析、處理、顯示和記錄檢測系統(tǒng)軟件自動報 警。
放大電路是采用LM224低功耗4路放大芯片，放大后由l， 2， 3， 4端口輸出放大的信號電壓值；LM224低功耗4路放大芯片中每路連接外圍接口電路。本發(fā)明效果是本項目采用光纖傳感檢測技術(shù)，強固型工控機系統(tǒng)對常壓儲罐的泄漏 進行監(jiān)測，比其他種類傳感器具有的優(yōu)點為不受電磁干擾、靈敏度高、 響應(yīng)速度快、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、使用靈活?？梢詫崿F(xiàn)信號長距離傳輸和 集中處理，可以利用多種復(fù)用技術(shù)，實現(xiàn)陣列傳感檢測。光纖傳感器可在 高溫、腐蝕性或防電防爆環(huán)境應(yīng)用，使用壽命長，安全可靠。系統(tǒng)安全性 高、防爆防濕性強、抗干擾、長期可靠的常壓儲罐罐底泄漏光纖檢測系統(tǒng)。 本項目應(yīng)用范圍可以適用于多種常壓儲罐的監(jiān)測，可以避免大量泄漏損耗， 保證安全生產(chǎn)，減少環(huán)境污染。安全型常壓儲罐罐底泄漏檢測系統(tǒng)能在儲罐密閉的情況下，實現(xiàn)對儲 罐中油品泄漏的自動實時監(jiān)測，精確反映出儲罐的運行情況，提高了測量 數(shù)據(jù)的可信賴性和準確性。該系統(tǒng)監(jiān)測精度高、速度快、報警及時、定位準確、抗干擾力強，系 統(tǒng)操作簡便，能以曲線和數(shù)字兩種形式，實時顯示儲罐泄露的區(qū)域位置、 漏泄時間和泄漏量數(shù)值，聲光報警。各項參數(shù)可長期保存，檢索査詢方便。 系統(tǒng)通訊方式靈活，能實現(xiàn)異地査詢和監(jiān)控，從而加快處理速度，降低經(jīng) 濟損失，減少環(huán)境污染。


圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 圖2.是放大電路 圖3.是單路外圍接口電路 圖4是報警電路具體實施方式
傳感系統(tǒng)采用激光器作為入射光源，用單模光纖作為光強型傳感光纖， 入射光經(jīng)光纖分路耦合器分為32路，分別經(jīng)過各路光纖到達32個傳感頭， 光在傳感探頭的光纖端面入射到油，水或者空氣產(chǎn)生不同強度的反射，反射光用光電探測器PIN管檢測并經(jīng)過放大電路，與數(shù)據(jù)采集卡連接，由工控機進行數(shù)據(jù)分析、處理、顯示、記錄和報警。系統(tǒng)包括傳感器和信號菜集分析處理整套裝置。可以檢測32路傳感信號。進行模擬監(jiān)測泄漏試驗。傳感器分布點數(shù)為32個，位置可按使用要求布置。監(jiān)測時間根據(jù)監(jiān)測要求可實現(xiàn)定時周期性監(jiān)測或連續(xù)實時監(jiān)測，可按需要調(diào)整。檢測種類油、水或其混合物等。 檢測量泄漏物料導(dǎo)致傳感器浸潤。 傳感器監(jiān)測距離任意距離，根據(jù)需要可調(diào)。 傳感器適用溫度-30°C 70°C監(jiān)測范圍罐底全位置可測，分區(qū)域顯示泄漏部位。 主要技術(shù)內(nèi)容系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。這種傳感原理是根據(jù)菲涅耳公式闡述的基本原理進行工作的。當光束 以小于全反射的臨界角入射時，各種不同折射率的液體，在界面處其反射 率也隨之變化，通過檢測反射光的強弱變化，確定是否有液體泄漏情況。光路部分入射光經(jīng)單模光纖輸入，經(jīng)光纖分路耦合器分為32路，分別經(jīng)過各路 光纖到達32個傳感頭，光在傳感探頭的光纖端面入射到油，水或者空氣產(chǎn) 生不同強度的反射，反射光用PIN光電管轉(zhuǎn)換成電信號并經(jīng)過放大電路， 檢測器其電壓值，根據(jù)電壓值可以識別光纖傳感頭周圍是否有油或水泄漏。電路部分包括32路光電轉(zhuǎn)換電路，和32路放大電路(1)放大電路放大電路實現(xiàn)的功能用32路PIN進行光強探測， 完成光電轉(zhuǎn)換后，把電信號放大。放大電路如圖2所示，我們采用LM224低功耗4路放大芯片，放大后由1， 2， 3， 4端口輸出放大的信號電壓值(輸出電壓范圍可調(diào))。該芯片 由四個獨立而性能相近的電路組成，成本低，單電源供電，可節(jié)約安裝空 間、使用方便，適于多路放大。LM224低功耗4路放大芯片中每路外圍接口 電路如圖3所示。
如圖2我們?nèi)產(chǎn)O. 5k, R2=100k，則該電路可以對信號進行201倍的放 大，通過R3可以調(diào)整輸出端放大電壓值。我們選取了8個LM224芯片對32 路光電探測信號進行放大，8個片子共用+ 5v的供電電壓， 一個公共地。 經(jīng)測試完全符合對信號的放大要求。(2)報警電路如圖4所示，我們采用CA339芯片， 一路輸入的為放大后的信號電壓， 一路作為參考比較電壓，當信號電壓低于參考電壓的時候，CA339開始出現(xiàn) 輸出電壓，經(jīng)過LM358放大后，然后經(jīng)過9014電流放大以后，帶動蜂鳴 器報警。 報警說明對于手持的設(shè)備我們設(shè)置32路共用一個報警電路。 對于工控機進行檢測的報警系統(tǒng)，我們設(shè)定為軟件自動報警。 工控機部分漏油監(jiān)測系統(tǒng)軟硬件部分功能:多點傳感數(shù)據(jù)的采集與數(shù)值顯示； 全部測量點實測電壓的分布曲線；測量數(shù)據(jù)的歷史記錄；報警閾值電壓 的設(shè)置。我們基于VB軟件進行了軟件部分的設(shè)計，利用VB對PCI數(shù)據(jù)采 集卡進行控制。建立了基于Access的用戶數(shù)據(jù)庫和采集的信號的數(shù)據(jù) 庫。具體介紹如下(1)啟動界面。輸入用戶名和密碼，點擊"確定"，同時加載PCI 數(shù)據(jù)采集卡。進入功能選擇界面。點擊"退出"，退出此系統(tǒng)。為了保 密，該項目負責(zé)人可以自行設(shè)定帳號和密碼，對整個系統(tǒng)進行管理。(2) 功能選擇頁面。點擊"數(shù)據(jù)采集"會進入數(shù)據(jù)采集界面。點 擊"查看報告"會進入"査看報告"的界面。點擊"用戶設(shè)置"進入用 戶設(shè)置界面。點擊"返回"為啟動界面。"退出"為退出該系統(tǒng)。(3) "數(shù)據(jù)采集"界面。同時對32路信號進行數(shù)據(jù)采集。左端為 信號的波形圖，可以看出噪音，穩(wěn)定性。右端為32路的所采集到的電 壓值，同時會在左端的波形圖中顯示出來。中間的channel是32個按 鈕，通過控制按鈕來進行通道選擇。按鍵功能"上次輸出"為調(diào)用在 上次所測的電壓值。"開始記錄"開始進行數(shù)據(jù)采集和處理。"暫停"暫 時停止當前的工作。"停止"時當前的工作停止，需要重新進行數(shù)據(jù)采
集。"當前電壓保存"對當前采集的的數(shù)據(jù)進行保存，我們建立了基于Access的數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)的處理和分析。"臨時保存"為保存當前的 電壓值，便于和后續(xù)的數(shù)據(jù)進行比較。"退出"為退出工作系統(tǒng)。(4) 建立了基于Access的數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的處理與分析，查詢類 型分兩種是否報警和按通道査詢。選擇前者，需要輸入査詢條件"是" 或者"不是"，可以査詢到產(chǎn)生報警的通道。選擇后者，輸入通道數(shù)， 可以對相應(yīng)的通道數(shù)進行數(shù)據(jù)査詢。功能鍵"查詢"開始進行査詢。"返回"為返回功能界面。(5) 建立了用戶數(shù)據(jù)庫，通過它可以添加用戶和刪除用戶。
權(quán)利要求
1、一種常壓儲罐罐底泄漏光纖檢測系統(tǒng)，其特征在于它由多路傳感系統(tǒng)組成，多路傳感系統(tǒng)采用激光器作為入射光源，入射光源連接采用光纖作的光強型傳感光纖，入射光經(jīng)光纖分路耦合器分為多路，分別經(jīng)過各路光纖到達多個傳感探頭，在傳感探頭附近有探測反射光用的光電探測器PIN管，光電探測器PIN管連接放大電路，放大電路與數(shù)據(jù)采集卡連接，數(shù)據(jù)采集卡連接工控機進行數(shù)據(jù)分析、處理、顯示和記錄檢測系統(tǒng)軟件自動報警。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓儲罐罐底泄漏光纖檢測系統(tǒng)，其特 征在于放大電路是采用LM224低功耗4路放大芯片，放大后由l， 2， 3， 4端口輸出放大的信號電壓值；LM224低功耗4路放大芯片中每路連 接外圍接口電路。
全文摘要
一種常壓儲罐罐底泄漏光纖檢測系統(tǒng)，它由多路傳感系統(tǒng)組成，多路傳感系統(tǒng)采用激光器作為入射光源，入射光源由光纖連接至光強型光纖傳感探頭，再經(jīng)光纖耦合器分為多路，到達多個傳感探頭，傳感探頭探測到的反射光進入PIN管，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和放大電路，然后與數(shù)據(jù)采集卡連接，數(shù)據(jù)采集卡連接工控機進行數(shù)據(jù)分析、處理、顯示和記錄。檢測系統(tǒng)由軟件自動報警。該系統(tǒng)監(jiān)測精度高、速度快、報警及時、定位準確、抗干擾力強、安全性高，系統(tǒng)操作簡便，能以曲線和數(shù)字兩種形式，實時顯示儲罐泄露的區(qū)域位置、和漏泄時間，聲光報警。系統(tǒng)通訊方式靈活，能實現(xiàn)異地查詢和監(jiān)控，從而加快處理速度，降低經(jīng)濟損失，減少環(huán)境污染。
文檔編號G01M3/00GK101153827SQ20061001608
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月30日
發(fā)明者劉麗輝, 呂俊峰, 紅 康, 李春樹, 波 董, 趙啟大, 趙路明, 團 郭, 宇 閆, 陳少華, 文 高, 高世鈺, 黃桂嶺 申請人:中國石油化工股份有限公司