油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法技术

油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法，属于信息技术领域的光电子激光探测技术，本发明专利技术通过选择不同地域，现场采集佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油油样，进行空气量梯度场环境下，油气组分挥发实验，通过实验，描绘出各种汽油，在不同储存空气量梯度场下，与油气组分挥发浓度的函数关系，进而，给出常温下不同空气量环境下，气相色谱仪测定气相组分和红外带通滤波器的探测器测量气相组成值的修正关系曲线，为监测储罐浮盘上部气相空间的汽油油气挥发系统，提供理论及数据支撑，从而为实现对汽油储罐浮盘上部气相空间的油气挥发过程的精确实时激光在线采样监测及报警提供数据支持。

The method of oil and gas and mixed gas laser detection to achieve online sampling

The oil and gas mixed gas laser online sampling detection methods to achieve, photoelectron laser detection technology belongs to the field of information technology, the present invention by selecting different regions, collected Mei Jia 92# gasoline, petroleum 95# gasoline, Sinopec 92# gasoline, Sinopec 95# gasoline, laboratory gasoline, air volume gradient field environment. Oil and gas component volatilization experiments, through experiments, depict the variety of gasoline in different storage air volume gradient field, function relation, and volatile oil and gas concentration and volume, air at room temperature under different environment are given, the correction curve of gas chromatograph detector by gas gas components and infrared band the filter value of the phase composition of gasoline, volatile oil and gas system for monitoring storage tank floating disk upper gas space, providing theoretical and data support, so as to achieve the steam Accurate real-time laser sampling, monitoring and alarm of gas volatilization in the gas phase space of the upper part of the floating plate in the oil tank can be supported by data.

【技术实现步骤摘要】
油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法
本专利技术涉及信息
，尤其是微电子和光电
的油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法。
技术介绍
内浮顶储油罐是立式圆筒形金属油罐的一种，由于其在降低油品损耗、减少火灾危险性以及满足环保要求等方面较其它形式油罐更具优势。内浮顶把介质即罐内储料和空气有效隔绝，从一定程度上也降低了发生火灾爆炸的危险等级，因此目前在炼化企业大量使用内浮顶罐储装汽油及其它易挥发性油品。但是，内浮顶储油罐使用一段时间后，由于浮盘、运动部件、密封件磨损，储存原料的气相成分中具备可燃气体的原因，导致可燃气体气相成分泄漏到浮盘与罐顶之间的空间中，遇有雷电或静电感应，可以燃爆储油罐，造成安全事故。目前解决问题的办法是，定期对轻质油监控指标主要是C4含量、蒸汽压、硫含量等进行采样分析；采样分析频次应每罐每周不少于1次；建立可燃气体浓度检测制度，没有设置氮封设施的轻质油储罐每月检测不少于1次，设置氮封措施的储罐可适当延长，但至少每季度检查1次。公有技术对轻质油采样分析的仪器使用色谱仪，实际应用中需要一种能够在储油罐上在线监测油气的装置，要求这种装置，是绝对安全的，当装置感知油气超标时，能够立即通知值班人员，采取“注氮”或“停车检查”等具体技术措施。即使按照上述规定操作，现场操作人员的工作强度较大，难以持久合规操作，监管人员工作也难以量化落实。并且，人工巡检周期较长，难免在巡检周期外，漏检油气超标时机，埋下安全隐患。为安全运行起见，需要对内浮顶油罐内的油气进行在线监测。本专利技术针对现有技术的不足，提出用红外带通滤波器的探测技术对汽油储罐浮盘上部气相空间油气进行检测，可以采用自动化装置设定采样检测周期，红外带通滤波器替代色谱仪将检测周期的可控范围由周降低到分钟，本专利技术的技术难点在于以下：1、使用色谱仪检测不用考虑混合油气气相组成，而使用红外带通滤波器检测必须考虑不同气相组成与色谱仪检测结果的差异性，原因是红外带通滤波器检测只能针对气相组成的主要气体进行检测，不同的气体所用的红外光频率不同，本专利技术主要针对汽油油气气相组分中的正丁烷和异戊烷进行红外带通滤波器检测并比较检测结果与色谱仪在相同环境下检测结果的差异，从而做出差异补偿。2、同品质汽油的油气类气体是混合气体，组成成分复杂。通过本专利技术所描述的实验装置以汽油品质、外界空气注入量两个维度为依据测量汽油蒸发量，使用气相色谱仪检测装置记录气相组成情况，根据气相组成描绘成曲线图，达成将红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成值曲线图模数转换补偿修正的方法，该方法称作油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法，用作油气类混合气体在线采样探测报警装置的核心技术。对比专利技术人于2015年申请的专利号为2015104417795专利技术创造名称为无源激光探测储油罐油气浓度的方法，区别在于石油油气和汽油油气在激光探测方法上存在差异，石油油气是跟温度有关，通过色谱数据换算公式，得爆炸下限。本专利技术针对汽油油气检测是根据多次测量常温状态下色谱仪检测数据与红外带通滤波器检测数据的线性相关性制作不同种类汽油油气检测数据的修正曲线，从而达到自动化红外带通滤波器检测与人工色谱仪检测在检测结果上的一致性，从而将检测周期控制在分钟级别，弥补人工检测周期长易发生意外情况的不足。本专利技术涉及汽油检测跟温度没有关系，因为汽油（c4~c12烃类混合物）燃烧极限下限1.1（vol%），上限5.9（vol%），是公认技术。
技术实现思路
（一）要解决的技术问题本专利技术的目的是，提供一种油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法，选择不同地域，现场采集佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油油样，进行空气量梯度场环境下，油气组分挥发实验，通过实验，描绘出各种汽油，在不同储存空气量梯度场下，与油气组分挥发浓度的函数关系，进而，给出常温下不同空气量环境下，气相色谱仪测定气相组分和红外带通滤波器的探测器测量气相组成值的修正关系曲线，为监测储罐浮盘上部气相空间的汽油油气挥发系统，提供理论及数据支撑，从而为实现对汽油储罐浮盘上部气相空间的油气挥发过程的精确实时激光在线采样监测及报警提供数据支持。油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法，其步骤包括：1）测定常温下，汽油蒸发量和汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况a、测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油蒸发量；b、测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况；c、确定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油油气的主要组分为正丁烷和异戊烷；2）测定气相色谱仪检测各种汽油油气浓度曲线与红外带通滤波器检测各种汽油油气浓度曲线线性相关的数据a、结合内浮顶罐汽油储罐的结构确定常温下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油使用气相色谱仪测试油气浓度的曲线；b、将红外带通滤波器调整到所发出红外激光频率被正丁烷和异戊烷吸收效果最显著的红外光频率上，结合内浮顶罐汽油储罐的结构确定常温下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油使用红外带通滤波器检测正丁烷和异戊烷浓度的曲线；c、对比气相色谱仪测试油气浓度的曲线和使用红外带通滤波器检测油气正丁烷和异戊烷浓度的曲线，得出红外带通滤波器检测各种汽油油气的修正值；3）根据函数关系形成输入参数为汽油油品，输出为汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油气相组成浓度值的曲线，并将曲线数字化，通过模数补偿修正红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成浓度值；通过比对预设值和红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成浓度值，当汽油储罐浮盘上部气相空间的可燃气体浓度达到预设值下限的50%时触发报警信息，预设值设定为存储介质爆炸下限值；油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法，更为具体的详细的步骤包括：步骤1，上述的测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油蒸发量，包括：将可伸缩气体存储缓冲装置抽真空，真空状态下，该装置内体积为零，即为完全扁平状态；向储油装置中加入指定量的油样；常温下，使储油装置达到气液相平衡状态，打开缓冲装置、储油装置采集阀门，向装有汽油的储油装置采集阀门导管内吹入空气，储油装置内汽油挥发出来的油气经由导管进入缓冲装置；调整实验条件，更换油样或改变注入的空气气量，控制储油装置内的汽油油气总量，重复以上步骤。步骤2，上述测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况，包括：待激光红外设备即红外带通滤波器示数稳定后，读取并记录示数，同时利用具有刻度的注射器从缓冲装置采集阀门往外抽气，从采集阀门抽至气体缓冲装置重新完全扁平，因为整个装置为全密封结构，则此时抽出的气量即为汽油挥发产生的气量；调整实验条件，更换油样或改变注入的空气气量，控制储油装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法，其特征在于通过选择不同地域佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油油样，进行空气量梯度场环境下，油气组分挥发实验，描绘出各种汽油，在不同储存空气量梯度场下，与油气组分挥发浓度的函数关系，进而给出常温下不同空气量环境下，气相色谱仪测定气相组分和红外带通滤波器的探测器测量气相组成值的修正关系曲线，为监测储罐浮盘上部气相空间的汽油油气挥发系统，提供理论及数据支撑，从而为实现对汽油储罐浮盘上部气相空间的油气挥发过程的精确实时激光在线采样监测及报警提供数据支持；油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法的具体实现步骤包括：1）测定常温下，汽油蒸发量和汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况a、测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油蒸发量；b、测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况；c、确定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油油气的主要组分为正丁烷和异戊烷；2）测定气相色谱仪检测各种汽油油气浓度曲线与红外带通滤波器检测各种汽油油气浓度曲线线性相关的数据a、结合内浮顶罐汽油储罐的结构确定常温下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油使用气相色谱仪测试油气浓度的曲线；b、将红外带通滤波器调整到所发出红外激光频率被正丁烷和异戊烷吸收效果最显著的红外光频率上，结合内浮顶罐汽油储罐的结构确定常温下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油使用红外带通滤波器检测正丁烷和异戊烷浓度的曲线；c、对比气相色谱仪测试油气浓度的曲线和使用红外带通滤波器检测油气正丁烷和异戊烷浓度的曲线，得出红外带通滤波器检测各种汽油油气的修正值；3）根据函数关系形成输入参数为汽油油品，输出为汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油气相组成浓度值的曲线，并将曲线数字化，通过模数补偿修正红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成浓度值；通过比对预设值和红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成浓度值，当汽油储罐浮盘上部气相空间的可燃气体浓度达到预设值下限的50%时触发报警信息，预设值设定为存储介质爆炸下限值。...

【技术特征摘要】
1.油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法，其特征在于通过选择不同地域佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油油样，进行空气量梯度场环境下，油气组分挥发实验，描绘出各种汽油，在不同储存空气量梯度场下，与油气组分挥发浓度的函数关系，进而给出常温下不同空气量环境下，气相色谱仪测定气相组分和红外带通滤波器的探测器测量气相组成值的修正关系曲线，为监测储罐浮盘上部气相空间的汽油油气挥发系统，提供理论及数据支撑，从而为实现对汽油储罐浮盘上部气相空间的油气挥发过程的精确实时激光在线采样监测及报警提供数据支持；油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法的具体实现步骤包括：1）测定常温下，汽油蒸发量和汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况a、测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油蒸发量；b、测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况；c、确定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油，常温下，汽油油气的主要组分为正丁烷和异戊烷；2）测定气相色谱仪检测各种汽油油气浓度曲线与红外带通滤波器检测各种汽油油气浓度曲线线性相关的数据a、结合内浮顶罐汽油储罐的结构确定常温下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油使用气相色谱仪测试油气浓度的曲线；b、将红外带通滤波器调整到所发出红外激光频率被正丁烷和异戊烷吸收效果最显著的红外光频率上，结合内浮顶罐汽油储罐的结构确定常温下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油使用红外带通滤波器检测正丁烷和异戊烷浓度的曲线；c、对比气相色谱仪测试油气浓度的曲线和使用红外带通滤波器检测油气正丁烷和异戊烷浓度的曲线，得出红外带通滤波器检测各种汽油油气的修正值；3）根据函数关系形成输入参数为汽油油品，输出为汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油气相组成浓度值的曲线，并将曲线数字化，通过模数补偿修正红外带通滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，胡馨月，
申请(专利权)人：北京航星网讯技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11