用于危险气体的多参数智能综合监测系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于危险气体的多参数智能综合监测系统，包括：液化天然气储罐、调制解调仪、分别安装于液化天然气储罐顶部和底部的第一F‑P腔压力传感器、第二F‑P腔压力传感器；第一F‑P腔压力传感器、第二F‑P腔压力传感器进一步包括膜片、腔本体、导光光纤和准直管；所述调制解调仪接收来自第一F‑P腔压力传感器、第二F‑P腔压力传感器的感应信号；复合介质膜由氮化硅层、五氧化二钽层叠加组成，所述氮化硅层与膜片接触，此五氧化二钽层朝向凹槽。本发明专利技术探测光波参数的变化，可以计算出获取导致光波参数发生变化的外界参量，在易燃易爆、高压、高温和强电磁干扰等十分恶劣的环境条件下，具有其它电学压力传感器所无法比拟的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于危险气体的多参数智能综合监测系统，属于LNG加气站安全监测领域。
技术介绍
目前国内LNG加气站进货按照国家惯例均按质量交接，通常采用地磅计算重车与空车差值得出进货质量。采用非直接式计量的地磅称重方式给生产销售过程中的计量工作带来极大的不便，经分析我们认为：目前在LNG销售计量中主要存在以下问题：(1)配送时间延长：LNG罐车要到加气站附近的计量处(地磅)完成两次称重，使配送及时性受到影响，影响工作效率。(2)计量准确程度低：计量地磅精度受诸多因素的影响难以达到较高程度，一般在5％左右。(3)计量过程难以控制：由于在LNG的计量过程中无法实施实时的监测，交割过程中量具本身的误差、温度、压力、人为因素等诸多无法控制的因素。使得交割过程中无法保证计量的准确性。(4)进货过程难以管理：在LNG进出货时计量交割时不能实时监控，管理人员不能实时远程监控进货的全过程，无法把控计量过程的实际情况，造成计量、统计、管理的滞后性，不能达到精细化管理的要求。(5)现有的计量设备受外界环境影响造成计量误差问题。由于目前国内外没有“无源在线密度计、压力计、温度计”无法对储罐内LNG多种参量进行实时测量，间接计量影响LNG储罐介质计量的准确性。储罐内LNG的密度目前无法直接读取，而LNG的密度取决于LNG的组分，通常为430～470kg/m3，若甲烷含量越高，则密度越小；密度还是温度的函数，若温度越高则密度越小，其变化梯度约为1.35kg/(m3/℃)。由此可见在实际生产管理过程中对LNG密度的实时检测至关重要。目前国内利用经气相色谱法分析得到LNG的组分，通过计算求得。大多按照GB/T19204—2003《液化天然气的一般特性》中使用的ISO6578中确定的计算方法；或采用GB/T2106B—2007《液化天然气密度计算模型规范》加气站LNG密度值计算法。以上计算方法都是通过计算间接得到LNG的密度，其准确性难以保证。而在实际工作中卸液时气源的批次、厂家不同又采取不规范卸液方式，导致储罐内介质发生分层、翻滚现象，给计量工作带来极大的干扰，造成计量的不准确性。LNG为易燃易爆气体，其物理、化学特征使LNG在储运过程中罐体必须在低温绝热条件下储存。为此在设计LNG智能化检测系统时，储罐内介质的密度、体积、质量等物理量的检测传感器一定要采用无源器件，确保工作的安全性。基于电学原理的传统压力传感器或液位仪虽然能够可以实现LNG储罐液位或压力的连续监测，但现场监测需要引入电，而LNG加气站属于易燃易爆危险环境，因此，传统的电学压力传感器或液位仪不适用于LNG加气站的安全监测。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于危险气体的多参数智能综合监测系统，该多参数智能综合监测系统探测光波参数的变化，可以计算出获取导致光波参数发生变化的外界参量；特别在易燃易爆、高压、高温和强电磁干扰等十分恶劣的环境条件下，具有其它电学压力传感器所无法比拟的优势。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于危险气体的多参数智能综合监测系统，包括：液化天然气储罐、调制解调仪、分别安装于液化天然气储罐顶部和底部的第一F-P腔压力传感器、第二F-P腔压力传感器；所述第一F-P腔压力传感器、第二F-P腔压力传感器进一步包括膜片、腔本体、导光光纤和准直管，此腔本体的上表面开有一凹槽，此凹槽上覆盖有所述膜片并形成一真空腔，所述准直管上端面与腔本体底端粘结连接，所述导光光纤的顶端嵌入腔本体内并与腔本体下表面齐平连接，导光光纤的末端裸露在准直管的外表面并作为与外围解调设备连接端，所述导光光纤位于准直管内的中部区域刻有光栅，所述膜片下表面固定有一复合介质膜；所述调制解调仪接收来自第一F-P腔压力传感器、第二F-P腔压力传感器的感应信号，并从感应信号中提取出被监测点的压力和温度数据信息；所述复合介质膜由氮化硅层、五氧化二钽层叠加组成，所述氮化硅层与膜片接触，此五氧化二钽层朝向凹槽。上述技术方案中进一步改进的方案如下：1.上述方案中，所述导光光纤与准直管底部之间通过一固定接头安装连接。2.上述方案中，所述膜片形状为正方形、菱形、圆形。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术用于危险气体的多参数智能综合监测系统，其用光传感器复用技术将光纤压力、温度传感器复用到一根光纤，提高了效率，解决了多参量的同步检测与传输，利用光纤压力、温度传感器技术完全可实现加气站进货过程的本质安全实时计量，该监测系统的信号传输媒介是光，现场监测不引入任何形式的电，有着本质防爆特性、体积小、灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰等优点，可全方位实时监测加气站的LNG储罐的多项参量；其次，其(1)光纤传感器质量轻，光纤极细，易弯曲，特别适合于在对传感器质量要求较高的场合使用；(2)光纤传输光波损耗小，不受任何电磁干扰实现远距离测量和控制；当外界参量(压力、形变和位移等)以一定方式作用于法-珀腔引起腔长变化时发生干涉，其输出的干涉信号也发生相应变化。通过探测光波参数的变化，可以计算出获取导致光波参数发生变化的外界参量；特别在易燃易爆、高压、高温和强电磁干扰等十分恶劣的环境条件下，具有其它电学压力传感器所无法比拟的优势，因此成为本质安全、高精度测量的重要实现手段，具有很好的市场应用前景。附图说明附图1为本专利技术多参数智能综合监测系统结构示意图；附图2为本专利技术多参数智能综合监测系统中F-P腔压力传感器结构示意图；附图3为附图2的局部结构示意图；附图4为本专利技术多参数智能综合监测系统的压力和温度信号光谱。以上附图中：1、液化天然气储罐；2、调制解调仪；6、第一F-P腔压力传感器；7、第二F-P腔压力传感器；8、膜片；9、腔本体；91、凹槽；10、导光光纤；101、光栅；11、准直管；12、真空腔；13、复合介质膜；14、固定接头；151、氮化硅层；152、五氧化二钽层。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：实施例：一种用于危险气体的多参数智能综合监测系统，包括：液化天然气储罐1、调制解调仪2、分别安装于液化天然气储罐1顶部和底部的第一F-P腔压力传感器6、第二F-P腔压力传感器7；所述第一F-P腔压力传感器6、第二F-P腔压力传感器7进一步包括膜片8、腔本体9、导光光纤10和准直管11，此腔本体9的上表面开有一凹槽91，此凹槽91上覆盖有所述膜片8并形成一真空腔12，所述准直管11上端面与腔本体9底端粘结连接，所述导光光纤10的顶端嵌入腔本体9内并与腔本体9下表面齐平连接，导光光纤10的末端裸露在准直管11的外表面并作为与外围解调设备连接端，所述导光光纤10位于准直管11内的中部区域刻有光栅101，所述膜片8下表面固定有一复合介质膜13；所述调制解调仪2接收来自第一F-P腔压力传感器6、第二F-P腔压力传感器7的感应信号，并从感应信号中提取出被监测点的压力和温度数据信息，所述数据库服务器3记录来自调制解调仪2的压力和温度数据信息；所述复合介质膜13由氮化硅层151、五氧化二钽层152叠加组成，所述氮化硅层151与膜片8接触，此五氧化二钽层152朝向凹槽91。上述导光光纤10与准直管11底部之间通过一固定接头14安装连接。上述膜片8形状为正方形、菱形、圆形。(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于危险气体的多参数智能综合监测系统，其特征在于：包括：液化天然气储罐（1）、调制解调仪（2）、分别安装于液化天然气储罐（1）顶部和底部的第一F‑P腔压力传感器（6）、第二F‑P腔压力传感器（7）；所述第一F‑P腔压力传感器（6）、第二F‑P腔压力传感器（7）进一步包括膜片（8）、腔本体（9）、导光光纤（10）和准直管（11），此腔本体（9）的上表面开有一凹槽（91），此凹槽（91）上覆盖有所述膜片（8）并形成一真空腔（12），所述准直管（11）上端面与腔本体（9）底端粘结连接，所述导光光纤（10）的顶端嵌入腔本体（9）内并与腔本体（9）下表面齐平连接，导光光纤（10）的末端裸露在准直管（11）的外表面并作为与外围解调设备连接端，所述导光光纤（10）位于准直管（11）内的中部区域刻有光栅（101），所述膜片（8）下表面固定有一复合介质膜（13）；所述调制解调仪（2）接收来自第一F‑P腔压力传感器（6）、第二F‑P腔压力传感器（7）的感应信号，并从感应信号中提取出被监测点的压力和温度数据信息；所述复合介质膜（13）由氮化硅层（151）、五氧化二钽层（152）叠加组成，所述氮化硅层（151）与膜片（8）接触，此五氧化二钽层（152）朝向凹槽（91）。...

【技术特征摘要】
1.一种用于危险气体的多参数智能综合监测系统，其特征在于：包括：液化天然气储罐（1）、调制解调仪（2）、分别安装于液化天然气储罐（1）顶部和底部的第一F-P腔压力传感器（6）、第二F-P腔压力传感器（7）；所述第一F-P腔压力传感器（6）、第二F-P腔压力传感器（7）进一步包括膜片（8）、腔本体（9）、导光光纤（10）和准直管（11），此腔本体（9）的上表面开有一凹槽（91），此凹槽（91）上覆盖有所述膜片（8）并形成一真空腔（12），所述准直管（11）上端面与腔本体（9）底端粘结连接，所述导光光纤（10）的顶端嵌入腔本体（9）内并与腔本体（9）下表面齐平连接，导光光纤（10）的末端裸露在准直管（11）的外表面并作为与外围解调设备连接端，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵楠，奚炜涛，
申请(专利权)人：昆山雅宝信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32