常压储罐罐底泄漏光纤检测系统技术方案

一种常压储罐罐底泄漏光纤检测系统，它由多路传感系统组成，多路传感系统采用激光器作为入射光源，入射光源由光纤连接至光强型光纤传感探头，再经光纤耦合器分为多路，到达多个传感探头，传感探头探测到的反射光进入ＰＩＮ管，经光电转换和放大电路，然后与数据采集卡连接，数据采集卡连接工控机进行数据分析、处理、显示和记录。检测系统由软件自动报警。该系统监测精度高、速度快、报警及时、定位准确、抗干扰力强、安全性高，系统操作简便，能以曲线和数字两种形式，实时显示储罐泄露的区域位置、和漏泄时间，声光报警。系统通讯方式灵活，能实现异地查询和监控，从而加快处理速度，降低经济损失，减少环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油罐检测装置，特别涉及一种常压储罐罐底泄漏光纤检测 系统。技术背景目前，我国在油储罐泄漏检测技术大多数釆用人工观测方法。这种方 法存在一系列的问题，如检测精度低，受环境因素、人员因素影响大，需 要花很大的人工工作量，工作效率低，无法实现全天候测量，只能在泄漏 比较严重时才能发现，无法确定泄漏的位置，存在较严重的环境污染问题、 安全保障性差等，会给油品的管理造成很大的损失。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种常压储罐罐底泄漏光纤检测 系统。随着光纤传感技术的发展，光纤传感器正在逐步地应用于工业过程 控制及其计量检测中。同时，因光纤传感探测单元和光纤信号传输线均不 载有电流，因而就传感器本身来说是防爆的，且对现场电源没有任何依赖 性。是一种安全监测报警系统。可以安全地用于石油、化工部门，尤其是 对于易燃、易爆的石油、化工产品的检测，光纤传感器更显示出它本质上 防燃、防爆的优点。本专利技术的技术方案是一种常压储罐罐底泄漏光纤检测系统，其特征在于它由多路传感系 统组成，多路传感系统采用激光器作为入射光源，入射光源连接采用光纤 作的光强型传感光纤，入射光经光纤分路耦合器分为多路，分别经过各路光纤到达多个传感探头，在传感探头附近有探测反射光用的光电探测器PIN管，光电探测器PIN管连接放大电路,，放大电路与数据采集卡连接，数据 采集卡连接工控机进行数据分析、处理、显示和记录检测系统软件自动报 警。放大电路是采用LM224低功耗4路放大芯片，放大后由l， 2， 3， 4端口输出放大的信号电压值；LM224低功耗4路放大芯片中每路连接外围接口电路。本专利技术效果是本项目采用光纤传感检测技术，强固型工控机系统对常压储罐的泄漏 进行监测，比其他种类传感器具有的优点为不受电磁干扰、灵敏度高、 响应速度快、重量轻、结构紧凑、使用灵活。可以实现信号长距离传输和 集中处理，可以利用多种复用技术，实现阵列传感检测。光纤传感器可在 高温、腐蚀性或防电防爆环境应用，使用寿命长，安全可靠。系统安全性 高、防爆防湿性强、抗干扰、长期可靠的常压储罐罐底泄漏光纤检测系统。 本项目应用范围可以适用于多种常压储罐的监测，可以避免大量泄漏损耗， 保证安全生产，减少环境污染。安全型常压储罐罐底泄漏检测系统能在储罐密闭的情况下，实现对储 罐中油品泄漏的自动实时监测，精确反映出储罐的运行情况，提高了测量 数据的可信赖性和准确性。该系统监测精度高、速度快、报警及时、定位准确、抗干扰力强，系 统操作简便，能以曲线和数字两种形式，实时显示储罐泄露的区域位置、 漏泄时间和泄漏量数值，声光报警。各项参数可长期保存，检索査询方便。 系统通讯方式灵活，能实现异地査询和监控，从而加快处理速度，降低经 济损失，减少环境污染。附图说明图1是系统结构示意图 图2.是放大电路 图3.是单路外围接口电路 图4是报警电路具体实施方式传感系统采用激光器作为入射光源，用单模光纤作为光强型传感光纤， 入射光经光纤分路耦合器分为32路，分别经过各路光纤到达32个传感头， 光在传感探头的光纤端面入射到油，水或者空气产生不同强度的反射，反射光用光电探测器PIN管检测并经过放大电路，与数据采集卡连接，由工控机进行数据分析、处理、显示、记录和报警。系统包括传感器和信号菜集分析处理整套装置。可以检测32路传感信号。进行模拟监测泄漏试验。传感器分布点数为32个，位置可按使用要求布置。监测时间根据监测要求可实现定时周期性监测或连续实时监测，可按需要调整。检测种类油、水或其混合物等。 检测量泄漏物料导致传感器浸润。 传感器监测距离任意距离，根据需要可调。 传感器适用温度-30°C 70°C监测范围罐底全位置可测，分区域显示泄漏部位。 主要
技术实现思路
系统构成系统结构图如图1所示。这种传感原理是根据菲涅耳公式阐述的基本原理进行工作的。当光束 以小于全反射的临界角入射时，各种不同折射率的液体，在界面处其反射 率也随之变化，通过检测反射光的强弱变化，确定是否有液体泄漏情况。光路部分入射光经单模光纤输入，经光纤分路耦合器分为32路，分别经过各路 光纤到达32个传感头，光在传感探头的光纤端面入射到油，水或者空气产 生不同强度的反射，反射光用PIN光电管转换成电信号并经过放大电路， 检测器其电压值，根据电压值可以识别光纤传感头周围是否有油或水泄漏。电路部分包括32路光电转换电路，和32路放大电路(1)放大电路放大电路实现的功能用32路PIN进行光强探测， 完成光电转换后，把电信号放大。放大电路如图2所示，我们采用LM224低功耗4路放大芯片，放大后由1， 2， 3， 4端口输出放大的信号电压值(输出电压范围可调)。该芯片 由四个独立而性能相近的电路组成，成本低，单电源供电，可节约安装空 间、使用方便，适于多路放大。LM224低功耗4路放大芯片中每路外围接口 电路如图3所示。如图2我们取R产O. 5k, R2=100k，则该电路可以对信号进行201倍的放 大，通过R3可以调整输出端放大电压值。我们选取了8个LM224芯片对32 路光电探测信号进行放大，8个片子共用+ 5v的供电电压， 一个公共地。 经测试完全符合对信号的放大要求。(2)报警电路如图4所示，我们采用CA339芯片， 一路输入的为放大后的信号电压， 一路作为参考比较电压，当信号电压低于参考电压的时候，CA339开始出现 输出电压，经过LM358放大后，然后经过9014电流放大以后，带动蜂鸣 器报警。 报警说明对于手持的设备我们设置32路共用一个报警电路。 对于工控机进行检测的报警系统，我们设定为软件自动报警。 工控机部分漏油监测系统软硬件部分功能:多点传感数据的采集与数值显示； 全部测量点实测电压的分布曲线；测量数据的历史记录；报警阈值电压 的设置。我们基于VB软件进行了软件部分的设计，利用VB对PCI数据采 集卡进行控制。建立了基于Access的用户数据库和采集的信号的数据 库。具体介绍如下(1)启动界面。输入用户名和密码，点击"确定"，同时加载PCI 数据采集卡。进入功能选择界面。点击"退出"，退出此系统。为了保 密，该项目负责人可以自行设定帐号和密码，对整个系统进行管理。(2) 功能选择页面。点击"数据采集"会进入数据采集界面。点 击"查看报告"会进入"査看报告"的界面。点击"用户设置"进入用 户设置界面。点击"返回"为启动界面。"退出"为退出该系统。(3) "数据采集"界面。同时对32路信号进行数据采集。左端为 信号的波形图，可以看出噪音，稳定性。右端为32路的所采集到的电 压值，同时会在左端的波形图中显示出来。中间的channel是32个按 钮，通过控制按钮来进行通道选择。按键功能"上次输出"为调用在 上次所测的电压值。"开始记录"开始进行数据采集和处理。"暂停"暂 时停止当前的工作。"停止"时当前的工作停止，需要重新进行数据采集。"当前电压保存"对当前采集的的数据进行保存，我们建立了基于Access的数据库，进行数据的处理和分析。"临时保存"为保存当前的 电压值，便于和后续的数据进行比较。"退出"为退出工作系统。(4) 建立了基于Access的数据库进行数据的处理与分析，查询类 型分两种是否报警和按通道査询。选择前者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常压储罐罐底泄漏光纤检测系统，其特征在于：它由多路传感系统组成，多路传感系统采用激光器作为入射光源，入射光源连接采用光纤作的光强型传感光纤，入射光经光纤分路耦合器分为多路，分别经过各路光纤到达多个传感探头，在传感探头附近有探测反射光用的光电探测器ＰＩＮ管，光电探测器ＰＩＮ管连接放大电路，放大电路与数据采集卡连接，数据采集卡连接工控机进行数据分析、处理、显示和记录检测系统软件自动报警。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李春树，高文，赵启大，郭团，刘丽辉，赵路明，董波，黄桂岭，吕俊峰，康红，闫宇，陈少华，高世钰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：12[]