專利名稱：油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)備因腐蝕而導(dǎo)至泄漏的數(shù)據(jù)釆集技術(shù)，具體地說是 一種油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近幾年來，隨著國內(nèi)外巿場對原油需求量的不斷增加，煉油企業(yè)對原 油及成品油儲運(yùn)安全的要求不斷提高，與之相關(guān)的儲油罐泄漏探測和防泄 漏技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，已有一原油加工及儲運(yùn)企業(yè)釆用雙層罐底結(jié)構(gòu)來 減少油品泄漏及對環(huán)境的污染，并安裝相應(yīng)的檢測設(shè)備來檢測油品泄漏點， 但罐底檢測設(shè)備存在體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈敏度低的缺點。因此研究新一 代罐底檢測技術(shù)、開發(fā)相關(guān)檢漏傳感器是新時期本技術(shù)領(lǐng)域?qū)τ凸扌孤?探測技術(shù)提出的更高要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種測量 精度高、響應(yīng)速度快、維護(hù)簡單的油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是
本發(fā)明具有報警檢測裝置及上位監(jiān)控計算機(jī)，其中報警檢測裝置安裝 于油品儲罐底板下方，包括檢測電路及與檢測電路相連的試片，其中檢測 電路包括控制及信號處理單元、信號發(fā)生單元及數(shù)據(jù)傳輸單元，控制及信 號處理單元通過信號發(fā)生單元與試片相連，通過數(shù)據(jù)傳輸單元、防爆安全 柵及轉(zhuǎn)換單元與上位監(jiān)控計算機(jī)進(jìn)行通訊連接。
所述控制及信號處理單元的檢測信號輸入端與信號發(fā)生單元的輸出管 腳相連，信號發(fā)生單元的輸入端通過隔直電容接有1個或多個試片，信號 發(fā)生單元的上述輸入端同時作為電場信號的輸出端，在試片上建立低頻電 場；控制及信號處理單元的控制信號與信號發(fā)生單元的控制輸入端相連； 控制及信號處理單元的通訊控制端經(jīng)光電耦合電路及數(shù)據(jù)傳輸單元接至上 位監(jiān)控計算機(jī).
所述檢測，電路還具有用于確定通訊地址編號的撥碼開關(guān)，其輸出端接 至控制及信號處理單元的數(shù)字量輸入端；所述檢測電路還具有程序下載接 口，其輸出端與控制及信號處理單元的測試接口相連，實現(xiàn)在線編程、調(diào) 試及下載；所述報警檢測裝置具有殼體中，其由中間板分成上、下兩個空 腔，檢測電路安裝上部空腔內(nèi)，試片水平設(shè)于下部空腔中，通過金屬支架 與檢測電路中的信號發(fā)生單元相連；檢測電路中的數(shù)據(jù)傳輸單元通過殼體 上的導(dǎo)線孔接至設(shè)于安全區(qū)的防爆安全柵；所述殼體的底蓋及保護(hù)罩的側(cè)
4體外部還設(shè)有保護(hù)罩，其與殼體相應(yīng)位置設(shè) 有導(dǎo)線引出孔；
所述殼體或保護(hù)罩釆用可耐腐蝕、耐高溫的聚四氟材料；所述報警檢 測裝置為多個，均布置在油品儲罐底板下方的基礎(chǔ)上；所述試片為銅質(zhì)材 料
本發(fā)明具有如下有益效果
1. 具有高精度及高靈敏度。本發(fā)明釆用電場感應(yīng)原理并結(jié)合相應(yīng)的電 子芯片形成檢測儀，能夠快速精確地確定油品儲罐的泄漏位置及時間，精 度及靈敏度高，減少油品泄漏帶來的經(jīng)濟(jì)損失及環(huán)境污染；
2. 結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高。本發(fā)明系統(tǒng)中的報警檢測裝置將控制及信號
處理單元、信號發(fā)生單元、數(shù)據(jù)傳輸單元及試片集成于一殼體中，結(jié)構(gòu)緊 湊、體積小，便于現(xiàn)場施工；
3. 使用壽命長。本發(fā)明系統(tǒng)中的報警檢測裝置釆用聚四氟材料作為殼 體，具耐腐蝕、耐高溫的特性，使用壽命長；
4. 安裝、使用簡單、維護(hù)方便。本發(fā)明系統(tǒng)的試片可重復(fù)使用，在泄漏 介質(zhì)清除后可自動恢復(fù)工作狀態(tài)，不需定期更換試片，方便安裝、使用及
維護(hù)；
5. 應(yīng)用領(lǐng)域廣。本發(fā)明系統(tǒng)不僅適用于石化、石油行業(yè)的常壓儲罐底板
泄漏的檢測，而且還可以應(yīng)用于其他所有具有流動介質(zhì)泄漏的設(shè)備中。


圖l、 2為本發(fā)明電場成像技術(shù)測量原理圖(一)、(二)；
圖3為本發(fā)明電氣原理框圖4為本發(fā)明電氣原理圖5為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明釆用的監(jiān)測方法流程圖(一)；
圖7為本發(fā)明采用的監(jiān)測方法中溫度檢測流程圖(二 )；
圖8為本發(fā)明在油品儲罐底板下方多通道在線監(jiān)測點分布示意圖9為本發(fā)明在一個實施例中的安裝層面圖。
具體實施例方式
如圖8、 9所示，本實施例采用26個報警檢測裝置(地址編號為 A01 A26)，安裝于油品儲罐底板下方的瀝青砂層中，在油品儲罐底板所履 蓋的范圍內(nèi)均勻布置，也可以按實際情況，選擇布置于易泄漏的底板對應(yīng) 的區(qū)域，對每個報警檢測裝置進(jìn)行地址編碼以確定通訊地址編號，通過 RS485總線經(jīng)過防爆安全柵12及RS485/232轉(zhuǎn)換單元13與上位監(jiān)控計算 機(jī)14進(jìn)行通訊連接。
如圖3、 4所示，本發(fā)明系統(tǒng)由報警檢測裝置及上位監(jiān)控計算機(jī)組成， 其中報警檢測裝置包括檢測電路6及與檢測電路6相連的試片5 ，檢測電路 6包括控制及信號處理單元U1、信號發(fā)生單元U8及數(shù)據(jù)傳輸單元U7，控
5制及信號處理單元Ul的檢測信號輸入端AI兩與信號發(fā)生單元U8的輸出 管腳LEVEL相連，信號發(fā)生單元U8的輸入端E1 E9中的任何一個管腳 (本實施例為E7)通過隔直電容C31接有1個試片5，信號發(fā)生單元U8 的上述輸入端(本實施例為E7)同時作為電場信號的輸出端，在試片5上 建立低頻電場；控制及信號處理單元U1的控制信號與信號發(fā)生單元U8的 控制輸入端A D、 DIS一SHIELD相連；控制及信號處理單元U1的通訊控制 端RX0、 TX0、 DE經(jīng)i電耦合電路及數(shù)據(jù)傳輸單元U7接至上位監(jiān)控計算 機(jī)14。
所述檢測電路6還具有用于確定通訊地址編號的撥碼開關(guān)J3，其輸出 端接至控制及信號處理單元U1的數(shù)字量輸入端P1.0 P1.3、 P3.0 P3.3, 以實現(xiàn)對每個報警檢測裝置的地址編碼；所述檢測電路6還具有程序下載 接口 J2,其輸出端與控制及信號處理單元U1的測試接口 TMS、TCK、TDI、 TDO相連，實現(xiàn)在線編程、調(diào)試及程序下載。
所述每個檢測電路6可以接一個試片5，也可以同時接有多個，通過對 信號發(fā)生單元U8的控制輸入端A D進(jìn)行編程來選擇檢測通道，只要其傳 輸距離及外部千擾不影響其檢測信號的質(zhì)量即可。本發(fā)明只選擇一個單獨(dú) 的電極引腳，所有其他電極引腳通過信號發(fā)生單元U8內(nèi)部的開關(guān)連接到 地線引腳上。
如圖5所示，所述報警檢測裝置具有殼體4，其由中間板3分成上、下 兩個空腔，檢測電路6安裝上部空腔內(nèi)，試片5水平設(shè)于下部空腔中，通 過金屬支架8與檢測電路6中的信號發(fā)生單元U8相連；檢測電路6中的數(shù) 據(jù)傳輸單元U7通過殼體4上的導(dǎo)線孔接至設(shè)于安全區(qū)的防爆安全柵12; 所述殼體4的底蓋1及保護(hù)罩2的側(cè)面底部均設(shè)有導(dǎo)流孔9,使油介質(zhì)從導(dǎo) 流孔9進(jìn)入試片5所形成的電場中。
所述殼體4外部還設(shè)有保護(hù)罩2以保護(hù)報警檢測裝置不受基礎(chǔ)沉降或 油罐底板張力導(dǎo)致變形的影響，保護(hù)罩2與殼體4導(dǎo)線孔的相應(yīng)位置設(shè)有 導(dǎo)線引出孔。在殼體4導(dǎo)線孔處安裝有密封防水接頭7，以免包括油、水或 蒸汽進(jìn)入報警檢測裝置內(nèi)部。所述殼體4或保護(hù)罩2釆用可耐腐蝕、耐高 溫的聚四氟材料。
如圖l、 2所示，本發(fā)明根據(jù)電場感應(yīng)原理，利用電場成像技術(shù)釆集電 壓數(shù)據(jù)并傳輸，通過信號發(fā)生單元U8的電場信號的輸出端(也即輸入端 E7)輸出低頻正弦波(頻率可通過外部電阻調(diào)節(jié)，本實施例將頻率優(yōu)化至 125KHz, 5Vp-p)，驅(qū)動電極(即試片5)建立低頻電場，該試片5做為電 場中的一個電極，其他電極則利用信號發(fā)生單元U8內(nèi)部的開關(guān)連接到地線 引腳上而形成一個完整的回路來實現(xiàn)；當(dāng)有油品進(jìn)入試片5形成的電場中 時，通過檢測場強(qiáng)變化所對應(yīng)的直流電壓值來反映泄漏情況。正弦波具有 較低的諧波，可以減少干擾。對于適合的電場系統(tǒng)，集成電場成像器件提 供支持電路，便于構(gòu)建雙芯片電場系統(tǒng)。系統(tǒng)施加的信號為交流小信號，輸出為直流信號。
如圖6所示，本發(fā)明油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)通過以下
步驟實現(xiàn)油品儲罐底板泄漏檢測
在油品儲罐底板下方安裝報警檢測裝置；
給油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)上電并進(jìn)行初始化搡作，包 括設(shè)定報警檢測裝置通訊地址編號，其與報警檢測裝置在油品儲罐下方的 安裝位置一一對應(yīng)；設(shè)定泄漏報警參考值；設(shè)定數(shù)據(jù)釆樣時間間隔；
根據(jù)電場感應(yīng)原理，利用電場成像技術(shù)釆集電壓數(shù)據(jù)并傳輸，即釆集 沒有油品泄漏時低頻電場場強(qiáng)所對應(yīng)的電壓值；經(jīng)多次釆集，當(dāng)電壓值數(shù) 值穩(wěn)定后，將該電壓值設(shè)定為電壓參考值Uo;按照釆樣間隔時間繼續(xù)采集 電場反饋電壓Ut。當(dāng)上述電壓變化量大于設(shè)定值時即Ut-U。>A (A為泄漏 報警參考值)時，由上位監(jiān)控計算機(jī)產(chǎn)生油品儲罐底板泄漏報警信號，并 顯示報警位置、記錄報警數(shù)據(jù)及時間；
返回釆集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并傳輸步驟，循環(huán)進(jìn)行檢測；
當(dāng)檢測系統(tǒng)掉電時，檢測過程結(jié)東。
當(dāng)上述電壓變化量不大于設(shè)定值時，放棄數(shù)據(jù)，不做記錄；
返回采集電壓變化量并傳輸步驟，循環(huán)進(jìn)行；
當(dāng)檢測裝置掉電時，檢測過程結(jié)東。
如圖7所示，本發(fā)明系統(tǒng)還具有溫度檢測功能，具體步驟如下 給上述報警檢測裝置上電并進(jìn)行初始化操作； 采集現(xiàn)場環(huán)境溫度數(shù)據(jù)并傳輸； 當(dāng)上述溫度數(shù)據(jù)在設(shè)定范圍內(nèi)時，顯示正常溫度數(shù)據(jù)； 返回采集現(xiàn)場環(huán)境溫度數(shù)據(jù)并傳輸步驟，循環(huán)進(jìn)行； 當(dāng)檢測裝置掉電時，檢測過程結(jié)東；
當(dāng)上述溫度數(shù)據(jù)不在設(shè)定范圍內(nèi)時，顯示異常溫度數(shù)據(jù)，并記錄報警 溫度值及報警時間；
當(dāng)檢測裝置掉電時，檢測過程結(jié)東。
上述溫度檢測是由集成在控制及信號處理單元Ul中的溫度傳感器實 現(xiàn)的，通過RS232/485接口編程來讀取溫度數(shù)據(jù)；設(shè)置溫度檢測的目的不 僅在于檢測報警檢測裝置所處現(xiàn)場環(huán)境的溫度變化情況，更重要的是通過 溫度變化情況反映報警檢測裝置的運(yùn)行情況，如果溫度變化明顯不正常， 則可以間接判斷該報警檢測裝置的內(nèi)部單元出現(xiàn)工作異常，如果溫度變化 高出設(shè)定范圍，通過報警提示，系統(tǒng)需要停機(jī)維護(hù)。
權(quán)利要求
1. 一種油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于具有報警檢測裝置及上位監(jiān)控計算機(jī)，其中報警檢測裝置安裝于油品儲罐底板下方，包括檢測電路(6)及與檢測電路(6)相連的試片(5)，其中檢測電路(6)包括控制及信號處理單元(U1)、信號發(fā)生單元(U8)及數(shù)據(jù)傳輸單元(7)，控制及信號處理單元(U1)通過信號發(fā)生單元(U8)與試片(5)相連，通過數(shù)據(jù)傳輸單元(U7)、防爆安全柵(12)及轉(zhuǎn)換單元(13)與上位監(jiān)控計算機(jī)(14)進(jìn)行通訊連接。
2. 按權(quán)利要求l所述的油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特 征在于所述控制及信號處理單元(Ul)的檢測信號輸入端(AIN0)與信 號發(fā)生單元(U8)的輸出管腳(LEVEL)相連，信號發(fā)生單元(U8)的輸 入端通過隔直電容接有1個或多個試片(5),信號發(fā)生單元(U8)的上述 輸入端同時作為電場信號的輸出端，在試片(5)上建立低頻電場；控制及 信號處理單元(U1)的控制信號與信號發(fā)生單元(U8)的控制輸入端(A D、 DIS—SHIELD )相連；控制及信號處理單元(Ul )的通訊控制端(RX0、 TX0、 DE)經(jīng)光電耦合電路及數(shù)據(jù)傳輸單元(U7)接至上位監(jiān)控計算機(jī)(14)。
3. 按權(quán)利要求l所述的油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特 征在于所述檢測電路(6 )還具有用于確定通訊地址編號的撥碼開關(guān)(J3 )， 其輸出端接至控制及信號處理單元(U1)的數(shù)字量輸入端(P1.0 P1.3、P3.0 P3.3 )。
4. 按權(quán)利要求l所述的油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特 征在于所述檢測電路(6)還具有程序下載接口 (J2)，其輸出端與控制及 信號處理單元(Ul)的測試接口 (TMS、 TCK、 TDI、 TDO)相連，實現(xiàn) 在線編程、調(diào)試及下載。
5. 按權(quán)利要求l所述的油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特 征在于所述報警檢測裝置具有殼體(4),其由中間板(3)分成上、下兩 個空腔，檢測電路(6)安裝上部空腔內(nèi)，試片(5)水平設(shè)于下部空腔內(nèi)， 通過金屬支架(8)與檢測電路(6)中的信號發(fā)生單元(U8)相連；檢測 電路(6)中的數(shù)據(jù)傳輸單元(U7)通過殼體(4)上的導(dǎo)線孔接至設(shè)于安 全區(qū)的防爆安全柵(12);所述殼體(4)的底蓋(1)及保護(hù)罩(2)的惻 面底部均設(shè)有導(dǎo)流孔(9)。
6. 按權(quán)利要求5所述的油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特 征在于所述殼體(4)外部還設(shè)有保護(hù)罩(2)，其與殼體(4)相應(yīng)位置 設(shè)有導(dǎo)線引出孔。
7. 按權(quán)利要求5或6所述的油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)， 其特征在于所述殼體(4)或保護(hù)罩(2)釆用可耐腐蝕、耐高溫的聚四氟材料。
8. 按權(quán)利要求1所述的油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述報警檢測裝置為多個，均布置在油品儲罐底板下方的基礎(chǔ)上。
9. 按權(quán)利要求1所述的油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特 征在于所述試片(5)為銅質(zhì)材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油品儲罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，具有報警檢測裝置及上位監(jiān)控計算機(jī)，其中報警檢測裝置安裝于油品儲罐底板下方，包括檢測電路及與檢測電路相連的試片，其中檢測電路包括控制及信號處理單元、信號發(fā)生單元及數(shù)據(jù)傳輸單元，控制及信號處理單元通過信號發(fā)生單元與試片相連，通過數(shù)據(jù)傳輸單元、防爆安全柵及轉(zhuǎn)換單元與上位監(jiān)控計算機(jī)進(jìn)行通訊連接。本發(fā)明具有高精度及高靈敏度，結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高，使用壽命長，且安裝、使用簡單、維護(hù)方便，應(yīng)用領(lǐng)域廣。
文檔編號G05B19/048GK101488013SQ200810010158
公開日2009年7月22日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者闖 臺, 張培俊, 濤 李, 李春樹, 楊永寬, 鄭麗群, 高麗巖 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國科學(xué)院金屬研究所