專利名稱：油品儲(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)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(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近幾年來，隨著國內(nèi)外巿場(chǎng)對(duì)原油需求量的不斷增加，煉油企業(yè)對(duì)原 油及成品油儲(chǔ)運(yùn)安全的要求不斷提高，與之相關(guān)的儲(chǔ)油罐泄漏探測(cè)和防泄 漏技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，已有一原油加工及儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)釆用雙層罐底結(jié)構(gòu)來 減少油品泄漏及對(duì)環(huán)境的污染，并安裝相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備來檢測(cè)油品泄漏點(diǎn)， 但罐底檢測(cè)設(shè)備存在體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈敏度低的缺點(diǎn)。因此研究新一 代罐底檢測(cè)技術(shù)、開發(fā)相關(guān)檢漏傳感器是新時(shí)期本技術(shù)領(lǐng)域?qū)?chǔ)油罐泄漏 探測(cè)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(cè)量 精度高、響應(yīng)速度快、維護(hù)簡(jiǎn)單的油品儲(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
為了實(shí)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(bào)警檢測(cè)裝置及上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，其中報(bào)警檢測(cè)裝置安裝 于油品儲(chǔ)罐底板下方，包括檢測(cè)電路及與檢測(cè)電路相連的試片，其中檢測(cè) 電路包括控制及信號(hào)處理單元、信號(hào)發(fā)生單元及數(shù)據(jù)傳輸單元，控制及信 號(hào)處理單元通過信號(hào)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(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊連接。
所述控制及信號(hào)處理單元的檢測(cè)信號(hào)輸入端與信號(hào)發(fā)生單元的輸出管 腳相連，信號(hào)發(fā)生單元的輸入端通過隔直電容接有1個(gè)或多個(gè)試片，信號(hào) 發(fā)生單元的上述輸入端同時(shí)作為電場(chǎng)信號(hào)的輸出端，在試片上建立低頻電 場(chǎng)；控制及信號(hào)處理單元的控制信號(hào)與信號(hào)發(fā)生單元的控制輸入端相連； 控制及信號(hào)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(jì)算機(jī).
所述檢測(cè)，電路還具有用于確定通訊地址編號(hào)的撥碼開關(guān)，其輸出端接 至控制及信號(hào)處理單元的數(shù)字量輸入端；所述檢測(cè)電路還具有程序下載接 口，其輸出端與控制及信號(hào)處理單元的測(cè)試接口相連，實(shí)現(xiàn)在線編程、調(diào) 試及下載；所述報(bào)警檢測(cè)裝置具有殼體中，其由中間板分成上、下兩個(gè)空 腔，檢測(cè)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(cè)電路中的信號(hào)發(fā)生單元相連；檢測(cè)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(bào)警檢 測(cè)裝置為多個(gè)，均布置在油品儲(chǔ)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(chǎng)感應(yīng)原理并結(jié)合相應(yīng)的電 子芯片形成檢測(cè)儀，能夠快速精確地確定油品儲(chǔ)罐的泄漏位置及時(shí)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(bào)警檢測(cè)裝置將控制及信號(hào)
處理單元、信號(hào)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(chǎng)施工；
3. 使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明系統(tǒng)中的報(bào)警檢測(cè)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(zhǎng)；
4. 安裝、使用簡(jiǎn)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(dòng)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(chǔ)罐底板
泄漏的檢測(cè)，而且還可以應(yīng)用于其他所有具有流動(dòng)介質(zhì)泄漏的設(shè)備中。


圖l、 2為本發(fā)明電場(chǎng)成像技術(shù)測(cè)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(cè)方法流程圖(一)；
圖7為本發(fā)明采用的監(jiān)測(cè)方法中溫度檢測(cè)流程圖(二 )；
圖8為本發(fā)明在油品儲(chǔ)罐底板下方多通道在線監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布示意圖9為本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中的安裝層面圖。
具體實(shí)施例方式
如圖8、 9所示，本實(shí)施例采用26個(gè)報(bào)警檢測(cè)裝置(地址編號(hào)為 A01 A26)，安裝于油品儲(chǔ)罐底板下方的瀝青砂層中，在油品儲(chǔ)罐底板所履 蓋的范圍內(nèi)均勻布置，也可以按實(shí)際情況，選擇布置于易泄漏的底板對(duì)應(yīng) 的區(qū)域，對(duì)每個(gè)報(bào)警檢測(cè)裝置進(jìn)行地址編碼以確定通訊地址編號(hào)，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(jì)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(bào)警檢測(cè)裝置及上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成， 其中報(bào)警檢測(cè)裝置包括檢測(cè)電路6及與檢測(cè)電路6相連的試片5 ，檢測(cè)電路 6包括控制及信號(hào)處理單元U1、信號(hào)發(fā)生單元U8及數(shù)據(jù)傳輸單元U7，控
5制及信號(hào)處理單元Ul的檢測(cè)信號(hào)輸入端AI兩與信號(hào)發(fā)生單元U8的輸出 管腳LEVEL相連，信號(hào)發(fā)生單元U8的輸入端E1 E9中的任何一個(gè)管腳 (本實(shí)施例為E7)通過隔直電容C31接有1個(gè)試片5，信號(hào)發(fā)生單元U8 的上述輸入端(本實(shí)施例為E7)同時(shí)作為電場(chǎng)信號(hào)的輸出端，在試片5上 建立低頻電場(chǎng)；控制及信號(hào)處理單元U1的控制信號(hào)與信號(hào)發(fā)生單元U8的 控制輸入端A D、 DIS一SHIELD相連；控制及信號(hào)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(jì)算 機(jī)14。
所述檢測(cè)電路6還具有用于確定通訊地址編號(hào)的撥碼開關(guān)J3，其輸出 端接至控制及信號(hào)處理單元U1的數(shù)字量輸入端P1.0 P1.3、 P3.0 P3.3, 以實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)報(bào)警檢測(cè)裝置的地址編碼；所述檢測(cè)電路6還具有程序下載 接口 J2,其輸出端與控制及信號(hào)處理單元U1的測(cè)試接口 TMS、TCK、TDI、 TDO相連，實(shí)現(xiàn)在線編程、調(diào)試及程序下載。
所述每個(gè)檢測(cè)電路6可以接一個(gè)試片5，也可以同時(shí)接有多個(gè)，通過對(duì) 信號(hào)發(fā)生單元U8的控制輸入端A D進(jìn)行編程來選擇檢測(cè)通道，只要其傳 輸距離及外部千擾不影響其檢測(cè)信號(hào)的質(zhì)量即可。本發(fā)明只選擇一個(gè)單獨(dú) 的電極引腳，所有其他電極引腳通過信號(hào)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(bào)警檢測(cè)裝置具有殼體4，其由中間板3分成上、下 兩個(gè)空腔，檢測(cè)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(cè)電路6中的信號(hào)發(fā)生單元U8相連；檢測(cè)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(chǎng)中。
所述殼體4外部還設(shè)有保護(hù)罩2以保護(hù)報(bào)警檢測(cè)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(bào)警檢測(cè)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(chǎng)感應(yīng)原理，利用電場(chǎng)成像技術(shù)釆集電 壓數(shù)據(jù)并傳輸，通過信號(hào)發(fā)生單元U8的電場(chǎng)信號(hào)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(shí)施例將頻率優(yōu)化至 125KHz, 5Vp-p)，驅(qū)動(dòng)電極(即試片5)建立低頻電場(chǎng)，該試片5做為電 場(chǎng)中的一個(gè)電極，其他電極則利用信號(hào)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(gè)完整的回路來實(shí)現(xiàn)；當(dāng)有油品進(jìn)入試片5形成的電場(chǎng)中 時(shí)，通過檢測(cè)場(chǎng)強(qiáng)變化所對(duì)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(duì)于適合的電場(chǎng)系統(tǒng)，集成電場(chǎng)成像器件提 供支持電路，便于構(gòu)建雙芯片電場(chǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)施加的信號(hào)為交流小信號(hào)，輸出為直流信號(hào)。
如圖6所示，本發(fā)明油品儲(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過以下
步驟實(shí)現(xiàn)油品儲(chǔ)罐底板泄漏檢測(cè)
在油品儲(chǔ)罐底板下方安裝報(bào)警檢測(cè)裝置；
給油品儲(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上電并進(jìn)行初始化搡作，包 括設(shè)定報(bào)警檢測(cè)裝置通訊地址編號(hào)，其與報(bào)警檢測(cè)裝置在油品儲(chǔ)罐下方的 安裝位置一一對(duì)應(yīng)；設(shè)定泄漏報(bào)警參考值；設(shè)定數(shù)據(jù)釆樣時(shí)間間隔；
根據(jù)電場(chǎng)感應(yīng)原理，利用電場(chǎng)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(shí)低頻電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)所對(duì)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(shí)間繼續(xù)采集 電場(chǎng)反饋電壓Ut。當(dāng)上述電壓變化量大于設(shè)定值時(shí)即Ut-U。>A (A為泄漏 報(bào)警參考值)時(shí)，由上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)產(chǎn)生油品儲(chǔ)罐底板泄漏報(bào)警信號(hào)，并 顯示報(bào)警位置、記錄報(bào)警數(shù)據(jù)及時(shí)間；
返回釆集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并傳輸步驟，循環(huán)進(jìn)行檢測(cè)；
當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)掉電時(shí)，檢測(cè)過程結(jié)東。
當(dāng)上述電壓變化量不大于設(shè)定值時(shí)，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(cè)裝置掉電時(shí)，檢測(cè)過程結(jié)東。
如圖7所示，本發(fā)明系統(tǒng)還具有溫度檢測(cè)功能，具體步驟如下 給上述報(bào)警檢測(cè)裝置上電并進(jìn)行初始化操作； 采集現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，顯示正常溫度數(shù)據(jù)； 返回采集現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度數(shù)據(jù)并傳輸步驟，循環(huán)進(jìn)行； 當(dāng)檢測(cè)裝置掉電時(shí)，檢測(cè)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(shí)，顯示異常溫度數(shù)據(jù)，并記錄報(bào)警 溫度值及報(bào)警時(shí)間；
當(dāng)檢測(cè)裝置掉電時(shí)，檢測(cè)過程結(jié)東。
上述溫度檢測(cè)是由集成在控制及信號(hào)處理單元Ul中的溫度傳感器實(shí) 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(cè)的目的不 僅在于檢測(cè)報(bào)警檢測(cè)裝置所處現(xiàn)場(chǎng)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(bào)警檢測(cè)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(bào)警檢測(cè)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(bào)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(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于具有報(bào)警檢測(cè)裝置及上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，其中報(bào)警檢測(cè)裝置安裝于油品儲(chǔ)罐底板下方，包括檢測(cè)電路(6)及與檢測(cè)電路(6)相連的試片(5)，其中檢測(cè)電路(6)包括控制及信號(hào)處理單元(U1)、信號(hào)發(fā)生單元(U8)及數(shù)據(jù)傳輸單元(7)，控制及信號(hào)處理單元(U1)通過信號(hào)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(jì)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(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特 征在于所述控制及信號(hào)處理單元(Ul)的檢測(cè)信號(hào)輸入端(AIN0)與信 號(hào)發(fā)生單元(U8)的輸出管腳(LEVEL)相連，信號(hào)發(fā)生單元(U8)的輸 入端通過隔直電容接有1個(gè)或多個(gè)試片(5),信號(hào)發(fā)生單元(U8)的上述 輸入端同時(shí)作為電場(chǎng)信號(hào)的輸出端，在試片(5)上建立低頻電場(chǎng)；控制及 信號(hào)處理單元(U1)的控制信號(hào)與信號(hào)發(fā)生單元(U8)的控制輸入端(A D、 DIS—SHIELD )相連；控制及信號(hào)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(jì)算機(jī)(14)。
3. 按權(quán)利要求l所述的油品儲(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特 征在于所述檢測(cè)電路(6 )還具有用于確定通訊地址編號(hào)的撥碼開關(guān)(J3 )， 其輸出端接至控制及信號(hào)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(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特 征在于所述檢測(cè)電路(6)還具有程序下載接口 (J2)，其輸出端與控制及 信號(hào)處理單元(Ul)的測(cè)試接口 (TMS、 TCK、 TDI、 TDO)相連，實(shí)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(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特 征在于所述報(bào)警檢測(cè)裝置具有殼體(4),其由中間板(3)分成上、下兩 個(gè)空腔，檢測(cè)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(cè)電路(6)中的信號(hào)發(fā)生單元(U8)相連；檢測(cè) 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(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)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(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)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(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述報(bào)警檢測(cè)裝置為多個(gè)，均布置在油品儲(chǔ)罐底板下方的基礎(chǔ)上。
9. 按權(quán)利要求1所述的油品儲(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)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(chǔ)罐底板泄漏多通道工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有報(bào)警檢測(cè)裝置及上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，其中報(bào)警檢測(cè)裝置安裝于油品儲(chǔ)罐底板下方，包括檢測(cè)電路及與檢測(cè)電路相連的試片，其中檢測(cè)電路包括控制及信號(hào)處理單元、信號(hào)發(fā)生單元及數(shù)據(jù)傳輸單元，控制及信號(hào)處理單元通過信號(hào)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(jì)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(zhǎng)，且安裝、使用簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，應(yīng)用領(lǐng)域廣。
文檔編號(hào)G05B19/048GK101488013SQ200810010158
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)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(tái), 張培俊, 濤 李, 李春樹, 楊永寬, 鄭麗群, 高麗巖 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司;中國科學(xué)院金屬研究所