CN113916323A - 储油罐光纤液位智能监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储油罐液位监测的技术领域，公开了储油罐光纤液位智能监测系统，包括设置在储油罐外壁上设置的多组液位传感器，每组所述液位传感器由应变传感器S1、应变传感器S2组合而成，应变传感器S1与应变传感器S2竖直方向安装距离为h0,多组所述液位传感器均连接采集器，所述采集器连接控制器主机，所述控制器主机连接监控中心，所述监控中心分别连接服务器与远端平台。本发明布置多个液位传感器，大大提高测量精度和可靠性，储油罐液位、温度在线监测系统改变了传统采用人工检尺和化验分析的方法，实现了油液的实时动态监测，为生产管理决策提供了数据依据，避免了安全事故的发生。

Description

储油罐光纤液位智能监测系统

技术领域

本发明专利涉及储油罐液位监测的技术领域，具体而言，涉及储油罐光纤液位智能监测系统。

背景技术

我国有丰富的石油资源,近几年石油工业发展迅速,采油炼油企业众多,因此精确的测量储油罐数据对油品的生产、罐区库存以及油田管理具有重大的影响。储油罐参数管理分析系统可以对储油罐内液位、温度的变化进行实时统计分析,让用户能够对油井生产动态及时准确地管理,使油田管理从低效的人工管理进入自动化管理。

储油罐是采油、炼油企业储存油品的重要设备，对储油罐液位、温度的实时数据监测对企业的库存和安全管理有着重大意义，储油罐是储存石油的重要设备，且储油罐内油的储量一般无法直接通过肉眼观察，所以需要光纤传感器对油罐进行实时监测，得知储油罐内准确的油量以便于对生产厂库存管理。

现有的液位显示一般是对储油罐中油液液位进行测量时，需要到达储油罐顶部操作，使得测量操作不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供储油罐光纤液位智能监测系统，布置多个液位传感器，大大提高测量精度和可靠性，储油罐液位、温度在线监测系统改变了传统采用人工检尺和化验分析的方法，实现了油液的实时动态监测，为生产管理决策提供了数据依据，避免了安全事故的发生，旨在解决现有技术中现有的液位显示一般是对储油罐中油液液位进行测量时，需要到达储油罐顶部操作，使得测量操作不方便的问题。

本发明是这样实现的，储油罐光纤液位智能监测系统，包括设置在储油罐外壁上设置的多组液位传感器，每组所述液位传感器由应变传感器S1、应变传感器 S2组合而成，应变传感器S1与应变传感器S2竖直方向安装距离为h0,多组所述液位传感器均连接采集器，所述采集器连接控制器主机，所述控制器主机连接监控中心，所述监控中心分别连接服务器与远端平台。

进一步地，每组所述的液位传感器均安装在相同壁厚的储油罐外壁上，此时所述液位传感器所测量出该区域的储油罐压强值精度高。

进一步地，当某段储油罐壁厚是均布且数值相同时，外壁应力值σ＝KP，而应变值ε＝σ/E,E为弹性模量，即外壁应变值ε与内壁压强P成正比线性关系：

其中K为压力传感递系数，且K，E值均为常数，P为该点内壁压强。

进一步地，所述应变传感器S1与应变传感器S2在储油罐上所测量出的压强值分别为P1、P2，而该段h0的压力差为底端的压力值P1减去上端的压力值P2, 就是这段液位的压差。

进一步地，压力值P1、压力值P2的计算方式如下：

P1＝ρgh

P2＝ρg(h-h0)

联立上式,可以消除ρ，g.并可以得到当前液位h的计算公式：

带入h0中可得：

这样当应变传感器S1与应变传感器S2所测量的值与已知数值h0，即可计算出得到当前储油量与满载时的百分比。

进一步地，所述控制器主机通过接收各现场传回的监测数据，并在计算机的组态监控软件界面上可随时查看各储油罐的液位、温度信息，而且一旦某个储油罐的液位、温度数据超过上限或下限，系统会自动报警。

进一步地，对于紧急事件，所述监控中心通过声光或者短信，实时提醒，通知人员赶赴现场。

与现有技术相比，本发明提供的储油罐光纤液位智能监测系统，具备以下有益效果：

1、布置多个液位传感器，大大提高测量精度和可靠性，储油罐液位、温度在线监测系统改变了传统采用人工检尺和化验分析的方法，实现了油液的实时动态监测，为生产管理决策提供了数据依据，避免了安全事故的发生，同时多个位置测量油温，广泛适用于对汽油、溶剂油、异辛烷、混合芳烃、异丁烷、液化石油气、天然气等多种化学物品的储罐安全进行实时远程监测；

2、实时传送给采集器，监控中心通过接收各现场传回的监测数据，并在计算机的组态监控软件界面上可随时查看各储油罐的液位、温度信息，而且一旦某个储油罐的液位、温度、原油挥发数据超过上限或下限，系统会自动报警，同时通过短信的形式把报警信息发送给相关人员。该系统为保障储油罐和油液的安全发挥了重要作用；

3、储油罐智能在线监测系统简便、直观。各种参数通过电脑显示，方便，易懂；响应及时。对于紧急事件，监控软件通过声光或者短信，实时提醒，通知人员赶赴现场；应用广泛。

附图说明

图1为本发明提出的储油罐光纤液位智能监测系统的连接示意图；

图2为本发明提出的储油罐光纤液位智能监测系统中储油罐外壁的液压传感器的分布示意图；

图3为本发明提出的储油罐光纤液位智能监测系统中液压传感器的安装原理图；

图4为本发明提出的储油罐光纤液位智能监测系统中液压传感器的测量示意图。

图中：1-储油罐、2-液位传感器、S1/S2-应变传感器、3-采集器、4-控制器主机、5-监控中心、6-服务器、7-云端平台、h0-液位高度差、h-总高度、P1-S1压强值、P2-S2压强值。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-4所示，为本发明提供的较佳实施例。

储油罐光纤液位智能监测系统，包括设置在储油罐1外壁上设置的多组液位传感器2，每组液位传感器2由两个应变传感器S1、S2组合而成，应变传感器 S1与应变传感器S2竖直方向安装距离为h0,多组液位传感器均连接采集器3，采集器3连接控制器主机4，控制器4主机连接监控中心5，监控中心5分别连接服务器6与远端平台7，应变传感器S1、S2实时传送给采集器3，监控中心5通过接收各现场传回的监测数据，并在计算机的组态监控软件界面上可随时查看各储油罐的液位、温度信息，而且一旦某个储油罐的液位、温度、原油挥发数据超过上限或下限，系统会自动报警，同时通过短信的形式把报警信息发送给相关人员，该系统为保障储油罐和油液的安全发挥了重要作用；储油罐智能在线监测系统简便、直观。

在本实施例中，每组的应变传感器均安装在相同壁厚的储油罐1外壁上，此时应变传感器所测量出该区域的储油罐1压强值精度高，当某段储油罐壁厚是均布且数值相同时，外壁应力值σ＝KP，而应变值ε＝σ/E,E为弹性模量，即外壁应变值ε与内壁压强P成正比线性关系：

其中K为压力传感递系数，且K，E值均为常数，P为该点内壁压强。

在本实施例中，应变传感器S1与应变传感器S2在储油罐上所测量出的压强值分别为P1、P2，而该段h0的压力差为底端的压力值P1减去上端的压力值P2, 就是这段液位的压差。

压力值P1、压力值P2的计算方式如下：

P1＝ρgh

P2＝ρg(h-h0)

联立上式,可以消除ρ，g.并可以得到当前液位h的计算公式：

带入h0中可得：

这样当应变传感器S1与应变传感器S2所测量的值与已知数值h0，即可计算出得到当前储油量与满载时的百分比，液位传感器2便于安装、维护及扩展，数据传输方式/架构，实时传送给采集器，监控中心5通过接收各现场传回的监测数据，并在计算机的组态监控软件界面上可随时查看各储油罐的液位、温度信息，而且一旦某个储油罐的液位、温度数据超过上限或下限，系统会自动报警。

在本实施例中，控制器主机4通过接收各现场传回的监测数据，并在计算机的组态监控软件界面上可随时查看各储油罐的液位、温度信息，而且一旦某个储油罐的液位、温度数据超过上限或下限，系统会自动报警，对于紧急事件，监控中心5通过声光或者短信，实时提醒，通知人员赶赴现场。

本技术方案在使用时，布置多个液位传感器在线监测储油罐液位、温度，改变了传统采用人工检尺和化验分析的方法，实现了油液的实时动态监测，为生产管理决策提供了数据依据，避免了安全事故的发生，同时多个位置测量油温，广泛适用于对汽油、溶剂油、异辛烷、混合芳烃、异丁烷、液化石油气、天然气等多种化学物品的储罐安全进行实时远程监测，监测数据实时传送给采集器3，监控中心5通过接收各现场传回的监测数据，并在计算机的组态监控软件界面上可随时查看各储油罐的液位、温度信息，而且一旦某个储油罐的液位、温度、原油挥发数据超过上限或下限，系统会自动报警，同时通过短信的形式把报警信息发送给相关人员。

在监控中心5上，各种参数通过电脑显示，方便，易懂；响应及时，对于紧急事件，监控软件通过声光或者短信，实时提醒，通知人员赶赴现场；应用广泛，并且对于储油罐1外壁上设置的多组液位传感器2便于安装、维护及扩展，数据传输方式/架构，实时传送给采集器3，监控中心5通过接收各现场传回的监测数据，并在计算机的组态监控软件界面上可随时查看各储油罐的液位、温度信息，而且一旦某个储油罐的液位、温度数据超过上限或下限，系统会自动报警。

数据传输方式/架构如图1所示：现场服务器由高性能的专业服务器和相应软件组成。

主要配置如下：

数据的长期存储与管理：

大型SQL关系型数据仓库，完成机组运行数据存储和管理；

冗余热备份，保障数据存储安全。

基于B/S结构的软件和网络架构，用户通过浏览器能对数据进行访问、查看图谱、诊断和系统管理。

数据传输功能：RJ45接口，支持100M/1000M网络，以及TCP/IP协议，实现与多个监测分站间的数据交换，从监测分站获取实时数据、历史数据。其中，实时数据根据客户端请求进行即时分发，其目的是最大程度降低网络传输的负担，从而达到网络资源的有效利用；而历史数据直接写入数据库；

数据远程传输功能：可以通过网络，将数据上传到远程服务器和大数据平台；之后远程服务器再把数据传到乙方远程诊断中心服务器。

局域网中任一台电脑可浏览大数据平台中相应图谱界面。

只需要一个网卡，支持多个IP地址，分别对应Intranet和Internet等。

数据采集控制：实时传送给数据采集器，监控中心通过接收各现场传回的监测数据，并在计算机的组态监控软件界面上可随时查看各储油罐的液位、温度信息，而且一旦某个储油罐的液位、温度数据超过上限或下限，系统会自动报警。储油罐温度、液位在线监测系统简便、直观。各种参数通过电脑显示，方便，易懂；响应及时。对于紧急事件，监控软件通过声光或者短信，实时提醒，通知人员赶赴现场；应用广泛。便于安装、维护及扩展。

在本实施例中，液位传感器2利用先进的光纤传感器技术，设计、制造更有风机应用优势的无源传感器，使光纤传感器更容易植入结构，配合客户在智能结构与智能感知领域达到新高度。

更有大数据采集、传输、处理优势的智能硬件系统，致力于工业物联网技术、大数据技术和人工智能能得到最广泛的应用，使各环节能发挥协同作用，高效推进智能化进程，储油罐液位、温度在线监测系统改变了传统采用人工检尺和化验分析的方法，实现了油液的实时动态监测，为生产管理决策提供了数据依据，避免了安全事故的发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.储油罐光纤液位智能监测系统，其特征在于，包括设置在储油罐外壁上设置的多组液位传感器，每组所述液位传感器由应变传感器S1、应变传感器S2组合而成，应变传感器S1与应变传感器S2竖直方向安装距离为h0,多组所述液位传感器均连接采集器，所述采集器连接控制器主机，所述控制器主机连接监控中心，所述监控中心分别连接服务器与远端平台。

2.如权利要求1所述的储油罐光纤液位智能监测系统，其特征在于，每组所述的液位传感器均安装在相同壁厚的储油罐外壁上，此时所述液位传感器所测量出该区域的储油罐压强值精度高。

3.如权利要求2所述的储油罐光纤液位智能监测系统，其特征在于，当某段储油罐壁厚是均布且数值相同时，外壁应力值σ＝KP，而应变值ε＝σ/E,E为弹性模量，即外壁应变值ε与内壁压强P成正比线性关系：

其中K为压力传感递系数，且K，E值均为常数，P为该点内壁压强。

4.如权利要求3所述的储油罐光纤液位智能监测系统，其特征在于，所述应变传感器S1与应变传感器S2在储油罐上所测量出的压强值分别为P1、P2，而该段h0的压力差为底端的压力值P1减去上端的压力值P2,就是这段液位的压差。

5.如权利要求4所述的储油罐光纤液位智能监测系统，其特征在于，压力值P1、压力值P2的计算方式如下：

P1＝ρgh

P2＝ρg(h-h0)

联立上式,可以消除ρ，g.并可以得到当前液位h的计算公式：

带入h0中可得：

这样当应变传感器S1与应变传感器S2所测量的值与已知数值h0，即可计算出得到当前储油量与满载时的百分比。

6.如权利要求1所述的储油罐光纤液位智能监测系统，其特征在于，所述控制器主机通过接收各现场传回的监测数据，并在计算机的组态监控软件界面上可随时查看各储油罐的液位、温度信息，而且一旦某个储油罐的液位、温度数据超过上限或下限，系统会自动报警。

7.如权利要求6所述的储油罐光纤液位智能监测系统，其特征在于，对于紧急事件，所述监控中心通过声光或者短信，实时提醒，通知人员赶赴现场。

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