內浮頂儲罐油氣類混合氣體在線采樣式激光探測裝置制造方法及圖紙

內浮頂儲罐油氣類混合氣體在線采樣式激光探測裝置，屬于信息技術領域的光電子激光探測技術，本發明專利技術包括采樣箱、電控箱主機和設置在控制中心室的監控上位機；采樣箱內有采樣氣室、抽氣口、回氣口、微型蠕動氣泵、紅外探測器、采控模塊；采樣箱共4個，均勻分布安裝在工作區內浮頂油罐換氣孔旁；采樣箱內微型蠕動氣泵一端連接采樣箱抽氣口；微型蠕動氣泵另一端連接進入紅外探測器氣室；紅外探測器氣室連接采樣箱回氣口；采樣箱抽氣口安裝高度順換氣孔下探至儲氣罐內壁1m~3m。本發明專利技術達到自動化紅外帶通濾波器檢測與人工色譜儀檢測在檢測結果上的一致性，從而將檢測周期控制在分鐘級別，彌補人工檢測周期長易發生意外情況的不足。

Tank oil and gas mixed gas online sampling laser detection device in floating roof

Tank oil and gas mixed gas online sampling laser detection device in floating roof, photoelectron laser detection technology belongs to the field of information technology, the present invention includes sampling box, electric control box and the host set in the control center room PC monitoring; sampling sampling inside the gas chamber, exhaust port, air return opening, micro peristaltic pump, infrared detector, control module; sampling box 4, evenly distributed and arranged in the work area of floating roof tank ventilation hole; micro peristaltic pump sampling box is connected to one end of the sampling box exhaust port; the other end is connected with the micro peristaltic pump into the gas chamber infrared detector; infrared detector chamber connected with the sampling box back to the suction port; sampling box the installation height along the air exchange dropping to the inner wall of the 1m~3m storage tank. The invention relates to automatic infrared band-pass filter consistency detection and artificial detection in the detection results on the chromatograph, which will detect minute level control in the cycle, to make up for lack of artificial long detection period of accident prone situation.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及信息
，尤其是微電子和光電
的油氣類混合氣體激光在線采樣探測實現的裝置。
技術介紹
內浮頂儲油罐是立式圓筒形金屬油罐的一種，由于其在降低油品損耗、減少火災危險性以及滿足環保要求等方面較其它形式油罐更具優勢。內浮頂把介質即罐內儲料和空氣有效隔絕，從一定程度上也降低了發生火災爆炸的危險等級，因此目前在煉化企業大量使用內浮頂罐儲裝汽油及其它易揮發性油品。但是，內浮頂儲油罐使用一段時間后，由于浮盤、運動部件、密封件磨損，儲存原料的氣相成分中具備可燃氣體的原因，導致可燃氣體氣相成分泄漏到浮盤與罐頂之間的空間中，遇有雷電或靜電感應，可以燃爆儲油罐，造成安全事故。目前解決問題的辦法是，定期對輕質油監控指標主要是C4含量、蒸汽壓、硫含量等進行采樣分析；采樣分析頻次應每罐每周不少于1次；建立可燃氣體濃度檢測制度，沒有設置氮封設施的輕質油儲罐每月檢測不少于1次，設置氮封措施的儲罐可適當延長，但至少每季度檢查1次。公有技術對輕質油采樣分析的儀器使用色譜儀，實際應用中需要一種能夠在儲油罐上在線監測油氣的裝置，要求這種裝置，是絕對安全的，當裝置感知油氣超標時，能夠立即通知值班人員，采取“注氮”或“停車檢查”等具體技術措施。即使按照上述規定操作，現場操作人員的工作強度較大，難以持久合規操作，監管人員工作也難以量化落實。并且，人工巡檢周期較長，難免在巡檢周期外，漏檢油氣超標時機，埋下安全隱患。為安全運行起見，需要對內浮頂油罐內的油氣進行在線監測。本專利技術針對現有技術的不足，提出用紅外帶通濾波器的探測技術對汽油儲罐浮盤上部氣相空間油氣進行檢測，可以采用自動化裝置設定采樣檢測周期，紅外帶通濾波器替代色譜儀將檢測周期的可控范圍由周降低到分鐘，本專利技術的技術難點在于以下：1、使用色譜儀檢測不用考慮混合油氣氣相組成，而使用紅外帶通濾波器檢測必須考慮不同氣相組成與色譜儀檢測結果的差異性，原因是紅外帶通濾波器檢測只能針對氣相組成的主要氣體進行檢測，不同的氣體所用的紅外光頻率不同，本專利技術主要針對汽油油氣氣相組分中的正丁烷和異戊烷進行紅外帶通濾波器檢測并比較檢測結果與色譜儀在相同環境下檢測結果的差異，從而做出差異補償。2、同品質汽油的油氣類氣體是混合氣體，組成成分復雜。通過本專利技術所描述的實驗裝置以汽油品質、外界空氣注入量兩個維度為依據測量汽油蒸發量，使用氣相色譜儀檢測裝置記錄氣相組成情況，根據氣相組成描繪成曲線圖，達成將紅外帶通濾波器的探測器測量的實際汽油氣相組成值曲線圖模數轉換補償修正的方法，該方法稱作油氣類混合氣體激光在線采樣探測實現的方法，用作油氣類混合氣體在線采樣探測報警裝置的核心技術。對比專利技術人于2015年申請的專利號為2015104417795專利技術創造名稱為無源激光探測儲油罐油氣濃度的方法，區別在于石油油氣和汽油油氣在激光探測方法上存在差異，石油油氣是跟溫度有關，通過色譜數據換算公式，得爆炸下限。本專利技術針對汽油油氣檢測是根據多次測量常溫狀態下色譜儀檢測數據與紅外帶通濾波器檢測數據的線性相關性制作不同種類汽油油氣檢測數據的修正曲線，從而達到自動化紅外帶通濾波器檢測與人工色譜儀檢測在檢測結果上的一致性，從而將檢測周期控制在分鐘級別，彌補人工檢測周期長易發生意外情況的不足。本專利技術涉及汽油檢測跟溫度沒有關系，因為汽油（c4~c12烴類混合物）燃燒極限下限1.1（vol%），上限5.9（vol%），是公認技術。
技術實現思路
（一）要解決的技術問題本專利技術需要用到一種油氣類混合氣體激光在線采樣探測實現的方法，該方法實現步驟是選擇不同地域，現場采集佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、實驗室汽油油樣，進行空氣量梯度場環境下，油氣組分揮發實驗，通過實驗，描繪出各種汽油，在不同儲存空氣量梯度場下，與油氣組分揮發濃度的函數關系，進而，給出常溫下不同空氣量環境下，氣相色譜儀測定氣相組分和紅外帶通濾波器的探測器測量氣相組成值的修正關系曲線，為監測儲罐浮盤上部氣相空間的汽油油氣揮發系統，提供理論及數據支撐，從而為實現對汽油儲罐浮盤上部氣相空間的油氣揮發過程的精確實時激光在線采樣監測及報警提供數據支持。油氣類混合氣體激光在線采樣探測實現的方法，其步驟包括：1）測定常溫下，汽油蒸發量和汽油油品揮發出來的油氣平衡狀態下的氣相組成情況a、測定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、實驗室汽油，常溫下，汽油蒸發量；b、測定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、實驗室汽油，常溫下，汽油油品揮發出來的油氣平衡狀態下的氣相組成情況；c、確定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、實驗室汽油，常溫下，汽油油氣的主要組分為正丁烷和異戊烷；2）測定氣相色譜儀檢測各種汽油油氣濃度曲線與紅外帶通濾波器檢測各種汽油油氣濃度曲線線性相關的數據a、結合內浮頂罐汽油儲罐的結構確定常溫下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、實驗室汽油使用氣相色譜儀測試油氣濃度的曲線；b、將紅外帶通濾波器調整到所發出紅外激光頻率被正丁烷和異戊烷吸收效果最顯著的紅外光頻率上，結合內浮頂罐汽油儲罐的結構確定常溫下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、實驗室汽油使用紅外帶通濾波器檢測正丁烷和異戊烷濃度的曲線；c、對比氣相色譜儀測試油氣濃度的曲線和使用紅外帶通濾波器檢測油氣正丁烷和異戊烷濃度的曲線，得出紅外帶通濾波器檢測各種汽油油氣的修正值；3）根據函數關系形成輸入參數為汽油油品，輸出為汽油儲罐浮盤上部氣相空間的汽油氣相組成濃度值的曲線，并將曲線數字化，通過模數補償修正紅外帶通濾波器的探測器測量的實際汽油氣相組成濃度值；通過比對預設值和紅外帶通濾波器的探測器測量的實際汽油氣相組成濃度值，當汽油儲罐浮盤上部氣相空間的可燃氣體濃度達到預設值下限的50%時觸發報警信息，預設值設定為存儲介質爆炸下限值；油氣類混合氣體激光在線采樣探測實現的方法，更為具體的詳細的步驟包括：步驟1，上述的測定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、實驗室汽油，常溫下，汽油蒸發量，包括：將可伸縮氣體存儲緩沖裝置抽真空，真空狀態下，該裝置內體積為零，即為完全扁平狀態；向儲油裝置中加入指定量的油樣；常溫下，使儲油裝置達到氣液相平衡狀態，打開緩沖裝置、儲油裝置采集閥門，向裝有汽油的儲油裝置采集閥門導管內吹入空氣，儲油裝置內汽油揮發出來的油氣經由導管進入緩沖裝置；調整實驗條件，更換油樣或改變注入的空氣氣量，控制儲油裝置內的汽油油氣總量，重復以上步驟。步驟2，上述測定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、實驗室汽油，常溫下，汽油油品揮發出來的油氣平衡狀態下的氣相組成情況，包括：待激光紅外設備即紅外帶通濾波器示數穩定后，讀取并記錄示數，同時利用具有刻度的注射器從緩沖裝置采集閥門往外抽氣，從采集閥門抽至氣體緩沖裝置重新完全扁平，因為整個裝置為全密封結構，則此時抽出的氣量即為汽油揮發產生的氣量；調整實驗條件，更換油樣或改變注入的空氣氣量，控制儲油裝置內的汽油油氣總量，重復以上步驟本文檔來自技高網...

【技術保護點】
內浮頂儲罐油氣類混合氣體在線采樣式激光探測裝置，其特征在于包括采樣箱、電控箱主機和設置在控制中心室的監控上位機；采樣箱內有采樣氣室、抽氣口、回氣口、微型蠕動氣泵、紅外探測器、采控模塊；采樣箱共4個，均勻分布安裝在工作區內浮頂油罐換氣孔旁；采樣箱內微型蠕動氣泵一端連接采樣箱抽氣口；微型蠕動氣泵另一端連接進入紅外探測器氣室；紅外探測器氣室連接采樣箱回氣口；采樣箱抽氣口安裝高度順換氣孔下探至儲氣罐內壁1m~3m；采樣箱內采控模塊共4個分別通過對應電纜連接設置在罐下的同一個電控柜；電控柜內置工控機；無線傳輸采集、放大罐上油氣數據信號傳輸至安全區中轉站；中轉站內的光電轉換模塊將電信號轉換成光信號通過光纜連接設置在安全區中控室的監控上位機；監控上位機發送開啟或關閉罐上探頭命令；采集罐附近的溫濕度信號；服務器接收來自現場電控柜的所有信息；按照預制的油氣算法結合本地溫濕度信息進行換算得出即時的油氣濃度；客戶端允許客戶設置采集周期及繪圖功能。

【技術特征摘要】
1.內浮頂儲罐油氣類混合氣體在線采樣式激光探測裝置，其特征在于包括采樣箱、電控箱主機和設置在控制中心室的監控上位機；采樣箱內有采樣氣室、抽氣口、回氣口、微型蠕動氣泵、紅外探測器、采控模塊；采樣箱共4個，均勻分布安裝在工作區內浮頂油罐換氣孔旁；采樣箱內微型蠕動氣泵一端連接采樣箱抽氣口；微型蠕動氣泵另一端連接進入紅外探測器氣室；紅外探測器氣室連接采樣箱回氣口；采樣箱抽氣口安裝高度順換氣孔下探至儲氣罐內壁1m~3m；采樣箱內采控模塊共4個分別通過對應電纜連接設置在罐下的同一個電控柜；電控柜內置工控機；無線傳輸采集、放大罐上油氣數據信號傳輸至安全區中轉站；中轉站內的光電轉換模塊將電信號轉換成光信號通過光纜連接設置在安全區中控室的監控上位機；監控上位機發送開啟或關閉罐上探頭命令；采集罐附近的溫濕度信號；服務器接收來自現場電控柜的所有信息；按照預制的油氣算法結合本地溫濕度信息進行換算得出即時的油氣濃度；客戶端允許客戶設置采集周期及繪圖功能。2.根據權利要求1所述的內浮頂儲罐油氣類混合氣體在線采樣式激光探測裝置，其特征在于具體實現步驟包括：1）油氣采樣，將采控電信號發出，控制抽氣口從內浮頂罐通氣孔取氣，罐內油氣經過抽氣口傳送到油氣探測器氣室；2）紅外光譜信息獲取，紅外帶通濾波器的探測器，紅外吸收氣體探測，氣體吸收譜分析光源，波長掃描氣體的整個吸收峰；3）接收油氣探測器氣室內的油氣，得到目標激光信號；4）分析目標激光信號的光譜，根據目標激光信號的光譜變化，得出氣體吸收峰值處的信號大小，獲取油氣濃度初級電信號；5）采控模塊輸入現場采集的油氣濃度信號，油氣濃度初級電信號變成光信號，經現場電控柜，傳送至中控室服務器；6）分析對比數據庫濃度修正曲線，經過數據處理，顯示控制將現場油氣濃度實時顯示于顯示屏；7）并在判定有汽油油氣氣體泄漏的情況下，油氣濃度超出預設定的報警閾值時，監控服務器進行預...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張揚，胡馨月，
申請(專利權)人：北京航星網訊技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11