储油罐精密油水界界面分析仪.ppt
1,储油罐精密油水界面高度仪,概述：本仪器专为集输站内各储油罐内水面的检测所设计的仪器。解决以往其他仪器受罐内物或自然分界面不明显而影响检测精度的瓶颈。特别是采用本仪器得到的精确检测值而带来的原油的精确计量，为上级站油产量的评估提供了指导性数据，能为用户节省可观生产成本及费用,2,原理：光纤光栅原理 光纤光栅是近年来问世的一种特殊形式的光纤芯内波导型光栅，它具有极为丰富的频谱特性，在光纤传感、光纤通信等高新技术领域已经展示出极为重要的应用。特别是在用于光纤传感时，由于其传感机构（光栅）在光纤内部，且它属于波长编码类型，不同于普通光纤传感的强度型，因而具有其他技术无法与之相比的一系列优异特性，如防爆、抗电干扰、抗辐射、抗腐蚀、耐高温、寿命长、可防光强变化对测量结果的影响、体积小、重量轻、灵活方便，特别能在恶劣环境下使用。光纤光栅传感器可集信息的传感与信息的传输于一体，它极易促成光纤系统的全光纤化、微型化、集成化以及网络化等等，因此光纤光栅传感技术一经提出，便很快受到青睐，并作为一门新兴传感技术迅猛崛起。,3,在传感技术中，有慢变化的静态传感物理量和快变化的动态传感物理量之分，其传感解调方法也就有静态解调和动态解调之分。布喇格光纤光栅布喇格光纤光栅的基本结构如图31所示。它是利用光纤材料的光折变效应，用紫外激光向光纤纤芯内由侧面写入,形成折射率周期变化的光栅结构，这种光栅称之为布喇格（Bragg）光纤光栅。这种折射率周期变化的光纤光栅满足下面相位匹配条件时，入射光将被反射：，式中 B 为光栅中心波长，为光栅周期，为光纤材料的有效折射率。,4,5,其峰值反射率Rm 为:图32 显示了两条不同反射率的布喇格光纤光栅反射谱图33为实际的一个布喇格光纤光栅反射谱和透射谱。,图2 曲线,图32,图33,6,是温度T和轴向应变的函数，因此布喇格波长的相对变化量可以写成：/0=(+)T+（1Pe）很多物理量（温度、压力、形变、位移、电流、电压、振动、速度、加速度、流量等等）可以引起光纤光栅波长的变化，所以应用光纤光栅可以制造出不同用途的传感头，测量光栅波长的变化就可以计算出待测物理量的变化。,7,油水界面,水,水,油,过渡层,6,2,3,1,4,5,解决方案（如图）,油罐,8,本仪器由5部分组：1.高精度电子测长仪（用来测出俘虏模块所在竖直位置）2.光纤光栅测力仪（用来区分油-过渡层-水之间的界面突变情况）3.浮力检测模块4.光纤光栅拉力解调仪5.专用长寿命光缆6.吊缆本仪器采用浮力原理平时将浮力检测模块3置于油罐底部且处于静止状态。当需要测量水面高度时由电子测长仪1将吊缆6缓缓收起。吊缆6同时将浮力检测模块3及光纤光栅测力仪2一同拉起，此时若浮力模块3一直处于水平，则光纤光栅测力仪给出的检测值为一定值F，当模块3越过水-过渡层界面而进入过渡层时，测力仪2中将检测出力的变化而给出另一定值F1，此时解调仪4将记下测长仪1此时的示值L。可方便推算出水面高度。同理，还可测出油-过渡层之间液面高度及油面高度（当油罐不满时）。下图为本仪器检测全过程的拉力-高度示意图,9,由图可知：水面高1米，过渡层为0.4米油层宽1.6米。本方案优点：一.高精度：其它同类仪器由于传感器长期置于罐中的各层之间静止不动，使得仪器开始时还可用，但时间一长，因罐内传感器的污染，造成测量值极不准确，有些仪器误差已过米，根本不可再用。本仪器使用浮力原理，浮力比例与传感器体积无关，并且每次测量后都有清污机清理吊缆一次。使的测量精确度大幅度提高，可达毫米量级二.高稳定性：因各油罐中联有高压电场，故一般的电传感器放入罐中后要采用大量抗相互干扰措施。尽管如此，也不能完全消除干扰。这一定给检测传感器的稳定性带来影响。使得数据不稳定。本仪器油罐中采用完全无电学器件的无源设计，不受任何交直流电磁干扰的影响测量信号极为稳定。特别要提出的是，本光纤光栅传感器对罐内电场分布无任何影响，对罐内生产过程无任何影响，亦不应心其他物理量分布情况。三：超长寿命：由于以往的电传感器都是有源传感器，在向罐中进行安装时，或多或少会将一些微弱电流引入罐内，由其造成的电化学腐蚀不容忽视。由于电化学腐蚀的存在，使得传感器的寿命大打折扣。故要定期更换传感器。给后期仪器维护带来费用增加。本仪器无源光纤光栅传感器设计理念，使得其使用寿命大大增加，又因为本传感器本质绝缘。使得其寿命接近半永久性（5年以上免维护），大大节省了后期维护费用。四：四：多台联用节省费用，本仪器一台解调仪可解调多个（5-10个）光纤光栅传感器，若多台联动可将组装成本降至很低，便于大量推广。我天津朗辰科技有限公司愿为油田数字化和智能化建设做出贡献。,10,F（牛顿),L（米）,0,1,2,3,11,仪器报价：一、传感器部分：光纤光栅拉力传感器 2000元/只（自产）二：测长仪部分：20000元/台（主件日产）高精度长度测量仪三：光纤光栅解调仪 118000元/台四：其它（电缆、吊缆、计算机、软件、浮力模块等）10000元/套 大庆君旭石油设备有限公司,
