CN101487761A

CN101487761A - 油品储罐底板泄漏监测方法

Info

Publication number: CN101487761A
Application number: CNA2008100101562A
Authority: CN
Inventors: 台闯; 李春树; 郑丽群; 李涛; 杨永宽; 高丽岩; 张培俊
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Institute of Metal Research of CAS
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Institute of Metal Research of CAS
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2009-07-22

Abstract

本发明涉及一种油品储罐底板泄漏监测方法，包括以下步骤：在油品储罐底板下方安装油品储罐底板泄漏报警检测装置；给上述油品储罐底板泄漏报警检测装置上电并进行初始化操作；根据电场感应原理，利用电场成像技术采集电压数据并传输；当上述电压变化量大于设定值时，发出油品储罐底板泄漏报警信号，并显示报警位置、记录报警数据及时间；返回采集现场数据并传输步骤，循环进行；当检测装置掉电时，检测过程结束。本发明方法测量精度高、响应速度快，方法简单，易实现，抗干扰能力强，且具有自检功能，使用寿命长应用领域广等特点。

Description

油品储罐底板泄漏监测方法

技术领域

本发明涉及一种设备因腐蚀而导致泄漏的数据采集技术，具体地说是一种油品储罐底板泄漏监测方法。

背景技术

近几年来，随着国内外市场对原油需求量的不断增加，炼油企业对原油及成品油储运安全的要求不断提高，与之相关的储油罐泄漏探测和防泄漏技术得到了广泛应用，已有原油加工及储运企业采用双层罐底结构来减少油品泄漏及对环境的污染，并安装相应的检测设备来检测油品泄漏点，但罐底检测设备存在体积大、结构复杂、灵敏度低的缺点。因此研究新一代罐底检测技术、开发相关检漏传感器是新时期本技术领域对储油罐泄漏探测技术提出的更高要求。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明解决的技术问题是提供一种测量精度高、响应速度快、维护简单的油品储罐底板泄漏监测方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

包括以下步骤：

在油品储罐底板下方安装油品储罐底板泄漏报警检测装置；

给上述油品储罐底板泄漏报警检测装置上电并进行初始化操作；

根据电场感应原理，利用电场成像技术采集电压数据并传输；

当上述电压变化量大于设定值时，发出油品储罐底板泄漏报警信号，

并显示报警位置、记录报警数据及时间；

返回采集现场数据并传输步骤，循环进行；

当检测装置掉电时，检测过程结束。

本发明还具有以下步骤：当上述电压变化量不大于设定值时，放弃数据，不做记录；返回采集电压变化量并传输步骤，循环进行；当检测装置掉电时，检测过程结束。

所述初始化操作包括：设定油品储罐底板泄漏报警检测装置通讯地址编号，其与油品储罐底板泄漏报警检测装置在油品储罐下方的安装位置一一对应；设定泄漏报警参考值；设定数据采样时间间隔。

本发明还具有装置环境温度检测步骤，具体包括：

给上述油品储罐底板泄漏报警检测装置上电并进行初始化操作；采集现场环境温度数据并传输；当上述温度数据在设定范围内时，显示正常温度数据；返回采集现场环境温度数据并传输步骤，循环进行；当检测装置掉电时，检测过程结束。

当上述温度数据不在设定范围内时，显示异常温度数据，并记录报警温度值及报警时间；当检测装置掉电时，检测过程结束。

所述采集电压数据包括以下步骤：

在油品储罐底板泄漏报警检测装置的金属试片上建立低频电场；采集没有油品泄漏时低频电场场强所对应的电压值；经多次采集，当电压值数值稳定后，将该电压值设定为电压参考值；按照采样间隔时间继续采集电场反馈电压。

本发明具有如下有益效果：

1.测量精度高、响应速度快。本发明方法采用电场感应原理并结合相应的电子芯片形成检测仪，能够快速精确地确定油品储罐的泄漏位置及时间，精度及灵敏度高，响应速度快，能够有效减少油品泄漏带来的经济损失及环境污染；

2.方法简单，易实现。本发明方法可以很方便地在试片上建立低频交流电场，电场信号的建立及反馈信号的采集共用一个通道来实现；简单、可操作性强；根据此方法设计的试片结构简单，不需维护；

3.抗干扰能力强。本发明方法采用交流正弦波在试片上形成交流电场，可有效防止工频干扰及噪声耦合；

4.具有自检功能，使用寿命长。本发明方法通过温度检测步骤来实现系统的自检功能，可以间接判断采用该方法的装置的运行状态。

5.应用领域广。本发明方法不仅适用于石化、石油行业的常压储罐底板泄漏的检测，而且还可以应用于其他所有具有流动介质泄漏的设备中。

附图说明

图1、2为本发明电场成像技术测量原理图(一)、(二)；

图3为应用本发明方法的系统电气原理框图；

图4为应用本发明方法的系统电气原理图；

图5为应用本发明方法的系统中检测装置的结构示意图；

图6为本发明监测方法流程图；

图7为本发明监测方法中的温度检测流程图；

图8为本发明方法在油品储罐底板下方多通道在线监测点分布示意图；

图9为应用本发明方法的系统在一个实施例中的安装层面图。

具体实施方式

如图8、9所示，本发明方法通过油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统实现，采用26个报警检测装置(地址编号为A01～A26)，安装于油品储罐底板下方的沥青砂层中，在油品储罐底板所履盖的范围内均匀布置，也可以按实际情况，选择布置于易泄漏的底板对应的区域，对每个报警检测装置进行地址编码以确定通讯地址编号，通过RS485总线经过防爆安全栅12及RS485/232转换单元13与上位监控计算机14进行通讯连接。

如图3、4所示，本该系统由报警检测装置及上位监控计算机14组成，其中报警检测装置包括检测电路6及与检测电路6相连的试片5，检测电路6包括控制及信号处理单元U1、信号发生单元U8及数据传输单元U7，控制及信号处理单元U1的检测信号输入端AIN0与信号发生单元U8的输出管脚LEVEL相连，信号发生单元U8的输入端E1～E9中的任何一个管脚(本实施例为E7)通过隔直电容C31接有1个试片5，信号发生单元U8的上述输入端(本实施例为E7)同时作为电场信号的输出端，在试片5上建立低频电场；控制及信号处理单元U1的控制信号与信号发生单元U8的控制输入端A～D、DIS_SHIELD相连；控制及信号处理单元U1的通讯控制端RX0、TX0、DE经光电耦合电路及数据传输单元U7接至上位监控计算机14。

所述检测电路6还具有用于确定通讯地址编号的拨码开关J3，其输出端接至控制及信号处理单元U1的数字量输入端P1.0～P1.3、P3.0～P3.3，以实现对每个报警检测装置的地址编码；所述检测电路6还具有程序下载接口J2，其输出端与控制及信号处理单元U1的测试接口TMS、TCK、TDI、TDO相连，实现在线编程、调试及程序下载。

所述每个检测电路6可以接一个试片5，也可以同时接有多个，通过对信号发生单元U8的控制输入端A～D进行编程来选择检测通道，只要其传输距离及外部干扰不影响其检测信号的质量即可。本发明只选择一个单独的电极引脚，所有其他电极引脚通过信号发生单元U8内部的开关连接到地线引脚上。

如图5所示，所述报警检测装置具有壳体4，其由中间板3分成上、下两个空腔，检测电路6安装上部空腔内，试片5水平设于下部空腔中，通过金属支架8与检测电路6中的信号发生单元U8相连；检测电路6中的数据传输单元U7通过壳体4上的导线孔接至设于安全区的防爆安全栅12；所述壳体4的底盖1及保护罩2的侧面底部均设有导流孔9，使油介质从导流孔9进入试片5所形成的电场中。

所述壳体4外部还设有保护罩2以保护报警检测装置不受基础沉降或油罐底板张力导致变形的影响，保护罩2与壳体4导线孔的相应位置设有导线引出孔。在壳体4导线孔处安装有密封防水接头，以免包括油、水或蒸汽进入报警检测装置内部。所述壳体4或保护罩2采用可耐腐蚀、耐高温的聚四氟材料。

如图1、2所示，本发明方法根据电场感应原理，利用电场成像技术采集电压数据并传输，通过信号发生单元U8的电场信号的输出端(也即输入端E7)输出低频正弦波(频率可通过外部电阻调节，本实施例将频率优化至125KHz，5V_P-P)，驱动电极(即试片5)建立低频电场，该试片5做为电场中的一个电极，其他电极则利用信号发生单元U8内部的开关连接到地线引脚上而形成一个完整的回路来实现；当有油品进入试片5形成的电场中时，通过检测场强变化所对应的直流电压值来反映泄漏情况。正弦波具有较低的谐波，可以减少干扰。对于适合的电场系统，集成电场成像器件提供支持电路，便于构建双芯片电场系统。系统施加的信号为交流小信号，输出为直流信号。

如图6所示，本发明油品储罐底板泄漏监测方法具体步骤如下：

在油品储罐底板下方安装报警检测装置；

给油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统上电并进行初始化操作，包括设定报警检测装置通讯地址编号，其与报警检测装置在油品储罐下方的安装位置一一对应；设定泄漏报警参考值；设定数据采样时间间隔；

根据电场感应原理，利用电场成像技术采集电压数据并传输，即采集没有油品泄漏时低频电场场强所对应的电压值；经多次采集，当电压值数值稳定后，将该电压值设定为电压参考值U₀；按照采样间隔时间继续采集电场反馈电压U_t。当上述电压变化量大于设定值时即U_t-U₀>A(A为泄漏报警参考值)时，由上位监控计算机产生油品储罐底板泄漏报警信号，并显示报警位置、记录报警数据及时间；

返回采集现场数据并传输步骤，循环进行检测；

当检测系统掉电时，检测过程结束。

当上述电压变化量不大于设定值时，放弃数据，不做记录；

返回采集电压变化量并传输步骤，循环进行；

当检测装置掉电时，检测过程结束。

如图7所示，本发明方法还具有温度检测步骤：

给上述报警检测装置上电并进行初始化操作；

采集现场环境温度数据并传输；

当上述温度数据在设定范围内时，即在温度下限T_A与温度上限T_B之间，则显示正常温度数据；

返回采集现场环境温度数据并传输步骤，循环进行；

当检测装置掉电时，检测过程结束；

当上述温度数据不在设定范围内时，显示异常温度数据，并记录报警温度值及报警时间；

当检测装置掉电时，检测过程结束。

上述温度检测是由集成在控制及信号处理单元U1中的温度传感器实现的，通过RS232/485接口编程来读取温度数据；设置温度检测步骤的目的不仅在于检测报警检测装置所处现场环境的温度变化情况，更重要的是通过温度变化情况反映报警检测装置的运行情况，如果温度变化明显不正常，则可以间接判断该报警检测装置的内部单元出现工作异常情况，如果温度变化高出设定范围，通过报警提示，系统需要停机维护。

Claims

1.一种油品储罐底板泄漏监测方法，其特征在于包括以下步骤：

在油品储罐底板下方安装油品储罐底板泄漏报警检测装置；

并显示报警位置、记录报警数据及时间；

返回采集现场数据并传输步骤，循环进行；

当检测装置掉电时，检测过程结束。

2.根据权利要求1所述油品储罐底板泄漏检测方法，其特征在于：

当上述电压变化量不大于设定值时，放弃数据，不做记录；

返回采集电压变化量并传输步骤，循环进行；

当检测装置掉电时，检测过程结束。

3.根据权利要求1所述油品储罐底板泄漏检测方法，其特征在于：所述初始化操作包括：设定油品储罐底板泄漏报警检测装置通讯地址编号，其与油品储罐底板泄漏报警检测装置在油品储罐下方的安装位置一一对应；设定泄漏报警参考值；设定数据采样时间间隔。

4.根据权利要求1所述油品储罐底板泄漏检测方法，其特征在于还具有装置环境温度检测步骤，具体包括：

采集现场环境温度数据并传输；

当上述温度数据在设定范围内时，显示正常温度数据；

返回采集现场环境温度数据并传输步骤，循环进行；

当检测装置掉电时，检测过程结束。

5.根据权利要求4所述油品储罐底板泄漏检测方法，其特征在于：

当上述温度数据不在设定范围内时，显示异常温度数据，并记录报警

温度值及报警时间；

当检测装置掉电时，检测过程结束。

6.根据权利要求1所述油品储罐底板泄漏检测方法，其特征在于所述采集电压数据包括以下步骤：

在油品储罐底板泄漏报警检测装置的金属试片上建立低频电场；

采集没有油品泄漏时低频电场场强所对应的电压值；

经多次采集，当电压值数值稳定后，将该电压值设定为电压参考值(U₀)；按照采样间隔时间继续采集电场反馈电压(U_t)。