CN104807600B - 一种双层油罐泄漏检测光纤组合传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层油罐泄漏检测光纤组合传感器，包括第一、第二光源、传光光纤、传感器头和第一、第二光探测器，所述第一、第二光源与第一、第二光探测器集成在处理电路上，所述传光光纤由连接在第一光源与传感器头之间的第一入射光纤、连接在第二光源与传感器头之间的第二入射光纤、连接在传感器头与第一光探测器之间的第一出射光纤以及连接在传感器头与第二光探测器之间的第二出射光纤构成；所述传感器头包括具有相互独立的第一腔体和第二腔体的传感器壳体，密度小于汽油最低密度的第一浮球以及密度大于柴油最大密度且小于水密度的第二浮球。其能区分内、外罐泄漏，给维修人员以准确的提醒，同时提高检测安全性。

Description

一种双层油罐泄漏检测光纤组合传感器

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体涉及一种双层油罐泄漏检测光纤组合传感器。

背景技术

目前，国家正在大力推动双层油罐在加油站的使用。双层油罐由内罐及包覆于内罐之外的外罐构成，内、外罐之间形成贯通的空隙（即中间夹层），有泄漏检测管与中间夹层连通，通过设置在泄漏检测管底部的传感器检测双层油罐是否出现泄漏，以降低环境污染风险。

CN203975644U公开了一种防泄漏双层油罐，其描述了在内罐与外罐之间的中间夹层相连通的泄漏检测管内设有传感器，油罐本体内部产生泄漏后，传感器能够感应泄漏流向流量并产生蜂鸣报警。这种检测存在两个问题：（1）传感器采用电子式传感器，电子式传感器直接安装在泄漏检测管底部（中间夹层内），当出现油料泄漏时，存在引发爆炸的风险。（2）一般内罐泄漏或者内、外罐都泄漏时需要更换双层油罐，而如果只是外罐一部分渗漏，则可只维修外罐而不需要更换双层油罐；然而，上述传感器只能检测泄漏是否存在，不能区分是内罐泄漏还是外罐泄漏或者内、外罐都泄漏，不能给维修人员以准确的报警提醒。

发明内容

本发明的目的是提供一种双层油罐泄漏检测光纤组合传感器，以区分内、外罐泄漏，给维修人员以准确的提醒，同时提高检测安全性。

本发明所述的双层油罐泄漏检测光纤组合传感器，包括第一、第二光源、传光光纤、传感器头和第一、第二光探测器，所述第一、第二光源与第一、第二光探测器集成在处理电路上，所述传光光纤由连接在第一光源与传感器头之间的第一入射光纤、连接在第二光源与传感器头之间的第二入射光纤、连接在传感器头与第一光探测器之间的第一出射光纤以及连接在传感器头与第二光探测器之间的第二出射光纤构成；所述传感器头包括具有相互独立的第一腔体和第二腔体的传感器壳体，密度小于汽油最低密度的第一浮球以及密度大于柴油最大密度且小于水密度的第二浮球。所述第一入射光纤的下部与第一出射光纤的下部通过第一光纤固定件间隔安装在第一腔体的上部，所述第一浮球位于第一腔体内，所述第一腔体底部对应于第一浮球正下方开设有第一进液孔，所述第一光纤固定件底部对应于第一浮球正上方开设有第一圆形沉孔，所述第一入射光纤与第一出射光纤关于第一圆形沉孔的轴线对称，且第一入射光纤射出的光经第一圆形沉孔在上浮的第一浮球表面反射后能够经第一圆形沉孔入射到第一出射光纤内。所述第二入射光纤的下部与第二出射光纤的下部通过第二光纤固定件间隔安装在第二腔体的上部，所述第二浮球位于第二腔体内，所述第二腔体底部对应于第二浮球正下方开设有第二进液孔，所述第二光纤固定件底部对应于第二浮球正上方开设有第二圆形沉孔，所述第二入射光纤与第二出射光纤关于第二圆形沉孔的轴线对称，且第二入射光纤射出的光经第二圆形沉孔在上浮的第二浮球表面反射后能够经第二圆形沉孔入射到第二出射光纤内。

所述第一腔体的侧壁与第一光纤固定件的下边沿等高处开设有第一排气孔，所述第二腔体的侧壁与第二光纤固定件的下边沿等高处开设有第二排气孔。

所述第一入射光纤的延长线与第一出射光纤的延长线相交，且交点落在上浮到与第一圆形沉孔的下边沿相切时的第一浮球的球面最高点上；所述第二入射光纤的延长线与第二出射光纤的延长线相交，且交点落在上浮到与第二圆形沉孔的下边沿相切时的第二浮球的球面最高点上。

其区分方式如下：

如果第一、第二浮球不上浮，第一、第二光探测器都未探测到光信号，则表明双层油罐的内、外罐都不存在泄漏。如果第一浮球上浮，第二浮球不上浮，第一光探测器探测到光信号，第二光探测器未探测到光信号，则表明双层油罐的内罐泄漏，需要维修人员更换双层油罐。如果第一、第二浮球均上浮，第一、第二光探测器均探测到光信号，则表明双层油罐的外罐存在泄漏，而双层油罐的内罐是否存在泄漏则需要等维修人员维修好外罐后，过一段时间再判断，如果再判断时，第一、第二光探测器都未探测到光信号，则表明双层油罐的内罐不存在泄漏；如果再判断时，第一光探测器探测到光信号、第二光探测器未探测到光信号，则表明双层油罐的内罐也存在泄漏，需要维修人员更换双层油罐。

本发明与现有技术相比具有如下效果：

（1）其能区分内罐泄漏、外罐泄漏或者内、外罐同时泄漏，给维修人员以准确的提醒，在内罐泄漏和内、外罐同时泄漏时，更换双层油罐；在只有外罐泄漏时，维修外罐，不更换双层油罐，节约了维修成本。

（2）传感器头没有电信号，泄漏的检测、信号的传输均采用光信号，大大提高了检测安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的使用状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图1、图2所示的双层油罐泄漏检测光纤组合传感器，包括第一、第二光源、传光光纤、传感器头和第一、第二光探测器，第一、第二光源与第一、第二光探测器集成在处理电路10上，第一、第二光源可采用发光二极管，第一、第二光探测器可采用光敏二极管。传光光纤由连接在第一光源与传感器头之间的第一入射光纤1、连接在第二光源与传感器头之间的第二入射光纤3、连接在传感器头与第一光探测器之间的第一出射光纤2以及连接在传感器头与第二光探测器之间的第二出射光纤4构成；传感器头包括具有相互独立的第一腔体51和第二腔体52的传感器壳体5，密度小于汽油最低密度的第一浮球6以及密度大于柴油最大密度且小于水密度的第二浮球7。

第一入射光纤1的下部与第一出射光纤2的下部通过第一光纤固定件8间隔安装在第一腔体51的上部，第一浮球6位于第一腔体51内，第一腔体51底部对应于第一浮球6正下方开设有第一进液孔511，第一腔体51的侧壁与第一光纤固定件8的下边沿等高处开设有第一排气孔512，第一光纤固定件8底部对应于第一浮球6正上方开设有第一圆形沉孔81，第一入射光纤1与第一出射光纤2关于第一圆形沉孔81的轴线对称，第一入射光纤1的延长线与第一出射光纤2的延长线相交，且交点落在上浮到与第一圆形沉孔81的下边沿相切时的第一浮球6的球面最高点上，第一入射光纤1射出的光经第一圆形沉孔81在上浮的第一浮球6表面反射后能够经第一圆形沉孔81入射到第一出射光纤2内。

第二入射光纤3的下部与第二出射光纤4的下部通过第二光纤固定件9间隔安装在第二腔体52的上部，第二浮球7位于第二腔体52内，第二腔体52底部对应于第二浮球7正下方开设有第二进液孔521，第二腔体52的侧壁与第二光纤固定件9的下边沿等高处开设有第二排气孔522，第二光纤固定件9底部对应于第二浮球7正上方开设有第二圆形沉孔91，第二入射光纤3与第二出射光纤4关于第二圆形沉孔91的轴线对称，第二入射光纤3的延长线与第二出射光纤4的延长线相交，且交点落在上浮到与第二圆形沉孔91的下边沿相切时的第二浮球7的球面最高点上，第二入射光纤3射出的光经第二圆形沉孔91在上浮的第二浮球7表面反射后能够经第二圆形沉孔91入射到第二出射光纤4内。

如图2所示，在使用时，将上述光纤组合传感器的传感器头放在与中间夹层连通的泄漏检测管13底部，传光光纤通过泄漏检测管13伸出泄漏检测井14，与处理电路10上的第一、第二光源以及第一、第二光探测器连接。

其工作原理如下：

如果双层油罐的内罐11、外罐12都不存在泄漏，则没有液体（油和/或水）进入中间夹层及泄漏检测管13，没有液体进入传感器壳体5的第一、第二腔体内，第一、第二浮球不上浮，第一光源发出的光射入第一入射光纤1，从第一入射光纤1射出的光在第一圆形沉孔81和第一腔体51内被散射损失掉，第一出射光纤2内没有光射入，第一光探测器不会探测到光信号，第二光源发出的光射入第二入射光纤3，从第二入射光纤3射出的光在第二圆形沉孔91和第二腔体52内被散射损失掉，第二出射光纤4内没有光射入，第二光探测器不会探测到光信号。

如果只是双层油罐的内罐11泄漏，则油液泄漏进入中间夹层，并通过第一进液孔511进入传感器壳体5的第一腔体51内，通过第二进液孔521进入传感器壳体5的第二腔体52内，第一浮球6上浮，第二浮球7不上浮，第一光源发出的光射入第一入射光纤1，从第一入射光纤1射出的光在第一浮球6上被反射后进入第一出射光纤2内，并从第一出射光纤2射出，第一光探测器探测到光信号，第二光源发出的光射入第二入射光纤3，从第二入射光纤3射出的光在第二圆形沉孔91和第二腔体52内被散射损失掉，第二出射光纤4内没有光射入，第二光探测器不会探测到光信号。此种情况下，维修人员需更换双层油罐。

如果只是双层油罐的外罐12泄漏，则水渗透进入中间夹层，并通过第一进液孔511进入传感器壳体5的第一腔体51内，通过第二进液孔521进入传感器壳体5的第二腔体52内，第一、第二浮球都上浮，第一光源发出的光射入第一入射光纤1，从第一入射光纤1射出的光在第一浮球6上被反射后进入第一出射光纤2内，并从第一出射光纤2射出，第一光探测器探测到光信号，第二光源发出的光射入第二入射光纤3，从第二入射光纤3射出的光在第二浮球7上被反射后进入第二出射光纤4内，并从第二出射光纤4射出，第二光探测器探测到光信号。此种情况下，维修人员先维修好外罐12（排除了中间夹层中的水后），过一段时间（比如几个小时后）再判断，再判断时，第一、第二光探测器都不会探测到光信号。

如果双层油罐的内罐11和外罐12都泄漏，则水和油液都泄漏进入中间夹层，并通过第一进液孔511进入传感器壳体5的第一腔体51内，通过第二进液孔521进入传感器壳体5的第二腔体52内，第一、第二浮球都上浮，第一光源发出的光射入第一入射光纤1，从第一入射光纤1射出的光在第一浮球6上被反射后进入第一出射光纤2内，并从第一出射光纤2射出，第一光探测器探测到光信号，第二光源发出的光射入第二入射光纤3，从第二入射光纤3射出的光在第二浮球7上被反射后进入第二出射光纤4内，并从第二出射光纤4射出，第二光探测器探测到光信号。此种情况下，维修人员先维修好外罐12（排除了中间夹层中的水和油液），过一段时间（比如几个小时后）再判断，再判断时，第一光探测器探测到光信号，第二光探测器不会探测到光信号。

Claims (3)

1.一种双层油罐泄漏检测光纤组合传感器，包括第一、第二光源、传光光纤、传感器头和第一、第二光探测器，所述第一、第二光源与第一、第二光探测器集成在处理电路（10）上，其特征在于：所述传光光纤由连接在第一光源与传感器头之间的第一入射光纤（1）、连接在第二光源与传感器头之间的第二入射光纤（3）、连接在传感器头与第一光探测器之间的第一出射光纤（2）以及连接在传感器头与第二光探测器之间的第二出射光纤（4）构成；所述传感器头包括具有相互独立的第一腔体（51）和第二腔体（52）的传感器壳体（5），密度小于汽油最低密度的第一浮球（6）以及密度大于柴油最大密度且小于水密度的第二浮球（7）；

所述第一入射光纤（1）的下部与第一出射光纤（2）的下部通过第一光纤固定件（8）间隔安装在第一腔体（51）的上部，所述第一浮球（6）位于第一腔体内，所述第一腔体底部对应于第一浮球正下方开设有第一进液孔（511），所述第一光纤固定件底部对应于第一浮球正上方开设有第一圆形沉孔（81），所述第一入射光纤与第一出射光纤关于第一圆形沉孔的轴线对称，且第一入射光纤射出的光经第一圆形沉孔在上浮的第一浮球表面反射后能够经第一圆形沉孔入射到第一出射光纤内；

所述第二入射光纤（3）的下部与第二出射光纤（4）的下部通过第二光纤固定件（9）间隔安装在第二腔体（52）的上部，所述第二浮球（7）位于第二腔体内，所述第二腔体底部对应于第二浮球正下方开设有第二进液孔（521），所述第二光纤固定件底部对应于第二浮球正上方开设有第二圆形沉孔（91），所述第二入射光纤与第二出射光纤关于第二圆形沉孔的轴线对称，且第二入射光纤射出的光经第二圆形沉孔在上浮的第二浮球表面反射后能够经第二圆形沉孔入射到第二出射光纤内。

2.根据权利要求1所述的双层油罐泄漏检测光纤组合传感器，其特征在于：所述第一腔体（51）的侧壁与第一光纤固定件（8）的下边沿等高处开设有第一排气孔（512），所述第二腔体（52）的侧壁与第二光纤固定件（9）的下边沿等高处开设有第二排气孔（522）。

3.根据权利要求1或2所述的双层油罐泄漏检测光纤组合传感器，其特征在于：

所述第一入射光纤（1）的延长线与第一出射光纤（2）的延长线相交，且交点落在上浮到与第一圆形沉孔（81）的下边沿相切时的第一浮球（6）的球面最高点上；所述第二入射光纤（3）的延长线与第二出射光纤（4）的延长线相交，且交点落在上浮到与第二圆形沉孔（91）的下边沿相切时的第二浮球（7）的球面最高点上。