CN107588826A - 混油界面检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混油界面检测设备，该混油界面检测设备包括采集装置以及上位机；所述采集装置用于获取待检测介质的介电常数信息、所述待检测介质的红外线透射能量损耗信息、所述待检测介质的超声波传播速度信息中的至少两种信息；所述上位机用于根据所述至少两种信息确定所述待检测介质中不同油品的混合比例信息。本发明提供的混油界面检测设备，通过采集装置获取待检测介质的介电常数信息、红外线透射能量损耗信息、超声波传播速度信息中的至少两种信息，上位机可以根据至少两种信息确定该待检测介质中不同油品的混合比例信息，相比现有技术，本发明可以提高区分混油界面的能力。
Description
技术领域
本发明涉及油气运输工程技术领域，具体涉及一种混油界面检测设备。
背景技术
目前，在石油、石化和长输管道行业中，主要采用振动式密度计测量介质密度的方法来区分混油界面，但是测量同种油品(如93号汽油和97号汽油)混油界面时，由于同种油品密度差异很小，所以密度计就不能够达到区分混油界面的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混油界面检测设备，可以提高区分混油界面的能力。
为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种混油界面检测设备，包括采集装置以及上位机；
所述采集装置用于获取待检测介质的介电常数信息、所述待检测介质的红外线透射能量损耗信息、所述待检测介质的超声波传播速度信息中的至少两种信息；
所述上位机用于根据所述至少两种信息确定所述待检测介质中不同油品的混合比例信息。
优选地，所述采集装置包括传感器模块以及与所述传感器模块相连的信号采集处理模块；
所述传感器模块包括介电常数传感器、红外透射能量传感器、超声波传感器中的至少两种；
所述信号采集处理模块包括与所述传感器模块相连的信号采集电路、与所述信号采集电路相连的信号放大电路、与所述信号放大电路相连的信号整形电路以及与所述信号整形电路相连的模数转换电路。
优选地，所述信号采集处理模块还包括抗电磁干扰电路和保护电路；
所述模数转换电路与所述抗电磁干扰电路相连，所述保护电路与所述抗电磁干扰电路相连。
优选地，所述采集装置还包括用于以旁通方式安装在输油管道上的连接管道；
所述连接管道包括测量腔体，所述传感器模块位于所述测量腔体内，且所述传感器模块外部设有保护套，所述保护套上设有过油孔。
优选地，所述采集装置还包括用于与所述上位机通讯的通讯模块。
优选地，所述通讯模块包括以下的至少一种：
WIFI模块、2G通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块。
优选地，所述采集装置还包括太阳能电池。
优选地，所述采集装置还包括可编程逻辑控制器PLC以及显示模块；
所述可编程逻辑控制器PLC与所述信号采集处理模块相连，所述显示模块与所述可编程逻辑控制器PLC相连，所述显示模块用于显示所述至少两种信息。
优选地，所述上位机采用以下方式确定所述待检测介质中不同油品的混合比例：
所述上位机计算所述至少两种信息中每一种信息在预设时间内的变化量；
所述上位机将所述至少两种信息中每一种信息在预设时间内的变化量乘以预设权重之后求和，得到所述待检测介质的特性变化参考值；
所述上位机根据所述待检测介质的特性变化参考值确定所述待检测介质中不同油品的混合比例信息，其中，所述上位机中预存有所述特性变化参考值与所述混合比例信息之间的对应关系。
优选地，所述传感器模块还包括用于获取所述待检测介质的温度信息的温度传感器和/或用于获取所述待检测介质的压力信息的压力传感器；
其中，所述上位机还根据所述待检测介质的温度信息和/或所述待检测介质的压力信息确定所述待检测介质中不同油品的混合比例信息，所述上位机中预存有不同温度信息和/或不同压力信息情况下，所述特性变化参考值与所述混合比例信息之间的对应关系。
本发明提供的混油界面检测设备，通过采集装置获取待检测介质的介电常数信息、红外线透射能量损耗信息、超声波传播速度信息中的至少两种信息，上位机可以根据至少两种信息确定该待检测介质中不同油品的混合比例信息，相比现有技术，本发明可以提高区分混油界面的能力。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的一种混油界面检测设备的示意图；
图2是本发明实施方式提供的另一种混油界面检测设备的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，图1是本发明实施方式提供的一种混油界面检测设备的示意图，该混油界面检测设备包括采集装置100以及上位机200；
所述采集装置100用于获取待检测介质的介电常数信息、所述待检测介质的红外线透射能量损耗信息、所述待检测介质的超声波传播速度信息中的至少两种信息；
所述上位机200用于根据所述至少两种信息确定所述待检测介质中不同油品的混合比例信息。
本发明实施方式提供的混油界面检测设备，通过采集装置获取待检测介质的介电常数信息、红外线透射能量损耗信息、超声波传播速度信息中的至少两种信息，上位机可以根据至少两种信息确定该待检测介质中不同油品的混合比例信息，相比现有技术，本发明可以提高区分混油界面的能力。
例如，在本发明中，所述采集装置可以包括传感器模块以及与所述传感器模块相连的信号采集处理模块；
所述传感器模块包括介电常数传感器、红外透射能量传感器、超声波传感器中的至少两种；
所述信号采集处理模块包括与所述传感器模块相连的信号采集电路、与所述信号采集电路相连的信号放大电路、与所述信号放大电路相连的信号整形电路以及与所述信号整形电路相连的模数转换电路。
优选地，在本发明实施方式中，所述信号采集处理模块还包括抗电磁干扰电路和保护电路；
所述模数转换电路与所述抗电磁干扰电路相连，所述保护电路与所述抗电磁干扰电路相连。
优选地，在本发明实施方式中，所述采集装置还包括用于以旁通方式安装在输油管道上的连接管道；
所述连接管道包括测量腔体，所述传感器模块位于所述测量腔体内，且所述传感器模块外部设有保护套，所述保护套上设有过油孔。
优选地，在本发明实施方式中，所述采集装置还包括用于与所述上位机通讯的通讯模块，例如，该通讯模块包括以下的至少一种：WIFI模块、2G通讯模块(如GPRS通讯模块)、3G通讯模块、4G通讯模块。
优选地，在本发明实施方式中，所述采集装置还包括太阳能电池。
优选地，在本发明实施方式中，所述采集装置还包括可编程逻辑控制器PLC以及显示模块；
所述可编程逻辑控制器PLC与所述信号采集处理模块相连，所述显示模块与所述可编程逻辑控制器PLC相连，所述显示模块用于显示所述至少两种信息。
其中，在本发明实施方式中，所述上位机采用以下方式确定所述待检测介质中不同油品的混合比例：
所述上位机计算所述至少两种信息中每一种信息在预设时间内的变化量；
所述上位机将所述至少两种信息中每一种信息在预设时间内的变化量乘以预设权重之后求和，得到所述待检测介质的特性变化参考值；
所述上位机根据所述待检测介质的特性变化参考值确定所述待检测介质中不同油品的混合比例信息，其中，所述上位机中预存有所述特性变化参考值与所述混合比例信息之间的对应关系。
此外，由于在不同的温度和不同的压力情况下，相同待检测介质的介电常数信息、红外线透射能量损耗信息、超声波传播速度信息也会不同，优选地，在本发明实施方式中，为了进一步地提高混合比例信息的检测精确度，所述传感器模块还包括用于获取所述待检测介质的温度信息的温度传感器和/或用于获取所述待检测介质的压力信息的压力传感器；
其中，所述上位机还根据所述待检测介质的温度信息和/或所述待检测介质的压力信息确定所述待检测介质中不同油品的混合比例信息，所述上位机中预存有不同温度信息和/或不同压力信息情况下，所述特性变化参考值与所述混合比例信息之间的对应关系，即可通过温度传感器和压力传感器对整个测量过程进行补偿，排除温度和压力对测量结果的影响。
参见图2，图2是本发明实施方式提供的另一种混油界面检测设备的示意图，该混油界面检测设备包括采集装置100以及上位机200；
其中，采集装置100包括传感器模块110、信号采集处理模块120、可编程逻辑控制器PLC130、显示模块140以及通讯模块150；
其中，传感器模块110用于采集待检测介质的介电常数信息、红外线透射能量损耗信息、超声波传播速度、温度信息和压力信息，其为复合型传感器，包括介电常数传感器(如电容率传感器)111、红外透射能量传感器112、超声波传感器113、温度传感器114和压力传感器115，由于不同油品的介电常数不同，通过介电常数传感器实时测量介电常数的变化可区分不同的油品；红外透射能量传感器采用红外线透射原理，通过发射端发射红外能量，接收端接收能量，根据接收端能量的变化可判断介质的变化；另外，由于超声波在不同的介质中的传播速度不同，因此，可通过超声波传感器来区分介质的变化，采用的超声波的频率可在20000Hz以上，频率较高，波长较短；
信号采集处理模块120与传感器模块110相连，其用于对传感器模块110中各传感器输出的信号进行采集、放大、整形和模数转换，其主要包括与传感器模块相连的信号采集电路121、与信号采集电路121相连的信号放大电路122、与信号放大电路122相连的信号整形电路123、与信号整形电路123相连的模数转换电路124、与模数转换电路124相连的抗电磁干扰电路125以及与抗电磁干扰电路125相连保护电路126；
通过抗电磁干扰电路125可以减少强电强磁对设备造成的干扰，通过保护电路126可以达到防雷击、防静电、防电压过大以及防电源接反等目的，增强了设备的现场适应性，例如，该信号采集处理模块120可以为MCU，通过信号采集处理模块120可以将传感器模块110输出的信号标准化，转换成RS485后通过数据线传输给可编程逻辑控制器PLC130，再由PLC130传输给显示单元140，使显示单元140可以显示传感器模块110输出的信息，信号采集处理模块120的输出信号为4-20mA；
通过通讯模块150可以实现采集装置100与上位机200之间的有线通讯或无线通讯，可编程逻辑控制器PLC130可通过通讯模块150将待检测介质的介电常数信息、红外线透射能量损耗信息、超声波传播速度信息、温度信息以及压力信息发送给上位机200，另外，信号采集处理模块120以及可编程逻辑控制器PLC130可按安装于防爆控制箱中，防爆控制箱中还包括电源、接线端子、空开等；
另外，采集装置100还包括用于以旁通方式安装在输油管道上的连接管道，该连接管道内设有密封装置，通过该密封装置形成测量腔体，传感器模块110位于该测量腔体内(如腔体的中间位置)，且传感器模块外部设有保护套(如包含管)，保护套上设有过油孔，该连接部件可通过连接部件以旁通方式安装在输油管道上，输油管道中的介质流入测量腔体中，从而实现输油管道中介质的检测；
上位机200用于根据至少两种信息确定待检测介质中不同油品的混合比例信息，例如，上位机可以预先存储不同油品的混合油在不同温度和压力情况下，不同特性变化参考值与不同混合比例信息之间的对应关系，之后通过以下方式确定待检测介质中不同油品的混合比例：
上位机计算混合油(待检测介质)的介电常数信息、红外线透射能量损耗信息、超声波传播速度中每一种信息在预设时间内(如1秒或者2秒)的变化量；
上位机将上述三种信息中每一种信息在预设时间内的变化量乘以预设权重(不同信息的预设权重可不同)之后求和，得到该混合油的特性变化参考值；
上位机根据根据该混合油的温度信息、压力信息以及上述混合油的特性变化参考值确定该混合油中不同油品的混合比例信息，例如，上位机首先根据该混合油的类型(即待测介质所包含的油品，不同油品混合成的混合油的类型不同)查找该类型混合油的预存信息，包含该类型混合油在不同温度和压力情况下，不同特性变化参考值与不同混合比例信息之间的对应关系，然后再根据混合油的温度信息、压力信息查找得到在该温度信息和压力信息情况下的不同特性变化参考值与不同混合比例信息之间的对应关系，再根据该对应关系以及上述计算得到的特性变化参考值确定混合油中不同油品的混合比例信息，为混油切割提供依据，例如，上位机可以根据预设的切油限值以及实时确定的混合比例信息进行混油切割，此外，上位机可以显示该混合比例信息及混油通过的时间，并可通过长期的数据分析还可以优化输油批次，分析出哪两个不同油品混合输送时混油量最少，从而有利于减少混油量，节约处理混油成本；
本发明实施方式提供的混油界面检测设备，根据不同介质的物理特性不同，通过综合测量待检测介质的介电常数信息、红外透射能量损耗信息、超声波传播速度信息、温度信息、压力信息等物理量实现混合油中不同油品的混合比例的测量，通过本发明可以提高混油切割精度，不但可以实现不同种类油品(如柴油、汽油、航空煤等)的混合油的切割，还可以实现不同标号的汽油、不同标号的柴油的切割，有效改善当前测量手段单一，一种手段不能测量所有油品混油变化情况的现状，另外，本发明装置不但具有测量灵敏、分辨率高，适应多种油品的特点，还具有按装方便，便于维护，稳定可靠的特点。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种混油界面检测设备，其特征在于，包括采集装置以及上位机；
所述采集装置用于获取待检测介质的介电常数信息、所述待检测介质的红外线透射能量损耗信息、所述待检测介质的超声波传播速度信息中的至少两种信息；
所述上位机用于根据所述至少两种信息确定所述待检测介质中不同油品的混合比例信息。
2.根据权利要求1所述的混油界面检测设备，其特征在于，所述采集装置包括传感器模块以及与所述传感器模块相连的信号采集处理模块；
所述传感器模块包括介电常数传感器、红外透射能量传感器、超声波传感器中的至少两种；
所述信号采集处理模块包括与所述传感器模块相连的信号采集电路、与所述信号采集电路相连的信号放大电路、与所述信号放大电路相连的信号整形电路以及与所述信号整形电路相连的模数转换电路。
3.根据权利要求2所述的混油界面检测设备，其特征在于，所述信号采集处理模块还包括抗电磁干扰电路和保护电路；
所述模数转换电路与所述抗电磁干扰电路相连，所述保护电路与所述抗电磁干扰电路相连。
4.根据权利要求2所述的混油界面检测设备，其特征在于，所述采集装置还包括用于以旁通方式安装在输油管道上的连接管道；
所述连接管道包括测量腔体，所述传感器模块位于所述测量腔体内，且所述传感器模块外部设有保护套，所述保护套上设有过油孔。
5.根据权利要求2所述的混油界面检测设备，其特征在于，所述采集装置还包括用于与所述上位机通讯的通讯模块。
6.根据权利要求5所述的混油界面检测设备，其特征在于，所述通讯模块包括以下的至少一种：
WIFI模块、2G通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块。
7.根据权利要求2所述的混油界面检测设备，其特征在于，所述采集装置还包括太阳能电池。
8.根据权利要求2所述的混油界面检测设备，其特征在于，所述采集装置还包括可编程逻辑控制器PLC以及显示模块；
所述可编程逻辑控制器PLC与所述信号采集处理模块相连，所述显示模块与所述可编程逻辑控制器PLC相连，所述显示模块用于显示所述至少两种信息。
9.根据权利要求2所述的混油界面检测设备，其特征在于，所述上位机采用以下方式确定所述待检测介质中不同油品的混合比例：
所述上位机计算所述至少两种信息中每一种信息在预设时间内的变化量；
所述上位机将所述至少两种信息中每一种信息在预设时间内的变化量乘以预设权重之后求和，得到所述待检测介质的特性变化参考值；
所述上位机根据所述待检测介质的特性变化参考值确定所述待检测介质中不同油品的混合比例信息，其中，所述上位机中预存有所述特性变化参考值与所述混合比例信息之间的对应关系。
10.根据权利要求9所述的混油界面检测设备，其特征在于，所述传感器模块还包括用于获取所述待检测介质的温度信息的温度传感器和/或用于获取所述待检测介质的压力信息的压力传感器；
其中，所述上位机还根据所述待检测介质的温度信息和/或所述待检测介质的压力信息确定所述待检测介质中不同油品的混合比例信息，所述上位机中预存有不同温度信息和/或不同压力信息情况下，所述特性变化参考值与所述混合比例信息之间的对应关系。
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