CN110274662A - 一种浮盘状态监测传感系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮盘状态监测传感系统，浮盘上设置有若干个监测传感单元，若干个监测传感单元呈十字对称式排布，在浮盘泡沫挡板边缘安装含有光纤的波纹管、在浮盘与浮顶储罐顶部平台之间安装含有光纤的防爆挠性管、在浮顶储罐顶部平台与浮顶储罐底端外壁数据解调仪之间安装含有光纤的镀锌管、在浮顶储罐底端外壁安装有数据解调仪和无线数据发射基站，镀锌管内的光纤与数据解调仪相连接，数据解调仪与无线数据发射基站相连接。监测传感单元能够实时监测浮盘表面的积液和浮盘倾角，监测传感单元在浮盘上呈十字对称分布，有效监测浮盘不同位置的积液和倾角，提高了对浮盘监测准确度，降低了工人劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及浮顶储罐之浮盘状态监测领域，尤其涉及一种浮盘状态监测传感系统。
背景技术
浮顶储罐是储油常用设备，其浮盘一旦沉底，起火和爆炸几乎不可避免。截止到2005年的242起储罐事故中，有11起事故由于浮盘沉底引发。1985年美国Pearl city的Peninsula Naval Fuel Depot因为暴雨，浮盘积水过多导致浮盘沉底，油库迅速做出反应，采用泡沫喷入罐内，以免着火。在此过程中，产生静电引燃燃油造成油罐起火。1997年，秦皇岛输油站7#十万方外浮顶罐发生浮顶沉没事故。
由于目前浮顶储罐几乎依靠人工巡检，信息反馈具有一定的滞后性，特别是恶劣天气下，人工爬罐巡检困难，一旦因为暴风骤雨等恶劣天气原因引发浮盘沉盘、卡盘事故，后果不堪设想。
因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种浮盘状态监测传感系统，以提高对浮盘监测准确度，降低工人劳动强度。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种浮盘状态监测传感系统，其包括浮顶储罐，该浮顶储罐的顶部设置有浮盘，其中，浮盘上设置有若干个监测传感单元，若干个监测传感单元呈对称式排布，在浮盘泡沫挡板边缘安装含有光纤的波纹管、在浮盘与浮顶储罐顶部平台之间安装含有光纤的防爆挠性管、在浮顶储罐顶部平台与浮顶储罐底端外壁数据解调仪之间安装含有光纤的镀锌管、在浮顶储罐底端外壁安装有数据解调仪和无线数据发射基站，监测传感单元均通过对应的波纹管内的光纤与防爆挠性管内的光纤、镀锌管内的光纤相连接，镀锌管内的光纤与数据解调仪相连接，数据解调仪与无线数据发射基站相连接，无线数据发射基站将监测传感单元获取的浮盘相关数据传输至中央控制室。
所述的浮盘状态监测传感系统，其中，上述监测传感单元包括壳体，该壳体呈水滴状，该壳体的前端设置有倾角传感器，倾角传感器监测浮盘倾角，该壳体的后端设置有液位传感器，液位传感器监测浮盘表面的积液。
所述的浮盘状态监测传感系统，其中，上述倾角传感器包括用于设置在上述壳体上的底板，底板上设置有第一夹块与第二夹块，第一夹块与第二夹块之间形成一卡口，第一夹块与第二夹块兼作挡块，卡口内配置有一重锤，重锤上端设置有第一悬臂梁，第一悬臂梁的两侧分别设置有光纤光栅，底板配置有一倾角筒体，倾角筒体上方配置有顶盖，顶盖与第一悬臂梁的上端相连接，第一夹块、第二夹块、重锤与第一悬臂梁均布置在倾角筒体内；浮盘处于倾斜状态，重锤在重力作用下在卡口内摆动，使第一悬臂梁两侧的光纤光栅中心波发生变动。
所述的浮盘状态监测传感系统，其中，上述液位传感器包括设置在上述壳体上的透水底盘，透水底盘上设置有透水筒体，透水筒体内设置有浮筒，浮筒上部设置有一扣件，扣件配置有一挂钩，挂钩的上端与一第二悬臂梁的一端相连接，第二悬臂梁的两侧分别设置有第二光纤光栅，透水筒体上方配置有一盖体，第二悬臂梁的另一端通过固定销设置在盖体上；浮盘上的积水进入透水筒体内，浮筒在积水浮力下使第二悬臂梁两侧的光纤光栅中心波发生变动。
所述的浮盘状态监测传感系统，其中，上述透水筒体的下部均匀布置有多个透水孔。
所述的浮盘状态监测传感系统，其中，上述第一悬臂梁呈梯形，面积大的一端与上述顶盖相连接。
所述的浮盘状态监测传感系统，其中，上述第二悬臂梁呈梯形，面积大的一端与上述盖体相连接。
所述的浮盘状态监测传感系统，其中，上述浮盘上的波纹管固定在浮盘泡沫挡板顶端的L型板槽内，并采用带有强磁贴的U型卡固定。
所述的浮盘状态监测传感系统，其中，上述监测传感单元监测到浮盘表面的积液或浮盘倾角发生变化时，将变化状态通过数据解调仪与无线数据发射基站传输至中央控制室，中央控制室进行报警并进行后续处理。
本发明提供了一种浮盘状态监测传感系统，监测传感单元能够实时监测浮盘表面的积液和浮盘倾角，监测传感单元在浮盘上呈十字对称分布，有效监测浮盘不同位置的积液和倾角；而且监测传感单元通过光纤与数据解调仪连接，罐壁处光纤采用镀锌管保护，罐顶到浮盘的光纤采用防爆挠性管保护，浮盘上的光纤采用波纹管保护，确保了装置在使用过程中传输光纤不受损坏；中央控制室的图形化显示界面通过无线基站与数据解调仪进行通信，图形化显示界面与数据解调仪之间无需敷设通信线缆；并且监测传感单元及信号传输采用光纤光栅传感原理，本身不带电，特别适用于储油罐等危险区域的监测，进行实时监测，提高了对浮盘监测准确度，降低了工人劳动强度。
附图说明
图1为本发明中浮盘状态监测传感系统的布局示意图；
图2为图1的补充示意图；
图3为本发明中监测传感单元的结构示意图；
图4为本发明中监测传感单元的拆分结构示意图；
图5为本发明中倾角传感器的示意图；
图6为本发明中液位传感器的示意图；
图7为本发明中挂钩与第二悬臂梁的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种浮盘状态监测传感系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种浮盘状态监测传感系统，如图1与图2所示的，其包括浮顶储罐1，该浮顶储罐1的顶部设置有浮盘2，其中，浮盘2上设置有若干个监测传感单元3，本实施例中采用四个监测传感单元3，其呈十字对称式排布，在浮盘泡沫挡板边缘安装含有光纤的波纹管4、在浮盘2与浮顶储罐1顶部平台之间安装含有光纤的防爆挠性管5、在浮顶储罐1顶部平台与浮顶储罐1底端外壁数据解调仪6之间安装含有光纤的镀锌管7、在浮顶储罐1底端外壁安装有数据解调仪6和无线数据发射基站8，监测传感单元3均通过对应的波纹管4内的光纤与防爆挠性管5内的光纤、镀锌管7内的光纤相连接，镀锌管7内的光纤与数据解调仪6相连接，数据解调仪6与无线数据发射基站8相连接，无线数据发射基站8将监测传感单元3获取的浮盘相关数据传输至中央控制室9，中央控制室9内可以布置多个台式电脑、笔记本电脑等设备，通过中央控制室9对浮盘2的顶部进行实时监控，实现了监测数据的可视化。
上述监测传感单元3监测到浮盘2表面的积液或浮盘倾角发生变化时，将变化状态通过数据解调仪6与无线数据发射基站8传输至中央控制室9，中央控制室9进行报警并进行后续处理。
更进一步的，如图3与图4所示的，上述监测传感单元3包括壳体10，该壳体10呈水滴状，该壳体10的前端设置有倾角传感器11，倾角传感器11监测浮盘的倾角，该壳体10的后端设置有液位传感器12，液位传感器12监测浮盘表面的积液，倾角传感器11与液位传感器12为独立布置，液位传感器12处于开放状态，倾角传感器11处于密封状态。
在本发明的另一较佳实施例中，如图5所示的，上述倾角传感器11包括用于设置在上述壳体10上的底板13，底板13上设置有第一夹块14与第二夹块15，第一夹块14与第二夹块15之间形成一卡口16，第一夹块14与第二夹块15兼作挡块，从而控制卡口16内重锤17的摆动幅度，避免由于重锤17摆动过大损伤第一悬臂梁18以及第一悬臂梁18上的光纤光栅。卡口16内配置有一重锤17，重锤17上端设置有第一悬臂梁18，第一悬臂梁18的两侧分别设置有光纤光栅，底板13配置有一倾角筒体19，倾角筒体19上方配置有顶盖20，顶盖20与第一悬臂梁18的上端相连接，第一夹块14、第二夹块15、重锤17与第一悬臂18梁均布置在倾角筒体19内，可以对各个零部件进行更好的保护；浮盘2处于倾斜状态，重锤17在重力作用下在卡口16内摆动，使第一悬臂梁18两侧的光纤光栅中心波发生变动，当第一悬臂18两侧的光纤光栅中心波的变动超过预设值时，则表示浮盘2倾角过大，中央控制室9进行报警，对相应浮盘2进行后续处理，保证了浮盘运行的安全性。
更进一步的，如图6与图7所示的，上述液位传感器12包括设置在上述壳体10上的透水底盘21，透水底盘21上设置有透水筒体22，透水筒体22内设置有浮筒23，浮筒23上部设置有一扣件，扣件配置有一挂钩24，挂钩24的上端与一第二悬臂梁25的一端相连接，第二悬臂梁25的两侧分别设置有第二光纤光栅，透水筒体22上方配置有一盖体26，第二悬臂梁25的另一端通过固定销设置在盖体26上；在浮筒23自身重力的作用下，第二悬臂梁25呈一定弧度向下弯曲，此为初始状态，浮盘2上的积水进入透水筒体22内，随着透水筒体22内的积水逐步增多，使浮筒23在积水浮力下向上浮动，进而使第二悬臂梁25的弯曲度发生变化，从而使第二悬臂梁25两侧的光纤光栅中心波发生变动，当第二悬臂梁25两侧的光纤光栅中心波的变动超过预设值时，则表示浮盘2表面积水过大，则中央控制室9进行报警，对相应浮盘2进行后续处理，保证了浮盘运行的安全性。
而且上述透水筒体22的下部均匀布置有多个透水孔，当然透水底盘21也均匀布置有多个透水孔，从而能测量浮盘2表面积水的真实高度。而且上述第一悬臂梁18呈梯形，面积大的一端与上述顶盖20相连接；上述第二悬臂梁25呈梯形，面积大的一端与上述盖体26相连接，使第一悬臂梁18、第二悬臂梁25运行更稳定。并且上述浮盘2上的波纹管4固定在浮盘2泡沫挡板顶端的L型板槽内，并采用带有强磁贴的U型卡固定。
监测传感单元3及信号传输采用光纤光栅传感原理，本身不带电，特别适用于储油罐等危险区域的监测。倾角传感器11的底板13含有挡块，即通过第一夹块14与第二夹块15来限制底板13的幅度，避免倾角超过量程时第一悬臂梁18变形过大损坏光纤光栅。液位传感器12的透水底盘和透水筒体都带有透水孔，能够使液体进入液位传感器12内部，从而对浮筒23产生浮力。液位传感器12的浮筒23因积水而浮动时，对第二悬臂梁25产生作用力，导致光纤光栅的变形，从而感知浮盘液位。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (9)
1.一种浮盘状态监测传感系统，其包括浮顶储罐，该浮顶储罐的顶部设置有浮盘，其特征在于，浮盘上设置有若干个监测传感单元，若干个监测传感单元呈对称式排布，在浮盘泡沫挡板边缘安装含有光纤的波纹管、在浮盘与浮顶储罐顶部平台之间安装含有光纤的防爆挠性管、在浮顶储罐顶部平台与浮顶储罐底端外壁数据解调仪之间安装含有光纤的镀锌管、在浮顶储罐底端外壁安装有数据解调仪和无线数据发射基站，监测传感单元均通过对应的波纹管内的光纤与防爆挠性管内的光纤、镀锌管内的光纤相连接，镀锌管内的光纤与数据解调仪相连接，数据解调仪与无线数据发射基站相连接，无线数据发射基站将监测传感单元获取的浮盘相关数据传输至中央控制室。
2.根据权利要求1所述的浮盘状态监测传感系统，其特征在于，上述监测传感单元包括壳体，该壳体呈水滴状，该壳体的前端设置有倾角传感器，倾角传感器监测浮盘倾角，该壳体的后端设置有液位传感器，液位传感器监测浮盘表面的积液。
3.根据权利要求2所述的浮盘状态监测传感系统，其特征在于，上述倾角传感器包括用于设置在上述壳体上的底板，底板上设置有第一夹块与第二夹块，第一夹块与第二夹块之间形成一卡口，第一夹块与第二夹块兼作挡块，卡口内配置有一重锤，重锤上端设置有第一悬臂梁，第一悬臂梁的两侧分别设置有光纤光栅，底板配置有一倾角筒体，倾角筒体上方配置有顶盖，顶盖与第一悬臂梁的上端相连接，第一夹块、第二夹块、重锤与第一悬臂梁均布置在倾角筒体内；浮盘处于倾斜状态，重锤在重力作用下在卡口内摆动，使第一悬臂梁两侧的光纤光栅中心波发生变动。
4.根据权利要求2所述的浮盘状态监测传感系统，其特征在于，上述液位传感器包括设置在上述壳体上的透水底盘，透水底盘上设置有透水筒体，透水筒体内设置有浮筒，浮筒上部设置有一扣件，扣件配置有一挂钩，挂钩的上端与一第二悬臂梁的一端相连接，第二悬臂梁的两侧分别设置有第二光纤光栅，透水筒体上方配置有一盖体，第二悬臂梁的另一端通过固定销设置在盖体上；浮盘上的积水进入透水筒体内，浮筒在积水浮力下使第二悬臂梁两侧的光纤光栅中心波发生变动。
5.根据权利要求4所述的浮盘状态监测传感系统，其特征在于，上述透水筒体的下部均匀布置有多个透水孔。
6.根据权利要求3所述的浮盘状态监测传感系统，其特征在于，上述第一悬臂梁呈梯形，面积大的一端与上述顶盖相连接。
7.根据权利要求4所述的浮盘状态监测传感系统，其特征在于，上述第二悬臂梁呈梯形，面积大的一端与上述盖体相连接。
8.根据权利要求1所述的浮盘状态监测传感系统，其特征在于，上述浮盘上的波纹管固定在浮盘泡沫挡板顶端的L型板槽内，并采用带有强磁贴的U型卡固定。
9.根据权利要求1所述的浮盘状态监测传感系统，其特征在于，上述监测传感单元监测到浮盘表面的积液或浮盘倾角发生变化时，将变化状态通过数据解调仪与无线数据发射基站传输至中央控制室，中央控制室进行报警并进行后续处理。
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