CN112320748B - 一种油品品质监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开披露一种油品品质监测方法及系统，该系统包括：多参数油品品质监测传感系统，包括至少一种油品质量参数监测传感器，所述参数监测传感器设置在待监测油品途径的油路监测节点上，用于实时监测油品状态数据；无线通信装置，用于传输所述油品状态数据。因此，通过实施本公开披露的技术方案，不仅能及时发现不合格油品，保障油品运输和使用的安全，而且监测成本低。

Description

一种油品品质监测方法及系统

技术领域

本公开涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种油品品质监测方法及系统。

背景技术

油品在存储或使用一段时间后，会因外来杂质的侵入，以及油品本身的氧化、凝聚、水解和分解等原因，出现油品变质和油品添加剂消耗，且随着时间的延长，油品的性能会越来越趋于劣化。那么，如果继续使用这种劣质油品，会引起诸如沉积物急剧增多、动力性能下降、机件磨损加剧等问题，最终导致系统发生严重故障。

因此，对油品进行质量监测是十分必要的，通过一定的监测数据来评定油质的劣化程度，以便及时发现和处理，这不仅可以适当延长油的使用寿命，节约换油成本，还可以减少因油品变质引起的系统的故障。目前迫切需要实现对油品进行实时监测、故障报警、数据查询、报表打印、数据上传等一系列功能，方便工作人员及时、准确的掌握油品情况，从而提高工作效率。然而，随着国家对环保要求的不断提高，加油站实行密闭加油，油罐车实施密闭装卸后，给油品的质量监测、油品的防泄露、防爆等带来了新的问题。

发明内容

有鉴于此，本公开提供一种油品品质监测方法及系统，能及时发现不合格油品，保障油品运输和使用的安全，且监测成本低，至少部分解决现有技术中存在的问题。

为解决上述技术问题，本公开披露一种油品品质监测系统，该系统包括：

多参数油品品质监测传感系统，包括至少一种油品质量参数监测传感器，所述参数监测传感器设置在待监测油品途径的油路监测节点上，用于实时监测油品状态数据；

无线通信装置，用于传输所述油品状态数据。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括：

油品质量参数处理装置，用于接收所述油品状态数据，并采用多冗余度油品质量参数分析方法对所述油品状态数据进行处理；

多参数融合分析模型，用于基于历史数据预建的大数据模型，采用多参数融合方法，将处理后的所述油品状态数据与相应的标准化参数比较，计算得到对应的偏离度，根据所述偏离度判断并确定所述油品质量等级。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统中，所述多参数油品品质监测传感系统进一步包括以下传感器中的至少一种：粘度传感器、介电常数传感器、密度传感器、颗粒度传感器、以及温度传感器。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统中，所述油路监测节点包括油品储存装置的内部、进口油路和/或出口油路上；和/或，加油站接收油罐车出油口处；和/或，加油站加油枪的出口油路上。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统中，所述油品状态数据包括以下参数中的至少一种：

对应温度点的油品粘度值；

对应温度点的油品介电常数值；

对应温度点的油品密度值；

对应温度点的油品颗粒度值；

加油过程中，油品粘度随温度的变化值；

加油过程中，油品介电常数随温度的变化值；以及，

加油过程中，油品密度随温度的变化值。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统中，所述油品质量参数监测传感系统采用的传感器为无源无线压电传感器，该无源无线压电传感器进一步包括汲能监测组件、压电换能器、监测标识单元、信号发射电路和天线；其中：所述汲能监测组件为一种能量汲取杆或吸能片，用于汲取来自油品任意方向的动能及检测油品运动状态；所述压电换能器为一种柔性压电器件，与所述汲能监测组件连接，用于将所述动能转化为电能并输出；所述监测标识单元对应所述汲能监测组件设置，用于生成所述汲能监测组件的身份标识；所述身份标识用于确定油品的流动方向；所述信号发射电路和天线用于接收载有所述身份标识的电能信号，作为检测到的所述油品质量状态信息作为无线信号发出。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统中，所述油品质量参数监测传感系统采用的传感器为有源有线压电传感器、电容式传感器、或者光电传感器。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括：品质预警装置，用于根据所述油品质量等级对应预设的预警等级，发出警报；其中，所述油品状态数据所包括的参数中的至少一种参数的偏离度发生±7％的变化时，所述品质预警装置发出警报。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括：有机挥发气体传感器，设置在加油站棚顶，用于监测油品泄露情况以及有机挥发气体在空气中的爆炸极限；其中，监测到油品泄露或有机挥发气体浓度达到爆炸预警阈值时，所述品质预警装置发出警报。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括：位置定位单元，设置于油罐车上，用于实时定位所述油罐车的位置信息；其中，所述无线通信装置还用于将所述油罐车的实时位置信息与所述油品状态数据相对应关联，并发出。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括：人机交互模块，配置有人机操作界面，用于接收外部输入数据以及显示输出数据。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括：智能语音交互模块，用于通过智能语音识别及交互的方式实现接收输入信息以及输出所述预警信息。

相应地，本公开还披露一种油品品质监测方法，该方法包括：

获取实时监测的油品状态数据；

分析并提取所述油品状态数据中的油品质量参数特征，计算所述油品质量参数特征与对应预设的标准化参数之间的偏离度；

判断所述偏离度是否超过预设的品质阈值，若所述偏离度大于或等于预设的品质阈值，则被监测的油品质量判定为不合格，输出预警信息，并停止使用或输送油品的操作；若所述偏离度小于预设的品质阈值，则被监测的油品质量判定为合格。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测方法中，所述判断所述偏离度是否超过预设的品质阈值进一步包括：

当油罐车出油口的油品质量参数之一，相对于标准油品质量参数有超过5％偏差时，则所述油罐车油品质量不合格；

当加油枪出油口的油品质量参数之一，相对于标准油品质量参数有超过7％偏差时，则该加油枪内导出油品质量不合格；

其中，用于判断的油品质量参数包括：对应温度点的粘度值、对应温度点的介电常数值、对应温度点的密度值、对应温度点的颗粒度值、加油过程中粘度随温度的变化值、加油过程中介电常数随温度的变化值、加油过程中密度随温度的变化值。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测方法还可包括：预先建立多参数融合分析模型，采用多参数融合方法判断并确定所述油品质量等级。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测方法还可包括：监测空气中有机挥发气体的浓度；当监测到油品泄露或有机挥发气体浓度达到爆炸预警阈值时，发出警报，以防止油品泄露导致爆炸。

与现有技术相比，本公开披露的油品品质监测方法及系统具有以下有益效果：

本公开的油品品质监测方法和系统，通过将多参数油品品质监测传感器部署在不同的监测节点，可以针对不同的场景需求，对油品运输、存储、以及使用全周期的监控，不仅能有效保障输送给终端车辆合格的油品，还能及时发现不合格油品，保障油品运输和使用的安全，避免造成不必要的破坏或事故。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本公开实施例的油品品质监测系统组成示意图；

图2为本公开实施例中油品监测节点分布场景示意图；

图3为本公开实施例中油品监测节点另一分布场景示意图；以及

图4为本公开实施例的油品品质监测方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

产品实施例：

为有效监测油品的质量，本公开披露一种油品品质监测系统，参照图1所示，该系统包括：多参数油品品质监测传感系统和无线通信装置，其中，多参数油品品质监测传感系统包括至少一种油品质量参数监测传感器，参数监测传感器设置在待监测油品途径的油路监测节点上，用于实时监测油品状态数据。无线通信装置用于传输油品状态数据。本实施例中，无线通信装置可以为通信系统中的发送端，用于将油品状态数据发送出去。

本实施例中，油品质量参数可以包括：对应温度点的粘度值、对应温度点的介电常数值、对应温度点的密度值、对应温度点的颗粒度值、加油过程中粘度随温度的变化值、加油过程中介电常数随温度的变化值、加油过程中密度随温度的变化值中的至少一种。

在一可选施例中，多参数油品品质监测传感系统可以进一步包括以下传感器中的至少一种：粘度传感器、介电常数传感器、密度传感器、颗粒度传感器以及温度传感器。通过监测输出油品的对应温度点的粘度值、对应温度点的介电常数值、对应温度点的密度值、对应温度点的颗粒度值、以及油品输送过程中粘度随温度的变化值、介电常数随温度的变化值、密度随温度的变化值，多维度的评估油品的质量。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括：油品质量参数处理装置和多参数融合分析模型，其中，油品质量参数处理装置用于接收油品状态数据，并采用多冗余度油品质量参数分析方法对油品状态数据进行处理。多参数融合分析模型用于基于历史数据预建的大数据模型，采用多参数融合方法，将处理后的油品状态数据与相应的标准化参数比较，计算得到对应的偏离度，根据偏离度判断并确定油品质量等级。

上述实施例中，多参数油品品质监测传感系统进一步包括以下传感器中的至少一种：粘度传感器、介电常数传感器、密度传感器、颗粒度传感器以及温度传感器。

相应地，本实施例的品质量监测系统中，油品状态数据可包括以下参数中的至少一种：

1)对应温度点的油品粘度值；

2)对应温度点的油品介电常数值；

3)对应温度点的油品密度值；

4)对应温度点的油品颗粒度值；

5)加油过程中，油品粘度随温度的变化值；

6)加油过程中，油品介电常数随温度的变化值；以及

7)加油过程中，油品密度随温度的变化值。

在一可选施例中，参照图2和图3所示，上述油路监测节点可设置在以下几种油路上：

1)油品存储场景

油品储存装置的内部、进口油路和/或出口油路；

如图2所示，以加油站的地下油库为例，地下油库的输油管油路上，包括输油管进口处和/或出口处。

2)油品输送场景

油品运输车辆向地下油库输送油品的输油管油路，包括地下油库的输油管进口处、车辆输油管路的出口处；

以油罐车为例，粘度传感器、介电常数传感器、密度传感器、颗粒度传感器、温度传感器可设置于进出口油路上，用于监测输出油品的对应温度点的粘度值、对应温度点的介电常数值、对应温度点的密度值、对应温度点的颗粒度值、以及油品输送过程中粘度随温度的变化值、介电常数随温度的变化值、密度随温度的变化值。

3)向终端车辆加油场景

如图3所示，加油站中，地下油库与加油枪连接的输油管路上，加油枪的出口油路。

本实施例通过在不同的监测节点部署油品品质监测传感器，可以针对不同的场景需求，对油品运输、存储、以及使用全周期的监控，不仅可以有效保障输送给终端车辆合格的油品，还能及时发现不合格油品，避免造成不必要的破坏或事故。

作为一种可选的实现方式，上述油品质量参数监测传感系统可以采用的传感器为无源无线压电传感器，该无源无线压电传感器进一步包括汲能监测组件、压电换能器、监测标识单元、信号发射电路和天线。

本实施例中，汲能监测组件为一种能量汲取杆或吸能片，用于汲取来自油品任意方向的动能及检测油品运动状态。压电换能器为一种柔性压电器件，与汲能监测组件连接，用于将动能转化为电能并输出。监测标识单元对应汲能监测组件设置，用于生成汲能监测组件的身份标识。身份标识用于确定油品的流动方向。信号发射电路和天线用于接收载有身份标识的电能信号，作为检测到的油品质量状态信息作为无线信号发出。

本实施例通过采用无源无线的传感监测装置，能够在输油管路中长期持续使用，可自供电，且体积小，结构简单，造价成本低。

在一可选实施例中，上述油品质量参数监测传感系统可以采用的传感器包括：有源有线压电传感器、电容式传感器、或者光电传感器。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包品质预警装置，品质预警装置用于根据油品质量等级对应预设的预警等级，发出警报。其中，油品状态数据所包括的参数中的至少一种参数的偏离度发生±7％的变化时，品质预警装置发出警报。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括有机挥发VOC气体传感器，如图3所示，VOC气体传感器设置在加油站棚顶，用于监测油品泄露情况以及有机挥发气体在空气中的爆炸极限。该爆炸极限和挥发气体检测的浓度相关。其中，监测到油品泄露或有机挥发气体浓度达到爆炸预警阈值时，品质预警装置发出警报。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括定位单元，设置于油罐车上，定位单元用于实时定位油罐车的位置信息。其中，无线通信装置还用于将油罐车的实时位置信息与油品状态数据相对应关联，并发出。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括人机交互模块，人机交互模块配置有人机操作界面，用于接收外部输入数据以及显示输出数据。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测系统还可包括智能语音交互模块，智能语音交互模块用于通过智能语音识别及交互的方式实现接收输入信息以及输出预警信息。

因此，上述任一实施例披露的油品品质监测系统，通过将多参数油品品质监测传感器部署在不同的监测节点，可以针对不同的场景需求，对油品运输、存储、以及使用全周期的监控，不仅能有效保障输送给终端车辆合格的油品，还能及时发现不合格油品，保障油品运输和使用的安全，避免造成不必要的破坏或事故。

方法实施例：

相应地，采用上述任一实施例披露的油品品质监测系统，可实施本实施例披露的油品品质监测方法。

参照图4所示，本实施例的油品品质监测方法包括以下步骤：

S100：获取实时监测的油品状态数据；

S200：分析并提取油品状态数据中的油品质量参数特征；

S300：计算油品质量参数特征与对应预设的标准化参数之间的偏离度；

S400：判断偏离度是否超过预设的品质阈值；

S500：偏离度大于或等于预设的品质阈值时，则被监测的油品质量判定为不合格，输出预警信息，并停止使用或输送油品的操作。

S600：偏离度小于预设的品质阈值，则被监测的油品质量判定为合格，返回继续监测油品状态。

在一可选实施例中，上述判断偏离度是否超过预设的品质阈值可进一步包括：

S401：当油罐车出油口的油品质量参数之一，相对于标准油品质量参数有超过5％偏差时，则油罐车油品质量不合格。

S402：当加油枪出油口的油品质量参数之一，相对于标准油品质量参数有超过7％偏差时，则该加油枪内导出油品质量不合格。

本实施例中，用于判断的油品质量参数包括：对应温度点的粘度值、对应温度点的介电常数值、对应温度点的密度值、对应温度点的颗粒度值、加油过程中，粘度随温度的变化值、加油过程中，介电常数随温度的变化值、加油过程中，密度随温度的变化值。

作为一种可选的实现方式，上述油品品质监测方法还可包括以下步骤：

S000：预先建立多参数融合分析模型，采用多参数融合方法判断并确定油品质量等级。

S700：监测空气中有机挥发气体的浓度。当监测到油品泄露或有机挥发气体浓度达到爆炸预警阈值时，发出警报，以防止油品泄露导致爆炸。

本实施例中，所使用的传感器包括：粘度传感器、介电常数传感器、密度传感器、颗粒度传感器、以及温度传感器，本实施例使用多参数传感器是为了更精准监测油品质量。

本方法实施例与前述产品实施例相对应，具有相同的发明构思，相关实施例可相互参照，此处不再赘述。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种油品品质监测系统，其特征在于，包括：

多参数油品品质监测传感系统，包括至少一种油品质量参数监测传感器，所述参数监测传感器设置在待监测油品在密闭装置内途径的油路监测节点上，用于实时监测油品状态数据；所述油路监测节点包括：油品储存装置的内部、进口油路和/或出口油路上，和/或，加油站接收油罐车出油口处，和/或，加油站加油枪的出口油路上；

无线通信装置，用于传输所述油品状态数据；

所述油品质量参数监测传感系统采用的传感器为无源无线压电传感器，该无源无线压电传感器进一步包括汲能监测组件、压电换能器、监测标识单元、信号发射电路和天线；其中：所述汲能监测组件为一种能量汲取杆或吸能片，用于汲取来自油品任意方向的动能及检测油品运动状态；所述压电换能器为一种柔性压电器件，与所述汲能监测组件连接，用于将所述动能转化为电能并输出；所述监测标识单元对应所述汲能监测组件设置，用于生成所述汲能监测组件的身份标识；所述身份标识用于确定油品的流动方向；所述信号发射电路和天线用于接收载有所述身份标识的电能信号，作为检测到的所述油品质量状态信息作为无线信号发出。

2.根据权利要求1所述的油品品质监测系统，其特征在于，该系统还包括：

油品质量参数处理装置，用于接收所述油品状态数据，并采用多冗余度油品质量参数分析方法对所述油品状态数据进行处理；

多参数融合分析模型，用于基于历史数据预建的大数据模型，采用多参数融合方法，将处理后的所述油品状态数据与相应的标准化参数比较，计算得到对应的偏离度，根据所述偏离度判断并确定所述油品质量等级。

3.根据权利要求2所述的油品品质监测系统，其特征在于：

所述多参数油品品质监测传感系统进一步包括以下传感器中的至少一种：粘度传感器、介电常数传感器、密度传感器、颗粒度传感器、以及温度传感器。

4.根据权利要求3所述的油品品质监测系统，其特征在于，所述油品状态数据包括以下参数中的至少一种：

对应温度点的油品粘度值；

对应温度点的油品介电常数值；

对应温度点的油品密度值；

对应温度点的油品颗粒度值；

加油过程中，油品粘度随温度的变化值；

加油过程中，油品介电常数随温度的变化值；以及，

加油过程中，油品密度随温度的变化值。

5.根据权利要求2至4任一项所述的油品品质监测系统，其特征在于，该系统还包括：

品质预警装置，用于根据所述油品质量等级对应预设的预警等级，发出警报；其中，所述油品状态数据所包括的参数中的至少一种参数的偏离度发生±7％的变化时，所述品质预警装置发出警报；

和/或，

有机挥发气体传感器，设置在加油站棚顶，用于监测油品泄露情况以及有机挥发气体在空气中的爆炸极限；其中，监测到油品泄露或有机挥发气体浓度达到爆炸预警阈值时，所述品质预警装置发出警报。

6.根据权利要求5所述的油品品质监测系统，其特征在于，该系统还包括：

位置定位单元，设置于油罐车上，用于实时定位所述油罐车的位置信息；其中，所述无线通信装置还用于将所述油罐车的实时位置信息与所述油品状态数据相对应关联，并发出；和/或，

人机交互模块，配置有人机操作界面，用于接收外部输入数据以及显示输出数据；和/或，

智能语音交互模块，用于通过智能语音识别及交互的方式实现接收输入信息以及输出所述预警信息。

7.一种油品品质监测方法，其特征在于，包括：

获取多参数油品品质监测传感系统实时监测的油品状态数据；

分析并提取所述油品状态数据中的油品质量参数特征，计算所述油品质量参数特征与对应预设的标准化参数之间的偏离度；

判断所述偏离度是否超过预设的品质阈值，若所述偏离度大于或等于预设的品质阈值，则被监测的油品质量判定为不合格，输出预警信息，并停止使用或输送油品的操作；若所述偏离度小于预设的品质阈值，则被监测的油品质量判定为合格；

其中，所述多参数油品品质监测传感系统包括至少一种油品质量参数监测传感器，所述参数监测传感器设置在待监测油品在密闭装置内途径的油路监测节点上，所述油路监测节点包括：油品储存装置的内部、进口油路和/或出口油路上，和/或，加油站接收油罐车出油口处，和/或，加油站加油枪的出口油路上；所述油品质量参数监测传感系统采用的传感器为无源无线压电传感器，该无源无线压电传感器进一步包括汲能监测组件、压电换能器、监测标识单元、信号发射电路和天线；其中：所述汲能监测组件为一种能量汲取杆或吸能片，用于汲取来自油品任意方向的动能及检测油品运动状态；所述压电换能器为一种柔性压电器件，与所述汲能监测组件连接，用于将所述动能转化为电能并输出；所述监测标识单元对应所述汲能监测组件设置，用于生成所述汲能监测组件的身份标识；所述身份标识用于确定油品的流动方向；所述信号发射电路和天线用于接收载有所述身份标识的电能信号，作为检测到的所述油品质量状态信息作为无线信号发出。

8.根据权利要求7所述的油品品质监测方法，其特征在于，所述判断所述偏离度是否超过预设的品质阈值进一步包括：

当油罐车出油口的油品质量参数之一，相对于标准油品质量参数有超过5％偏差时，则所述油罐车油品质量不合格；

当加油枪出油口的油品质量参数之一，相对于标准油品质量参数有超过7％偏差时，则该加油枪内导出油品质量不合格；

其中，用于判断的油品质量参数包括：对应温度点的粘度值、对应温度点的介电常数值、对应温度点的密度值、对应温度点的颗粒度值、加油过程中粘度随温度的变化值、加油过程中介电常数随温度的变化值、加油过程中密度随温度的变化值。

9.根据权利要求7或8所述的油品品质监测方法，其特征在于，该方法还包括：

预先建立多参数融合分析模型，采用多参数融合方法判断并确定所述油品质量等级；和/或，

监测空气中有机挥发气体的浓度；当监测到油品泄露或有机挥发气体浓度达到爆炸预警阈值时，发出警报，以防止油品泄露导致爆炸。

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