CN113720267B - 用于储罐网壳的传感器、监测系统以及传感器安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于储罐网壳的传感器、监测系统以及传感器安装方法,该传感器包括座体、套筒、第一光纤、第一光栅以及应变梁;所述座体用于安装在所述储罐网壳上;所述套筒安装于所述座体并被限制其轴向、径向以及周向的运动;所述应变梁固定设置在所述套筒中并且设置有凹槽,所述应变梁配置为能够随所述储罐网壳的形变而产生形变;所述第一光栅安装在所述应变梁的凹槽中;所述第一光纤的一端与所述第一光栅连接,另一端伸出所述套筒与外部的解调仪连接。本发明的传感器能够实时对网壳进行监测,在网壳发生变形时能够提供预警,便于快速处理,防止网壳失稳现象发生。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工储罐技术领域,具体地涉及一种用于储罐网壳的传感器、监测系统以及传感器安装方法。
背景技术
目前,一些石油化工储罐采用铝制的网壳结构,而铝制网壳容易发生形变,在极端情况下,如雨雪、台风等天气,网壳因受力不均极易产生失稳现象,从而影响正常使用,甚至可能产生安全事故。因此,需要对铝制网壳进行监测,及时发现隐患并处理,但是,由于网壳的上方覆盖有蒙皮板,因此无法在外部对网壳进行监测观察,而储罐的内部为防爆0区,在储罐正常运行时危险性十分高,人员无法进入其中对网壳进行监测观察,即便是在清罐后进入检查,也只能采用人工目视检查,费时费力且很有可能遗漏检查部分杆件。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题,提供一种用于储罐网壳的传感器、监测系统以及传感器安装方法,该传感器能够实时对网壳进行监测,在网壳发生变形时能够提供预警,便于快速处理,防止网壳失稳现象发生。
为了实现上述目的,本发明提供一种用于储罐网壳的传感器,所述用于储罐网壳的传感器包括座体、套筒、第一光纤、第一光栅以及应变梁;所述座体用于安装在所述储罐网壳上;所述套筒安装于所述座体并被限制其轴向、径向以及周向的运动;所述应变梁固定设置在所述套筒中并且设置有凹槽,所述应变梁配置为能够随所述储罐网壳的形变而产生形变;所述第一光栅安装在所述应变梁的凹槽中;所述第一光纤的一端与所述第一光栅连接,另一端伸出所述套筒与外部的解调仪连接。
可选的,所述用于储罐网壳的传感器包括第二光纤以及第二光栅,所述第二光栅安装在所述套筒中并与所述应变梁间隔设置,所述第二光纤的一端与所述第二光栅连接,另一端伸出所述套筒与所述解调仪连接。
可选的,所述用于储罐网壳的传感器包括第一固定块和第二固定块,所述第一固定块和所述第二固定块沿所述套筒的轴向间隔设置在所述套筒中;所述应变梁的一端与所述第一固定块连接,所述应变梁的另一端与所述第二固定块连接,所述第二光栅设置于所述第一固定块或所述第二固定块。
可选的,所述用于储罐网壳的传感器包括光缆,所述光缆部分地包覆所述第一光纤和所述第二光纤。
可选的,所述光缆的一部分完全包覆所述第一光纤和所述第二光纤伸出所述套筒的部分,所述光缆的另一部分位于所述套筒中并部分地包覆所述第一光纤和所述第二光纤。
可选的,所述套筒的一端为出口端,所述第一光纤的一端和所述第二光纤的一端均通过所述出口端伸出所述套筒,所述第一固定块设置在所述出口端;所述第一固定块包括固定销,所述光缆伸入所述套筒的部分固定连接于所述固定销。
可选的,所述用于储罐网壳的传感器包括接头,所述光缆通过所述接头连接于所述套筒的出口端。
可选的,所述第一固定块包括第一柱状体以及第一连接板,所述第一柱状体固定设置在所述套筒内部,所述固定销设置在所述第一柱状体上并且与所述第一柱状体同轴设置,所述第一连接板设置在所述第一柱状体上并且沿所述套筒的轴向延伸,所述应变梁的一端与所述第一连接板连接。
可选的,所述套筒包括同轴设置的第一筒体和第二筒体,所述第一筒体的一端与所述第二筒体的一端连接,所述第一筒体的另一端为所述出口端,所述第二固定块设置在所述第二筒体的另一端。
可选的,所述第一筒体和所述第二筒体为间隙配合,所述第一筒体和所述第二筒体之间设有密封件。
可选的,所述第二固定块包括第二柱状体以及第二连接板,所述第二柱状体固定设置在所述第二筒体内部,所述第二连接板设置在所述第二柱状体上并且沿所述第二筒体的轴向延伸,所述应变梁的另一端与所述第二连接板连接。
可选的,所述第二柱状体开设有用于与所述第二筒体连接的两个安装孔,其中,两个所述安装孔的连接线垂直于所述第二连接板。
可选的,所述应变梁沿所述套筒的轴向延伸设置,所述凹槽包括第一菱形槽、第二菱形槽以及长条通槽,所述第一菱形槽和所述第二菱形槽沿所述应变梁的长度方向间隔设置,所述长条通槽连通所述第一菱形槽和所述第二菱形槽,所述第一光栅延伸经过所述第一菱形槽和所述第二菱形槽。
可选的,所述座体包括第一支座和第二支座,所述套筒的两端分别连接于所述第一支座和所述第二支座。
可选的,所述第一支座开设有用于所述套筒的一端穿过的第一通孔,所述第一支座的顶部设有第一贯通槽,所述第一贯通槽与所述第一通孔连通,所述第一支座配置为所述第一贯通槽能够闭合以使所述第一通孔的内径减小;所述第二支座开设有用于所述套筒的另一端穿过的第二通孔,所述第二支座的顶部设有第二贯通槽,所述第二贯通槽与所述第二通孔连通,所述第二支座配置为所述第二贯通槽能够闭合以使所述第二通孔的内径减小。
可选的,所述应变梁为65Mn、60Si2Mn或可伐合金材质。
通过上述技术方案,所述应变梁固定设置在所述套筒中,所述第一光栅安装在所述应变梁的凹槽中,所述第一光纤的一端与所述第一光栅连接,另一端与外部的解调仪连接,由于所述套筒被所述座体限制了轴向、径向以及周向的运动,同时,所述应变梁配置为能够随所述储罐网壳的形变而产生形变,因此,所述应变梁也不会产生轴向、径向以及周向的运动,而只能够随所述储罐网壳做出形变,所述第一光栅根据所述应变梁而发生变化,使得所述第一光纤将该变化信号传递至所述解调仪,从而实现对所述储罐网壳的形变的监测,在所述储罐网壳发生变形时能够及时地提供预警,便于快速处理,防止网壳失稳现象发生。
本发明还提供一种用于储罐网壳的监测系统,所述用于储罐网壳的监测系统包括上位机、解调仪以及上述的用于储罐网壳的传感器;所述用于储罐网壳的传感器与所述解调仪连接以向所述解调仪传输信息,所述解调仪对所述信息进行分析并将分析结果传输至所述上位机。
可选的,所述解调仪能够根据公式计算所述储罐网壳的应变量,当ε1-ε2的值达到预警值x时,所述上位机发送预警信号;其中,λB1为所述第一光栅的中心波长,λB2为所述第二光栅的中心波长,ε1为所述第一光栅的应变量,ε2为所述第二光栅的应变量,Pe为常量。
可选的,所述用于储罐网壳的监测系统的监测精度为:±1×10-6。
可选的,所述用于储罐网壳的监测系统的监测范围为:-1500×10-6~1500×10-6。
可选的,所述用于储罐网壳的监测系统的监测周期为3~5S。
可选的,所述用于储罐网壳的监测系统包括多个监测组,每个监测组包括一个分路器以及分别连接于所述分路器的多个所述用于储罐网壳的传感器,多个所述监测组的分路器均与所述解调仪连接。
本发明还提供一种传感器安装方法,所述传感器安装方法包括以下步骤:S1、将多个权利要求1-16中任意一项所述的用于储罐网壳的传感器分别安装在所述储罐网壳的多个杆体上;S2、安装多个所述杆体以使多个所述的用于储罐网壳的传感器呈环形布置;S3、将多个所述用于储罐网壳的传感器的第一光纤熔接至同一个熔接点;S4、将所述熔接点与解调仪连接。
可选的,步骤S4包括:S4-1、将所述解调仪与储罐的罐壁连接;S4-2、将所述熔接点设置在所述罐壁上。
所述用于储罐网壳的监测系统、所述传感器安装方法与上述的用于储罐网壳的传感器相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明的用于储罐网壳的传感器的立体示意图;
图2是本发明的用于储罐网壳的传感器的剖视图;
图3是本发明的用于储罐网壳的传感器的应变梁的结构示意图;
图4是图3的正视图;
图5是本发明的用于储罐网壳的传感器的第一固定块的结构示意图;
图6是图5的正视图;
图7是图6的侧视图;
图8是本发明的用于储罐网壳的传感器的第二固定块的结构示意图;
图9是图8的正视图;
图10是图9的侧视图;
图11是本发明的用于储罐网壳的传感器的第一支座(第二支座)的结构示意图;
图12是图11的正视图;
图13是本发明的用于储罐网壳的传感器安装于杆体的示意图;
图14是本发明的用于储罐网壳的监测系统的示意图;
图15是本发明的用于储罐网壳的传感器安装完成的示意图。
附图标记说明
100-用于储罐网壳的传感器,101-第一光纤,102-第一光栅,103-应变梁,104-第二光纤,105-第二光栅,106-第一固定块,107-第二固定块,108-光缆,109-接头,110-第一筒体,111-第二筒体,112-密封件,113-第一支座,114-第二支座,200-解调仪,300-上位机,400-分路器,500-杆体,600-熔接点,1031-第一菱形槽,1032-第二菱形槽,1033-长条通槽,1061-固定销,1062-第一柱状体,1063-第一连接板,1071-第二柱状体,1072-第二连接板,1131-第一通孔,1132-第一贯通槽,1141-第二通孔,1142-第二贯通槽
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
如图1至15所示,本发明的所述用于储罐网壳的传感器包括座体、套筒、第一光纤101、第一光栅102以及应变梁103;所述座体用于安装在所述储罐网壳上;所述套筒安装于所述座体并被限制其轴向、径向以及周向的运动;所述应变梁103固定设置在所述套筒中并且设置有凹槽,所述应变梁103配置为能够随所述储罐网壳的形变而产生形变;所述第一光栅102安装在所述应变梁103的凹槽中;所述第一光纤101的一端与所述第一光栅102连接,另一端伸出所述套筒与外部的解调仪200连接。
在本发明中,所述应变梁103固定设置在所述套筒中,所述第一光栅102安装在所述应变梁103的凹槽中,所述第一光纤101的一端与所述第一光栅102连接,另一端与外部的解调仪200连接,由于所述套筒被所述座体限制了轴向、径向以及周向的运动,同时,所述应变梁103配置为能够随所述储罐网壳的形变而产生形变,因此,所述应变梁103也不会产生轴向、径向以及周向的运动,而只能够随所述储罐网壳做出形变,所述第一光栅102根据所述应变梁103而发生变化,使得所述第一光纤101将该变化信号传递至所述解调仪200,从而实现对所述储罐网壳的形变的监测,在所述储罐网壳发生变形时能够及时地提供预警,便于快速处理,防止网壳失稳现象发生。
在上述实施方式中,由于所述第一光栅102能够根据所述应变梁103的形变而发生变化,因此能够实现对所述储罐网壳的形变的监测,但是,在实际监测工况中,影响所述第一光栅102变化的不仅仅是所述应变梁103的形变,还可以是所述套筒中的温度变化,也就是说,所述套筒中的温度变化可能会引起不期望的变化值,从而导致监测结果出现误差。为了解决这一问题,在本发明的一种实施方式中,所述用于储罐网壳的传感器包括第二光纤104以及第二光栅105,所述第二光栅105安装在所述套筒中并与所述应变梁103间隔设置,所述第二光纤104的一端与所述第二光栅105连接,另一端伸出所述套筒与所述解调仪200连接。可以看出,由于所述第二光栅105与所述应变梁103间隔设置,因此所述第二光栅105并不会被所述应变梁103的形变而影响,而所述第二光栅105只能够被所述套筒中的温度变化影响,也就是说,所述第二光栅105因所述套筒中的温度变化而发生变化,与所述第二光栅105连接的第二光纤104将该变化值传递至所述解调仪200,所述解调仪200将所述第一光纤101传递的信号与所述第二光纤104传递的信号进行比较计算,从而实现温度补偿,消除温度变化对监测所述储罐网壳的形变的影响,同时,还能够监测储罐的表面温度。
应当理解的是,所述第二光栅105的安装方式可以有多种,只要所述第二光栅105不会被所述应变梁103的形变而影响即可,例如,所述第二光栅105可以直接连接于所述套筒的内壁从而悬置在所述应变梁103的上方。在本发明的一种实施方式中,所述用于储罐网壳的传感器还包括第一固定块106和第二固定块107,所述第一固定块106和所述第二固定块107沿所述套筒的轴向间隔设置在所述套筒中;所述应变梁103的一端与所述第一固定块106连接,所述应变梁103的另一端与所述第二固定块107连接,所述第二光栅105设置于所述第一固定块106或所述第二固定块107。也就是说,所述应变梁103架设在所述第一固定块106和所述第二固定块107之间,而所述第二光栅105仅仅设置于所述第一固定块106或所述第二固定块107,其并不与所述应变梁103直接接触,因此,所述应变梁103的形变不会对所述第二光栅105产生影响。
另外,所述用于储罐网壳的传感器还可以包括光缆108,所述光缆108部分地包覆所述第一光纤101和所述第二光纤104,用于对所述第一光纤101和所述第二光纤104提供保护。
如图2所示,具体的,所述光缆108左侧伸出所述套筒的一部分完全包覆所述第一光纤101和所述第二光纤104伸出所述套筒的部分,所述光缆108的另一部分位于所述套筒中并部分地包覆所述第一光纤101和所述第二光纤104,所述第一光纤101和所述第二光纤104位于所述套筒中的右侧部分是裸露的,便于分别连接所述第一光栅102和所述第二光栅105。
在本发明的传感器安装于所述储罐网壳的杆体的过程中,可能会对伸出所述套筒的所述光缆108产生不期望的拉力,从而使得所述光缆108发生位移,这种位移很可能将所述第一光纤101和所述第二光纤104从所述第一光栅102和所述第二光栅105上拉动脱离,从而使得传感器发生故障。为了解决这个问题,在本发明的一种实施方式中,如图5至图7所示,所述套筒的一端为出口端,所述第一光纤101的一端和所述第二光纤104的一端均通过所述出口端伸出所述套筒,所述第一固定块106设置在所述出口端;所述第一固定块106包括固定销1061,所述光缆108伸入所述套筒的部分固定连接于所述固定销1061,因此,当从所述套筒的外部拉拽所述光缆108时,所述光缆108并不会产生位移,因而也就保证了所述第一光纤101和所述第二光纤104能够分别稳固地连接在所述第一光栅102和所述第二光栅105上。
为了便于所述光缆108的安装,在本发明的一种实施方式中,所述用于储罐网壳的传感器进一步包括接头109,所述光缆108通过所述接头109连接于所述套筒的出口端,具体的,所述接头109与所述套筒的出口端螺纹连接,所述光缆108包裹着第一光纤101和所述第二光纤104一起穿过所述接头109而伸入所述套筒中。
应当理解的是,所述第一固定块106可以设计为多种形式,只要其能够稳固地安装于所述套筒中并向所述应变梁103和所述第二光栅105提供安装基础即可。例如,所述第一固定块106可以包括第一柱状体1062以及第一连接板1063,所述第一柱状体1062固定设置在所述套筒内部,所述固定销1061设置在所述第一柱状体1062上并且与所述第一柱状体1062同轴设置,所述第一连接板1063设置在所述第一柱状体1062上并且沿所述套筒的轴向延伸,所述应变梁103的一端能够通过紧固件与所述第一连接板1063连接。
应当理解的是,所述套筒可以设计为多种形式,例如,所述套筒可以是一体成型的一端敞口、一端封口的圆筒形结构。在本发明的一种实施方式中,为了便于安装、拆卸以及维修工作,所述套筒包括同轴设置的第一筒体110和第二筒体111,所述第一筒体110的一端与所述第二筒体111的一端连接,所述第一筒体110的另一端为所述出口端,所述第二固定块107设置在所述第二筒体111的另一端。由于所述套筒是组装而成,因此便于运输以及安装工作,而当传感器出现故障时,只需将所述第一筒体110和所述第二筒体111分开即可直观且方便地检修内部的部件。
所述第一筒体110和所述第二筒体111可以通过螺纹实现相互连接,为了能够提高所述套筒的密封性,防止外部的杂质进入所述套筒中而对监测结果产生干扰,在本发明的一种实施方式中,所述第一筒体110和所述第二筒体111为间隙配合,所述第一筒体110和所述第二筒体111之间设有密封件112。具体的,所述第一筒体110的一端的外径小于所述第二筒体111的一端的内径,使所述第一筒体110的端部能够伸入所述第二筒体111的端部,同时,所述第一筒体110和所述第二筒体111相对应的端部均开设有两个安装槽,密封圈等密封件112能够安装在两个所述安装槽中,从而实现所述第一筒体110和所述第二筒体111之间的密封。
应当理解的是,所述第二固定块107可以设计为多种形式,例如,如图8至图10所示,所述第二固定块107包括第二柱状体1071以及第二连接板1072,所述第二柱状体1071固定设置在所述第二筒体111内部,所述第二连接板1072设置在所述第二柱状体1071上并且沿所述第二筒体111的轴向延伸,所述应变梁103的另一端与所述第二连接板1072连接。
为了便于所述第二固定块107安装于所述第二筒体111,在本发明的一种实施方式中,所述第二柱状体1071开设有用于与所述第二筒体111连接的两个安装孔,其中,两个所述安装孔的连接线垂直于所述第二连接板1072。这样,通过将两个紧固件穿过所述第二筒体111的端部并伸入两个所述安装孔中,实现所述第二固定块107与所述第二筒体111的连接,并且,通过将两个所述安装孔的连接线设置为垂直于所述第二连接板1072的形式,能够提高所述第二柱状体1071与所述第二筒体111的连接强度,从而使得所述第二连接板1072能够向所述应变梁103提供更加稳固的支撑。
如图3和图4所示,在上述实施方式中,所述应变梁103的凹槽可以包括第一菱形槽1031、第二菱形槽1032以及长条通槽1033,所述第一菱形槽1031和所述第二菱形槽1032沿所述应变梁103的长度方向间隔设置,所述长条通槽1033连通所述第一菱形槽1031和所述第二菱形槽1032,所述第一光栅102延伸经过所述第一菱形槽1031和所述第二菱形槽1032。这种结构的凹槽能够使所述第一光栅102更加敏锐地感应到所述应变梁103的形变,从而提高监测的精确度。
应当理解的是,所述座体可以设计为多种形式,只要其能够向所述套筒提供支撑并限制所述套筒的轴向、径向以及周向的位移即可。例如,如图11和图12所示,所述座体可以包括第一支座113和第二支座114,所述套筒的两端分别连接于所述第一支座113和所述第二支座114。
具体的,所述第一支座113开设有用于所述套筒的一端穿过的第一通孔1131,所述第一支座113的顶部设有第一贯通槽1132,所述第一贯通槽1132与所述第一通孔1131连通,所述第一支座113配置为所述第一贯通槽1132能够闭合以使所述第一通孔1131的内径减小;所述第二支座114开设有用于所述套筒的另一端穿过的第二通孔1141,所述第二支座114的顶部设有第二贯通槽1142,所述第二贯通槽1142与所述第二通孔1141连通,所述第二支座114配置为所述第二贯通槽1142能够闭合以使所述第二通孔1141的内径减小。在安装时,先将所述套筒的两端分别伸入所述第一通孔1131和所述第二通孔1141中,然后通过紧固件拧紧所述第一支座113的顶部以及所述第二支座114的顶部,使得所述第一贯通槽1132和所述第二贯通槽1142均发生闭合,从而夹紧所述套筒的两端。
另外,所述应变梁103可以采用多种材质制成,例如,所述应变梁103为65Mn、60Si2Mn或可伐合金材质中的一种或者多种。
本发明的用于储罐网壳的传感器能够实现对所述储罐网壳的形变的监测功能,在所述储罐网壳发生变形时能够及时地提供预警,便于快速处理,防止网壳失稳现象发生。
如图14所示,本发明还提供了一种用于储罐网壳的监测系统,所述用于储罐网壳的监测系统包括上位机300、解调仪200以及上述的用于储罐网壳的传感器100;所述用于储罐网壳的传感器100与所述解调仪200连接以向所述解调仪200传输信息,所述解调仪200对所述信息进行分析并将分析结果传输至所述上位机300。
根据温度和应变共同产生的波长变化的公式如下:
其中,λB为波长,ε为应变量,T为温度,α、ζ和Pe都是常量。
那么,所述第一光栅102的波长变化的公式为:
所述第二光栅105的波长变化的公式为:
为了能够实现温度补偿,消除温度变化对监测所述储罐网壳的形变的影响,将上述两个光栅的波长变化公式相减,消除ΔT,并最终得到公式:
所述解调仪200能够根据公式计算所述储罐网壳的应变量,当ε1-ε2的值达到预警值x时,所述上位机300发送预警信号;其中,λB1为所述第一光栅102的中心波长,λB2为所述第二光栅105的中心波长,ε1为所述第一光栅102的应变量,ε2为所述第二光栅105的应变量,Pe为常量。
在优选的实施方式中,本发明的用于储罐网壳的监测系统的监测精度为:±1×10-6,其监测范围为:-1500×10-6~1500×10-6,其监测周期为3~5S。
根据储罐网壳的尺寸,可以布置多个所述用于储罐网壳的传感器100进行监测,因此,在本发明的一种实施方式中,所述用于储罐网壳的监测系统包括多个监测组,每个监测组包括一个分路器400以及分别连接于所述分路器400的多个所述用于储罐网壳的传感器100,多个所述监测组的分路器400均与所述解调仪200连接。
本发明还提供了一种传感器安装方法,所述传感器安装方法包括以下步骤:
S1、将多个权利要求1-16中任意一项所述的用于储罐网壳的传感器100分别安装在所述储罐网壳的多个杆体500上;
S2、安装多个所述杆体500以使多个所述的用于储罐网壳的传感器100呈环形布置;
S3、将多个所述用于储罐网壳的传感器100的第一光纤101熔接至同一个熔接点600;
S4、将所述熔接点600与解调仪200连接。
在上述安装方法中,若是所述解调仪200放置在所述储罐下部,将所述解调仪200与储罐的罐壁连接,然后将所述熔接点600设置在所述罐壁上,即可视为所述第一光纤101直接接入了所述解调仪200,然后再通过无线传输方式将信号反馈至所述上位机300。若是所述解调仪200放置在其他位置,则所述传感器100的光缆108需埋地敷设再与所述解调仪200连接,所述解调仪200与上位机300可采用有线或无线方式进行通讯。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种用于储罐网壳的传感器,其特征在于,所述用于储罐网壳的传感器包括座体、套筒、第一光纤(101)、第一光栅(102)以及应变梁(103);
所述座体用于安装在所述储罐网壳上;
所述套筒安装于所述座体并被限制其轴向、径向以及周向的运动;
所述应变梁(103)固定设置在所述套筒中并且设置有凹槽,所述应变梁(103)配置为能够随所述储罐网壳的形变而产生形变;
所述第一光栅(102)安装在所述应变梁(103)的凹槽中;
所述第一光纤(101)的一端与所述第一光栅(102)连接,另一端伸出所述套筒与外部的解调仪(200)连接;所述用于储罐网壳的传感器包括第二光纤(104)以及第二光栅(105),所述第二光栅(105)安装在所述套筒中并与所述应变梁(103)间隔设置,所述第二光纤(104)的一端与所述第二光栅(105)连接,另一端伸出所述套筒与所述解调仪(200)连接;所述用于储罐网壳的传感器包括第一固定块(106)和第二固定块(107),所述第一固定块(106)和所述第二固定块(107)沿所述套筒的轴向间隔设置在所述套筒中;所述应变梁(103)的一端与所述第一固定块(106)连接,所述应变梁(103)的另一端与所述第二固定块(107)连接,所述第二光栅(105)设置于所述第一固定块(106)或所述第二固定块(107);
所述用于储罐网壳的传感器包括光缆(108),所述光缆(108)部分地包覆所述第一光纤(101)和所述第二光纤(104);
所述光缆(108)的一部分完全包覆所述第一光纤(101)和所述第二光纤(104)伸出所述套筒的部分,所述光缆(108)的另一部分位于所述套筒中并部分地包覆所述第一光纤(101)和所述第二光纤(104);
所述套筒的一端为出口端,所述第一光纤(101)的一端和所述第二光纤(104)的一端均通过所述出口端伸出所述套筒,所述第一固定块(106)设置在所述出口端;所述第一固定块(106)包括固定销(1061),所述光缆(108)伸入所述套筒的部分固定连接于所述固定销(1061);
所述用于储罐网壳的传感器包括接头(109),所述光缆(108)通过所述接头(109)连接于所述套筒的出口端。
2.根据权利要求1所述的用于储罐网壳的传感器,其特征在于,所述第一固定块(106)包括第一柱状体(1062)以及第一连接板(1063),所述第一柱状体(1062)固定设置在所述套筒内部,所述固定销(1061)设置在所述第一柱状体(1062)上并且与所述第一柱状体(1062)同轴设置,所述第一连接板(1063)设置在所述第一柱状体(1062)上并且沿所述套筒的轴向延伸,所述应变梁(103)的一端与所述第一连接板(1063)连接。
3.根据权利要求1所述的用于储罐网壳的传感器,其特征在于,所述套筒包括同轴设置的第一筒体(110)和第二筒体(111),所述第一筒体(110)的一端与所述第二筒体(111)的一端连接,所述第一筒体(110)的另一端为所述出口端,所述第二固定块(107)设置在所述第二筒体(111)的另一端。
4.根据权利要求3所述的用于储罐网壳的传感器,其特征在于,所述第一筒体(110)和所述第二筒体(111)为间隙配合,所述第一筒体(110)和所述第二筒体(111)之间设有密封件(112)。
5.根据权利要求3所述的用于储罐网壳的传感器,其特征在于,所述第二固定块(107)包括第二柱状体(1071)以及第二连接板(1072),所述第二柱状体(1071)固定设置在所述第二筒体(111)内部,所述第二连接板(1072)设置在所述第二柱状体(1071)上并且沿所述第二筒体(111)的轴向延伸,所述应变梁(103)的另一端与所述第二连接板(1072)连接。
6.根据权利要求5所述的用于储罐网壳的传感器,其特征在于,所述第二柱状体(1071)开设有用于与所述第二筒体(111)连接的两个安装孔,其中,两个所述安装孔的连接线垂直于所述第二连接板(1072)。
7.根据权利要求1所述的用于储罐网壳的传感器,其特征在于,所述应变梁(103)沿所述套筒的轴向延伸设置,所述凹槽包括第一菱形槽(1031)、第二菱形槽(1032)以及长条通槽(1033),所述第一菱形槽(1031)和所述第二菱形槽(1032)沿所述应变梁(103)的长度方向间隔设置,所述长条通槽(1033)连通所述第一菱形槽(1031)和所述第二菱形槽(1032),所述第一光栅(102)延伸经过所述第一菱形槽(1031)和所述第二菱形槽(1032)。
8.根据权利要求1所述的用于储罐网壳的传感器,其特征在于,所述座体包括第一支座(113)和第二支座(114),所述套筒的两端分别连接于所述第一支座(113)和所述第二支座(114)。
9.根据权利要求8所述的用于储罐网壳的传感器,其特征在于,所述第一支座(113)开设有用于所述套筒的一端穿过的第一通孔(1131),所述第一支座(113)的顶部设有第一贯通槽(1132),所述第一贯通槽(1132)与所述第一通孔(1131)连通,所述第一支座(113)配置为所述第一贯通槽(1132)能够闭合以使所述第一通孔(1131)的内径减小;所述第二支座(114)开设有用于所述套筒的另一端穿过的第二通孔(1141),所述第二支座(114)的顶部设有第二贯通槽(1142),所述第二贯通槽(1142)与所述第二通孔(1141)连通,所述第二支座(114)配置为所述第二贯通槽(1142)能够闭合以使所述第二通孔(1141)的内径减小。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的用于储罐网壳的传感器,其特征在于,所述应变梁(103)为65Mn、60Si2Mn或可伐合金材质。
11.一种用于储罐网壳的监测系统,其特征在于,所述用于储罐网壳的监测系统包括上位机(300)、解调仪(200)以及权利要求1-10中任意一项所述的用于储罐网壳的传感器(100);所述用于储罐网壳的传感器(100)与所述解调仪(200)连接以向所述解调仪(200)传输信息,所述解调仪(200)对所述信息进行分析并将分析结果传输至所述上位机(300)。
12.根据权利要求11所述的用于储罐网壳的监测系统,其特征在于,所述解调仪(200)能够根据公式计算所述储罐网壳的应变量,当/>的值达到预警值x时,所述上位机(300)发送预警信号;其中,/>为所述第一光栅(102)的中心波长,为所述第二光栅(105)的中心波长,/>为所述第一光栅(102)的应变量,/>为所述第二光栅(105)的应变量,/>为常量。
13.根据权利要求12所述的用于储罐网壳的监测系统,其特征在于,所述用于储罐网壳的监测系统的监测精度为:±1×10-6。
14.根据权利要求13所述的用于储罐网壳的监测系统,其特征在于,所述用于储罐网壳的监测系统的监测范围为:-1500×10-6~1500×10-6。
15.根据权利要求14所述的用于储罐网壳的监测系统,其特征在于,所述用于储罐网壳的监测系统的监测周期为3~5S。
16.根据权利要求11所述的用于储罐网壳的监测系统,其特征在于,所述用于储罐网壳的监测系统包括多个监测组,每个监测组包括一个分路器(400)以及分别连接于所述分路器(400)的多个所述用于储罐网壳的传感器(100),多个所述监测组的分路器(400)均与所述解调仪(200)连接。
17.一种传感器安装方法,其特征在于,所述传感器安装方法包括以下步骤:
S1、将多个权利要求1-10中任意一项所述的用于储罐网壳的传感器(100)分别安装在所述储罐网壳的多个杆体(500)上;
S2、安装多个所述杆体(500)以使多个所述的用于储罐网壳的传感器(100)呈环形布置;
S3、将多个所述用于储罐网壳的传感器(100)的第一光纤(101)熔接至同一个熔接点(600);
S4、将所述熔接点(600)与解调仪(200)连接。
18.根据权利要求17所述的传感器安装方法,其特征在于,步骤S4包括:
S4-1、将所述解调仪(200)与储罐的罐壁连接;
S4-2、将所述熔接点(600)设置在所述罐壁上。
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