CN116486552B - 基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术，包括超远距离激光测振仪和油罐；所述超远距离激光测振仪放置在远离所述油罐的位置；所述超远距离激光测振仪连接有数据采集模块，所述数据采集模块连接有PC显示端，所述PC显示端连接有报警装置。本发明采用上述的基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术，从气泡破裂引起的压力脉冲出发，利用在扬沸火灾发生时会产生大量气泡的特征，通过超远距离激光测振仪检测大量气泡破裂时引起的罐壁振动信号，通过数据采集模块接收振动信息，并传输至PC显示端，PC显示端超过振动阈值的信息触发报警信息，通过报警装置在扬沸前发出警报，提醒相关人员即时响应并撤离。

Description

基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术

技术领域

本发明涉及油罐扬沸火灾预警技术领域，尤其是涉及基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术。

背景技术

关于油罐扬沸火灾，NFPA将其定义为当储存一定量可燃液体的开放式储罐发生燃烧，在经过一段时间的准稳态燃烧后，储罐底部的水层沸腾，使火灾强度突然急剧增大，形成巨大的球形火焰，并伴随有大量燃烧着的液体燃料从储罐中喷溅而出。

由于在原油在开采钻井、运输等生产过程中无法避免水分的渗入，甚至水本身就是原油的组成成分之一，因此油罐内的原油在储存一段时间后，原油中的水分在重力作用下沉积在油罐的底部。一旦发生火灾，油罐的原油便会被不断加热，随后在原油中形成热区。随着火灾的发展，热区会不断向下生长接触到油罐底部的水层，使得水层剧烈沸腾产生大量气泡，这些气泡上浮至油层表面后破裂，产生了极大的压力脉冲，引起了罐壁的振动。当油层中的气泡数目足够多之后，大量气泡的破裂行为导致了扬沸现象的产生。

扬沸火灾是重质油油罐火灾中最具危险性的一种特殊灾害形式，其危害主要表现为两方面。一是扬沸时辐射热通量突然增大，扬沸时的辐射热通量可骤然突变至扬沸前准稳态燃烧时辐射热通量的数倍乃至数十倍，热辐射作为油罐扬沸火灾的主要危害之一，可直接或间接地造成人员伤亡和油罐间火灾蔓延；二是扬沸时沸溢和喷溅出的燃烧油品能进一步恶化当前的火情，其中沸溢出的燃烧油品会大大增加火灾影响面积，影响扑救难度，而喷溅出的燃烧油品可以引燃周围储存着油品的储罐以及各种设备设施，产生的高温、高热会灼伤消防人员、毁坏周边的消防设备，造成二次灾害。

掌握扬沸火灾的特点和发生规律，及时的预报扬沸火灾的发生，进行设备防护和人员撤离，是在现有设备和技术条件下减少扬沸火灾损失的最佳途径之一。

微爆噪声是扬沸前兆阶段的重要特征，它与扬沸机理密切相关，是预警扬沸发生的可靠途径。现有技术对油罐扬沸火灾的预警通常基于气泡破裂时发出的噪声信号，但扬沸火灾现场是一个多声音事件组成的噪声环境，当存在与微爆噪声频谱结构相近的声音时(如高压水龙头喷溅声)，传统的声音识别检测方法对于扬沸前兆阶段气泡破裂发出的微弱噪声信号无法进行有效提取和识别，因而无法达到准确预警的效果。

若能对扬沸火灾提前预警，将有助于消防人员撤离和必要的设备防护，从而可以降低扬沸火灾带来的伤亡和损失。而气泡行为与扬沸发生机理密切相关，大量气泡的破裂行为引起的压力脉冲会在罐壁上得到体现，有效提取和识别因气泡破裂产生脉冲而引起的灌壁振动是预警扬沸发生的可靠途径。

发明内容

本发明的目的是提供基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术，从气泡破裂引起的压力脉冲出发，通过检测油罐火灾发生时罐壁的振动信号，从一个全新的角度提供一种扬沸火灾预警方法。利用在扬沸火灾发生时会产生大量气泡的特征，通过超远距离激光测振仪检测大量气泡破裂时引起的罐壁振动信号，通过数据采集模块接收振动信息，并传输至PC显示端，实时显示罐壁振动信号，通过报警装置在扬沸前发出警报，提醒相关人员即时响应并撤离。

为实现上述目的，本发明提供了基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术，其特征在于：包括超远距离激光测振仪和油罐；所述超远距离激光测振仪放置在远离所述油罐的位置；所述超远距离激光测振仪连接有数据采集模块，所述数据采集模块连接有PC显示端，所述PC显示端连接有报警装置。

优选的，所述超远距离激光测振仪为非固定装置。

优选的，所述超远距离激光测振仪采集的振动信息通过所述数据采集模块传输到所述PC显示端。

优选的，所述PC显示端具有振动阈值；所述PC显示端超过振动阈值的振动信号触发报警信号。

优选的，所述PC显示端将报警信号传输到所述报警装置。

优选的，所述报警装置接收报警信号发出警报。

优选的，所述超远距离激光测振仪、所述数据采集模块、所述PC显示端和所述报警设备之间均为电性连接。

因此，本发明采用上述基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术，本发明的有益效果如下：

(1)本发明所提供的一种基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警装置，从气泡破裂引起的压力脉冲出发，通过检测油罐火灾发生时罐壁的振动信号，从一个全新的角度提供一种扬沸火灾预警方法。油罐火灾发生，在采取常规消防灭火措施后仍无法扑灭火灾时，利用在扬沸火灾发生时会产生大量气泡的特征，通过超远距离激光测振仪检测大量气泡破裂时引起的罐壁振动信号，通过数据采集模块接收振动信息，并传输至PC显示端，实时显示罐壁振动信号，通过报警装置在扬沸前发出警报，提醒相关人员即时响应并撤离。

(2)本发明采用的超远距离激光测振仪在不产生附加质量的情况下可以轻松测量大型结构的表面振动，且为非固定装置，工作人员可根据实际火情进行调整布置超远距离激光测振仪与着火油罐的距离，可保证超远距离激光测振仪在油罐火灾发生时全程不受影响，稳定运行。

(3)本发明从一个全新的角度出发，通过超远距离激光测振仪检测由气泡破裂引起的压力脉冲引起的罐壁振动信号，提出一种新的油罐扬沸火灾预警装置。可以避免因扬沸火灾现场环境嘈杂而不能进行有效提取和识别扬沸前兆阶段气泡破裂发出的微弱噪声信号，以达到准确预警的效果。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术实施例的装置整体示意图；

附图标记

1、超远距离激光测振仪；2、数据采集模块；3、PC显示端；4、报警装置；5、油罐。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

如图1所示，本发明公开了一种基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警装置，包括油罐5和超远距离激光测振仪1。本发明的超远距离激光测振仪1在不产生附加质量的情况下，可以轻松测量结构的动态参数。并且超远距离激光测振仪1为非固定装置，其与油罐5的距离可以根据实际情况进行调整。当油罐5发生火灾后，将超远距离激光测振仪1布置在距离油罐5具有一定距离的地方，该距离可根据实际火情进行调整，超远距离激光测振仪1可在远距离不受火情干扰的情况下，稳定检测油罐5罐壁振动信息。

超远距离激光测振仪1与数据采集模块2电性连接，数据采集模块2可以实时接收超远距离激光测振仪1采集的振动信号，在油罐发生火灾时，超远距离激光测振仪1可以检测到由储罐内气泡破裂引起的压力脉冲导致的罐壁振动信息，并转化为信号传输到数据采集模块2。

数据采集模块2与PC显示端3电性连接，PC显示端3设置有振动信号阈值，PC显示端3在接收信号后，可实时显示罐壁振动信息，并在振动信号超过阈值时，触发报警信号。

PC显示端3与报警装置4电性连接，PC显示端3可将报警信号传输至报警装置4，报警装置4在接收到报警信号后，立即报警，提醒相关人员撤离，从而减少人员伤亡。

具体而言，现以油罐扬沸火灾情况的油罐为例来解释本发明提供的一种基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警装置。由于在原油在开采钻井、运输等生产过程中无法避免水分的渗入，甚至水本身就是原油的组成成分之一，因此油罐内的原油在储存一段时间后，原油中的水分在重力作用下沉积在油罐的底部。一旦发生火灾，油罐的原油便会被不断加热，随后在原油中形成热区。随着火灾的发展，热区会不断向下生长接触到油罐底部的水层，使得水层剧烈沸腾产生大量气泡，这些气泡上浮至油层表面后破裂，产生了极大的压力脉冲，引起了罐壁的振动。当油层中的气泡数目足够多之后，大量气泡的破裂行为导致了扬沸现场的产生。

本发明在实施时，可以根据实际情况布置超远距离激光测振仪1的位置，用来检测油罐5内由于气泡破裂产生的脉冲而引起的罐壁振动信息，并将振动信息转化为信号通过数据采集模块2传输到PC显示端3，PC显示端3接收信号后实时显示振动信息，并在振动信号超过阈值时触发报警信号，报警信号传输至报警装置4，报警装置4立即报警，提醒人员撤离。油罐火灾发生，在采取常规消防灭火措施后仍无法扑灭火灾时，根据实际情况将超远距离激光测振仪1布置好，让其可以检测油罐5的振动信息，随着油温升高，油罐5内气泡产生的数量会越来越多，气泡破裂引起的压力脉冲也会越来越大，通过超远距离激光测振仪1检测油罐5的罐壁振动信息，并转化为信号通过所述数据采集模块2传输到所述PC显示端3，PC显示端3在接收信号后，实时显示罐壁振动信息，并在振动信号超过阈值时，触发报警信号，传输至所述报警装置4，报警装置4立即报警，提醒相关人员撤离，从而可以减少人员伤亡。

因此，本发明采用上述基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术，本发明的有益效果如下：

(1)本发明所提供的一种基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警装置，从气泡破裂引起的压力脉冲出发，通过检测油罐火灾发生时罐壁的振动信号，从一个全新的角度提供一种扬沸火灾预警方法。油罐火灾发生，在采取常规消防灭火措施后仍无法扑灭火灾时，利用在扬沸火灾发生时会产生大量气泡的特征，通过超远距离激光测振仪检测大量气泡破裂时引起的罐壁振动信号，通过数据采集模块接收振动信息，并传输至PC显示端，实时显示罐壁振动信号，通过报警装置在扬沸前发出警报，提醒相关人员即时响应并撤离。

(2)本发明采用的超远距离激光测振仪，在不产生附加质量的情况下可以轻松测量大型结构的表面振动，且为非固定装置，工作人员可根据实际火情进行调整布置超远距离激光测振仪与着火油罐的距离，可保证超远距离激光测振仪在油罐火灾发生时全程不受影响，稳定运行。

(3)本发明从一个全新的角度出发，通过超远距离激光测振仪检测由气泡破裂引起的压力脉冲引起的罐壁振动信号，提出一种新的油罐扬沸火灾预警装置。可以避免因扬沸火灾现场环境嘈杂而不能进行有效提取和识别扬沸前兆阶段气泡破裂发出的微弱噪声信号，以达到准确预警的效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术，其特征在于：包括超远距离激光测振仪和油罐；所述超远距离激光测振仪放置在远离所述油罐的位置；所述超远距离激光测振仪连接有数据采集模块，所述数据采集模块连接有PC显示端，所述PC显示端连接有报警装置；

利用扬沸火灾发生时产生大量气泡的特征，所述超远距离激光测振仪检测油罐内气泡破裂产生的压力脉冲所引起的罐壁振动信号，所述数据采集模块接收所述振动信息并将其转化为信号传输至所述PC显示端，所述PC显示端实时显示罐壁振动信号且内置振动阈值，当振动信号超过所述振动阈值时触发报警信号，所述PC显示端将报警信号传输至所述报警装置，所述报警装置接收报警信号后发出警报。

2.根据权利要求1所述的基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术，其特征在于：所述超远距离激光测振仪为非固定装置。

3.根据权利要求1所述的基于超远距离激光测振仪的油罐扬沸火灾预警技术，其特征在于：所述超远距离激光测振仪、所述数据采集模块、所述PC显示端和所述报警装置之间均为电性连接。