CN1811404A - 成品油含水率在线实时测量方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成品油含水率在线实时测量方法与装置，该测量方法为采用超声波测量成品油液位，根据差压传感器测量成品油压强，通过嵌入式计算装置计算成品油含水率。在成品油库(10)顶部安装超声波探头(4)，超声波探头(4)连接超声波液位测量装置(3)；分别安装在成品油库(10)的底部和上部的液体压强引压管(8)、空气压强引压管(9)连接到差压传感器(5)上，差压传感器(5)连接差分压力测量装置(2)；超声波液位测量装置(3)和差分压力测量装置(2)连接嵌入式计算装置(1)整体构成测量装置。本发明无需人工重新参与标定与校准，实现对规则容器在线实时自动测量。

Description

成品油含水率 在线实时测量方法与装置

所属技术领域

本发明涉及测量方法与装置，具体涉及成品油含水率在线实时测量方法与装置。

背景技术

在计划经济年代及改革开放初期，石油勘探、采集、提炼及成品油的储存、运输、销售都由相关政府部门一条龙专管、专营，成品油的质量靠炼油企业从源头上按国家标准自行检测控制。在民营企业及私人车辆所占比例很少，全国加油站都属同一系统国营企业，车辆加油一律不收现金只收油票，成品油的质量尤其是含水率基本都在合格标准以上这些情况下，人们觉得没有必要对成品油的储存、运输、销售各个环节流通的成油品质量和实际含水率进行监测。

最近十年，尤其是“十五”计划的近五年以来，随着我国经济持续发展和人民收入及生活水平不断提高，社会和私人车辆保有量持续高速增长；建成高速公路、高等级公路里程迅速增加，我国成品油需求量也成倍增加；同时成品油的生产、进出口、储存、运输、销售各个环节也逐步向民资开放，各种所有制加油站遍及全国各地。目前各地加油站几乎都采用现金或刷卡加油，受利益驱动，一些缺失商业道德的加油站经常在加油流量计上做手脚从而使所加油量缺斤少两，或对所售成品油违规按一定比例掺自来水等手法坑害消费者，这类违法现象各地均常有发生，广大消费者非常不满与无奈，以各种方式纷纷强烈呼吁各级各地政府加强成品油市场的监管与执法力度。

我国石油生产和炼油企业以及各级技术监督、计量部门对成品油含水率一直沿用GB260-77(1988年确认)的《石油产品水分测定法》所规定的蒸馏测定水分含量方法，该方法规定每次被测成品油试样为100毫升，需加入等量无水工业溶剂、少量无釉瓷片、浮石或毛细管后，再用电炉或酒精灯慢慢加热，把成品油中的水分受热全部蒸馏、冷凝收集后，经简单计算获得送检成品油试样的含水率。此种标准方法存在的问题是：1、每做一个试样大约需2小时，无法做到实时在线测量；2、由于上述蒸馏测定水分含量方法所有环节均为手工操作，难以依据此法设计在线自动测量装置或系统。

缺乏对成品油库(罐)中成品油含水率实时监控手段和成品油售油机所售油品含水率快速测定方法与装置，是困扰成品油市场有效监管和及时执法的两大技术难题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种成品油含水率在线实时测量方法与装置，该装置测量油库每次进出油的时间、数量、含水率，实时在线测量，实时监控和管理，避免违规现象的发生。

本发明的技术解决方案是：该测量方法为：首先采用超声波非接触式测距原理测量容器中成品油液位，然后根据差压传感器信号测量容器中成品油压强，最后通过嵌入式计算装置综合计算出成品油含水率。

该测量装置主要由嵌入式计算装置、差分压力测量装置、超声波液位测量装置、超声波探头、差压传感器组成，在成品油库(罐)或成品油售油机顶部靠中央位置安装超声波探头，超声波探头连接超声波液位测量装置；在成品油库(罐)或成品油售油机的底部安装液体压强引压管，在成品油库(罐)或成品油售油机的上部安装空气压强引压管，液体压强引压管和空气压强引压管连接到差压传感器上，差压传感器连接差分压力测量装置；超声波液位测量装置和差分压力测量装置连接嵌入式计算装置整体构成测量装置。

超声波液位测量装置是利用波在介质中的传播特性，具体地说，超声波在传播中遇到相界面时，有一部分反射回来，另一部分则折射入相邻介质中。当超声波由气体传播到液体或固体中，或者由固体、液体传播到空气中时，由于介质密度相差太大而几乎全部发生反射因此，在容器顶部安装超声波探头即发射器和接收器，发射出的超声波在油、气相界面被反射，并由接收器接收，测出超声波从发射到接收的时间差，通过超声波液位测量装置便可测出液位。超声波在空气中传播速度为C，传播时间为Δt，则超声波探头又称超声波换能器至油、气相界面的距离 $L=\frac{1}{2}\mathrm{C\Δt}.$ 故测出Δt便可知液位L。

由差压传感器感受测量来自容器底部液体压强引压管和容器上部空气压强引压管两者差压，通过差分压力测量装置测得容器中的油品的压强。

成品油含水率在线实时测量的工作原理如下：由超声波探头及超声波液位测量装置测出容器中的油位，由差压传感器及差分压力测量装置测量容器中油品的压强，由嵌入式计算装置根据容器中成品油的油位和油压计算得到该容器中成品油的密度，再由该型号标准油品密度和所含矿化水分密度就可方便地计算出该容器中成品油含水率。因原油产地不同，其标准成品油密度通常在0.814～0.826之间，一般成品油正常提炼过程存在少量的矿化水密度约为1.01。

本发明的成品油含水率在线实时测量方法与装置具有以下优点：①能自动监测、存储容器中每次进、出油的时间、数量(体积、重量)、含水率；②可以设计先进的现场(CAN)总线接口，方便地构成不同规模的成品油远程监控与管理信息网络。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1.嵌入式计算装置，2.差分压力测量装置，3.超声波液位测量装置，4.超声波探头，5.差压传感器，6.进油管，7.出油管，8.液体压强引压管，9.气体压强引压管，10.成品油库。

具体实施方式

该测量方法为：首先采用超声波非接触式测距原理测量容器中成品油液位，然后根据差压传感器信号测量容器中成品油压强，最后通过嵌入式计算装置综合计算出成品油含水率。

该测量装置如图1所示，主要由嵌入式计算装置1、差分压力测量装置2、超声波液位测量装置3、超声波探头4、差压传感器5组成，在成品油库10顶部靠中央位置附近安装超声波探头4，超声波探头4连接超声波液位测量装置3；在成品油库10或成品油售油机的底部靠近中央位置附近安装液体压强引压管8，在成品油库10或成品油售油机的上部安装空气压强引压管9，液体压强引压管8和空气压强引压管9连接到差压传感器5上，差压传感器5连接差分压力测量装置2；超声波液位测量装置3和差分压力测量装置2连接嵌入式计算装置1整体构成测量装置。

由超声波探头4及超声波液位测量装置3测出容器中的油位(高度)，由差压传感器5及差分压力测量装置2测量容器中油品的压强，由嵌入式计算装置1根据容器中成品油的油位和油压，计算得到该容器中成品油的密度，再由该型号标准油品密度和矿化水密度方便地计算出该容器中成品油含水率。

本发明中的超声波液位测量装置、差分压力测量装置、嵌入式计算装置都是现有测量计算设备。

安装时注意：差压传感器安装时其差压敏感区与成品油容器底部内表面处于同一平面上；进油管出口接近成品油容器底部并与容器底部液体压强引压管分置容器两侧。

当容器上部气压因成品油挥发与环境大气压强不一致时，当油位高底变化时，当容器中成品油含水分布不均匀时(通常愈接近容器底部油层含水率愈高、反之亦反)，本发明无需人工重新参与标定与校准，实现对圆筒形、长方体等规则容器在线实时自动辨识、自动测量和指示容器中连续变化的油位、量值、油品总体积、平均含水率。

Claims (4)

1.成品油含水率在线实时测量方法，首先，采用超声波非接触式测量容器中成品油液位；然后，根据差压传感器测量容器中成品油压强；最后，通过嵌入式计算装置综合计算出成品油含水率。

2.成品油含水率在线实时测量装置，其特征在于：该测量装置主要由嵌入式计算装置(1)、差分压力测量装置(2)、超声波液位测量装置(3)、超声波探头(4)、差压传感器(5)组成，在成品油库(10)顶部安装超声波探头(4)，超声波探头(4)连接超声波液位测量装置(3)；在成品油库(10)的底部安装液体压强引压管(8)，在成品油库(10)的上部安装空气压强引压管(9)，液体压强引压管(8)和空气压强引压管(9)连接到差压传感器(5)上，差压传感器(5)连接差分压力测量装置(2)；超声波液位测量装置(3)和差分压力测量装置(2)连接嵌入式计算装置(1)整体构成测量装置。

3.根据权利要求2所述的成品油含水率在线实时测量装置，其特征在于：差压传感器(5)安装时其差压敏感区与成品油库(10)底部内表面处于同一平面上。

4.根据权利要求2所述的成品油含水率在线实时测量装置，其特征在于：安装在成品油库(10)上的进油管(6)的出口接近成品油库的底部并与成品油库底部上连接的液体压强引压管(8)分置成品油库的两侧。

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