CN201037776Y - 排油监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种排油监控装置，它包括流量测量系统，取样头，采样头，采样泵、回流阀、排放阀、采样泵控制箱，排放阀控制箱，其特征在于，还包括相互连接的计算机控制单元和测量单元，其中，计算机控制单元接收来自所述测量单元的信号，并经计算处理反馈所接收的信号，向所述测量单元发送信号；测量单元的一入口与取样头连接，使取样头所取的样水通过所述测量单元的光学测量元件后经过信号转换，将采集到的样水中含油量的变化转换成相应的信号传递给计算机控制单元。本实用新型采用了三套微型计算机系统，提高了系统稳定性，采用光学测量元件，提高了测量精度；使系统具有了对流动样水进行0ppm－1000ppm的油份浓度连续测量的能力。

Description

排油监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种监控装置，尤其涉及一种船舶排污的油份浓度监控装置。

背景技术

目前的油份浓度测量装置是一种静态的监控装置，是将样品采集起来后，再用油份浓度测量装置进行测量。这种静态监控的方式不能实时监控船舶在行使过程中的排油的状况，国内目前还没有类似本产品的用于船舶的排油监控系统。国际现有的排油监控装置的测量方式采用红外相关技术及光学散射原理之一的单一处理方式，而且，采用的是单CPU处理所采集的信号方式，测量精度不高，测量范围也通常小于300ppm。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能根据船舶的航速，通过对排放管的流量及含油污水的含油量的实时的更精确的测定决定船舶排油的监控装置。

实现本发明目的技术方案是：一种排油监控装置，包括流量测量系统，取样头、采样头、采样泵、回流阀、排放阀、采样泵控制箱，排放阀控制箱，还包括相互连接的计算机控制单元和测量单元，其中，计算机控制单元接收来自所述测量单元的信号，并经计算处理反馈所接收的信号，向所述测量单元发送信号；测量单元的一入口与取样头连接，使取样头所取的样水通过所述测量单元的光学测量元件后经过信号转换，将采集到的样水中含油量的变化转换成相应的信号传递给计算机控制单元。

所述的排油监控装置，还包括一测控单元，该测控单元连接在计算机控制单元和测量单元之间，所述测控单元接收计算机控制单元和测量单元的信号，并经计算处理反馈所接收的信号，使测量单元保持测量来的信号为计算机控制单元的命令所需信号，同时将信号传送到计算机控制单元。

所述测量单元包括依次连接的入水管、采样头和排水管，还包括一根发射光缆组件、三根接收光缆组件和一信号采集处理单元，所述的一根发射光缆组件、三根接收光缆组件的一端分别安装在所述的采样头上，另一端分别安装在所述的信号采集处理单元上，该信号采集处理单元将流过采样头样水中含油量的变化转换成相应的电信号并由所述信号采集处理单元的微处理器处理后将信号通过测控单元传送给所述的计算机控制单元。

所述测控单元由控制部件、微处理器及安全栅依次连接组成。所述计算机控制单元由监测报警单元、控制单元、计算单元、显示单元通过数据线和/或电缆与所述测量单元连接。所述信号采集处理单元为一个黑色盒子，内部装有一个发射红外光源、三个接收光电池及微处理器。所述采样头为一铜制中空的且在中段开有四个圆孔的六边形柱状体，其内壁附有黑色涂料，中空部嵌有一根同口径的玻璃圆管。所述测控单元的一端口与排放阀控制箱相连，另一端口与流量测量系统相连。所述回流阀、排放阀和取样头分别安装在T型排水总管的三个端部，所述回流阀和排放阀经电缆连接到排放阀控制箱。所述采样泵控制箱和采样泵由电缆连接后与测量单元连接。

由于采用了上述的技术解决方案，本实用新型的排油监控装置能主要根据船舶的航速，通过对排放管的流量及含油污水的含油量的测定，当满足条件时含油污水允许排放，以减少船舶对海洋的污染。而且本实用新型的排油监控装置提高了测量精度，使系统具有了对动态样水的0ppm-1000ppm的油份浓度连续测量能力。

附图说明

图1为本实用新型排油监控装置示意图；

图2为图1的测量单元布置图；

图3为图1的测控单元示意图；

图4为图1的计算机单元；

图5为图1的采样头半剖图；

图6为水流经采样头时的光学原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

参见图1，一种排油监控装置，包括流量测量系统3，取样头4，采样泵7、回流阀6、排放阀5、采样泵控制箱10，排放阀控制箱11，相互连接的计算机控制单元12和测量单元8，测控单元9连接在计算机控制单元12和测量单元8之间。其中，上述测控单元9的一端口与排放阀控制箱11相连，另一端口与流量测量系统3相连。上述回流阀6、排放阀5和取样头4分别安装在T型排水总管的三个端部，上述回流阀6和排放阀5经电缆连接到排放阀控制箱11。上述采样泵控制箱10和采样泵7由电缆连接后与测量单元8连接。计算机控制单元12接收经所述测控单元9传送的来自所述测量单元8的信号，并经计算处理反馈所接收的信号，然后经所述测控单元9向所述测量单元8发送信号；测量单元8的一入口与取样头4连接，使取样头4所取的样水通过所述测量单元8的光学测量元件后经过信号转换，将采集到的样水中含油量的变化转换成相应的信号传递给计算机控制单元12。

参见图1和2，图2为排油监控装置中测量单元8，所述测量单元8包括依次连接的入水管811、采样头805和排水管806，还包括一根发射光缆组件803、三根接收光缆组件804和一信号采集处理单元802，该测量单元8利用红外相关技术及光学散射原理，利用石油类物质在近红外区(3.4μm)的特征吸收作为测定水样中油含量的基础，因此，当一束红外光穿过油水混合物时，红外光能量就被碳氢基吸收而发生衰减，而水在3.4μm红外波段附近无吸收峰。系统用1根发射光缆组件803及3根接收光缆组件804将采样头805和信号采集处理单元802连接起来，信号采集处理单元802外形为一个黑色盒子，内部装有一个发射红外光源、三个接收光电池及微处理器。微处理器的信号处理板型号为ODME-MO。红外光源发射红外光并经由用1根发射光缆组件803送入采样头805，红外光经含油样水的产生变化并发生折射反射，3根接收光缆组件804将变化后的光信号送往信号采集处理单元内的接收光电池，该接收光电池则将光信号的转换成相应的电信号并由微处理器就地处理。上述测量单元的入水管上安装有一球阀810，上述测量单元的采样头805与入水管相连的部分安装有气控阀808，上述测量单元的采样头805与入水管相连的一端的管壁上安装有压力开关接头807。气控阀808、三通接头809、球阀810用于控制采样水及清洗水管系；压力开关接头807用于监测采样水状态。

参见图1和3，测控单元9接收计算机控制单元12和测量单元8的信号，并经计算处理反馈所接收的信号，使测量单元8保持测量来的信号为计算机控制单元的命令所需信号，同时将信号传送到计算机控制单元12。测控单元主要由微处理器92、控制部件91及安全栅93组成，根据计算机控制单元13的命令，控制排放阀控制箱11，通过排放阀控制箱11控制相对应的排放阀5的开关。

参见图4，计算机控制单元由控制单元122、计算单元123、监测报警单元121、显示单元124、打印单元125等部分组成。计算单元123将根据测量单元8来的信号计算出排放水的实际含油量，并按计程仪和流量测量系统3的信号计算出瞬时排放率及每航次累计排放的总油量。控制单元122用于控制排放系统的运行方式，当在脏压载水排放时，排放总量及瞬时排放率超值，或系统出现故障时，将自动向排放阀控制箱发出关闭舷外排放阀，停止压载水的排放指令。当在清洁压载水排放时，排放水的实际含油量ppm值超过15ppm，将自动向排放阀控制箱发出关闭舷外排放阀，同时，控制单元122还设有启动连锁功能。装置运行时，系统运行参数将自动在显示单元124的显示器上进行显示，并由打印单元125进行记录。此外，计算机控制单元12使用386主机，提供了便捷的人机互交界面，比现有技术的类似仪表的互交界面更易操作，选择外来信号的输入方式或接受人工输入的信号。

参见图5和6，采样头805为一个铜制中空的六边形柱状体，其内壁附有黑色涂料，中空部嵌有一根同口径的玻璃圆管8056。六边形柱状体中段开有四个圆孔8052，8053，8054，8055，光纤的一端分别安装在四个孔8052，8053，8054，8055上，而另一端则连接一个发射红外光源及三个接收光电池。四个孔组成了特定的光学结构(见图6)，三个接收端与光源夹角分别为180度(透射光)、135度(折射光)、90度(漫反射光)。入射光经过玻璃内管的采样水通过对各角度光强信号的测量将流过测量单元的样水中含油量的变化转换成相应的电信号并由微处理器就地处理。

采样头805在现有技术基础上进行了改进，包括采样头805内壁涂黑，避免管壁漫反射影响测量精度。

此外，本装置提供了自动清洗校零功能，系统可自动清洗并校准PPM值，避免了现有技术中污油附着管壁导致测量误差产生的情况。而且，在采样头805上部加装手动清洗口8051，过脏时系统发出报警要求手动清洗。避免现有技术中随测量次数增加系统性能逐步降低的弊病。

红外光能量受碳氢基影响，而不同的油品有不同的分子式，且其颜色、稠度也不尽相同，由此引起的光学特征也有所差别。本实用新型排油监控装置配套有专用软件。该软件内存了基于大量实验所得的各类油品的光学特征曲线。在软件的人机互交界面可选择油品，软件针对各种不同的油品可作进一步的修正，进一步提高了测量精度。此外本软件根据IMO(国际海事组织)MARPOL73/78《防护公约》附件1/附件2对油轮排油相关要求和MEPC.108(49)：2003《油轮排油监控装置的准则和要求(修正案)》及中国船级社《钢质海船入级与建造规范(2001)》的有关规定编制。软件根据规范对排油监控装置各部进行综合控制并提供人机互交界面、报警、状态纪录等功能。

本测量单元利用红外相关技术及光学散射原理综合，实现了动态样水的连续测量，并使测量范围达到了0-1000ppm，测量精度：0～100ppm为±10ppm；>100ppm时为±10％FS。

本系统和现有技术比较主要具有如下优点：

1、系统优化了系统结构，采用三CPU结构，比现技术的单CPU处理方式更合理和有效率。信号就地处理、数字通讯，提高了数据精度。其中计算机控制单元提供了便捷的人机互交界面，比现有技术的类似仪表的互交界面更易操作。

2、测量方式为红外相关技术及光学散射原理综合处理，比现有技术单一处理方式精度提高。

3、采样头在现有技术基础上进行了改进，包括采样头内壁涂黑，避免管壁漫反射影响测量精度。

4、提供了自动清洗校零功能，系统可自动清洗并校准PPM值，避免了现有技术中污油附着管壁导致测量误差产生的情况。

5、在采样头上部加装手动清洗口，过脏时系统发出报警要求手动清洗。避免现有技术中随测量次数增加系统性能逐步降低的弊病。

6、软件提供了对特定油品的线性修正，提高了精度。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种排油监控装置，包括流量测量系统，取样头、采样头、采样泵、回流阀、排放阀、采样泵控制箱，排放阀控制箱，其特征在于，还包括相互连接的计算机控制单元和测量单元，其中，

计算机控制单元接收来自所述测量单元的信号，并经计算处理反馈所接收的信号，向所述测量单元发送信号；

测量单元的一入口与取样头连接，使取样头所取的样水通过所述测量单元的光学测量元件后经过信号转换，将采集到的样水中含油量的变化转换成相应的信号传递给计算机控制单元。

2.根据权利要求1所述的排油监控装置，其特征在于，还包括一测控单元，该测控单元连接在计算机控制单元和测量单元之间，所述测控单元接收计算机控制单元和测量单元的信号，并经计算处理反馈所接收的信号，使测量单元保持测量来的信号为计算机控制单元的命令所需信号，同时将信号传送到计算机控制单元。

3.根据权利要求1或2所述的排油监控装置，其特征在于，所述测量单元包括依次连接的入水管、采样头和排水管，还包括一根发射光缆组件、三根接收光缆组件和一信号采集处理单元，所述的一根发射光缆组件、三根接收光缆组件的一端分别安装在所述的采样头上，另一端分别安装在所述的信号采集处理单元上，该信号采集处理单元将流过采样头样水中含油量的变化转换成相应的电信号并由所述信号采集处理单元的微处理器处理后将信号通过测控单元传送给所述的计算机控制单元。

4.根据权利要求2所述的排油监控装置，其特征在于，所述测控单元由控制部件、微处理器及安全栅依次连接组成。

5.根据权利要求1所述的排油监控装置，其特征在于，所述计算机控制单元由监测报警单元、控制单元、计算单元、显示单元通过数据线和/或电缆与所述测量单元连接。

6.根据权利要求3所述的排油监控装置，其特征在于，所述信号采集处理单元为一个黑色盒子，内部装有一个发射红外光源、三个接收光电池及微处理器。

7.根据权利要求1所述的排油监控装置，其特征在于，所述采样头为一铜制中空的且在中段开有四个圆孔的六边形柱状体，其内壁附有黑色涂料，中空部嵌有一根同口径的玻璃圆管。

8.根据权利要求3所述的排油监控装置，其特征在于，所述测控单元的一端口与排放阀控制箱相连，另一端口与流量测量系统相连。

9.根据权利要求1所述的排油监控装置，其特征在于，所述回流阀、排放阀和取样头分别安装在T型排水总管的三个端部，所述回流阀和排放阀经电缆连接到排放阀控制箱。

10.根据权利要求1所述的排油监控装置，其特征在于，所述采样泵控制箱和采样泵由电缆连接后与测量单元连接。

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