CN202110133U - 一种水中油分监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种水中油分监测装置，包括光电测量单元、测量数据处理单元、电源转换控制输出单元和自动清洗单元，所述的光电测量单元包括测量箱箱体，测量箱箱体中央垂直面上设有光学测量管，光学测量管下端连接输入块，光学测量管上端连接输出块，输出块上设有螺塞，所述的光学测量管中部与光学测量管垂直方向设有光学测量板，光学测量板上设有测量固定架。采用了多路红外光折射量测原理，克服了国内产品单一散射原理的缺陷，具有测量准确度高和测量范围大的特点，且降低了其测量误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水中油分监测装置。
背景技术
目前，国内在油分监测领域中只有船用15ppm舱底水报警装置。
其装置主要由光电采样器、信号处理单元和控制输出单元组成。主要使用了红外光散射法的原理对水中油分进行测量，采用了单一光源对水中油分进行监测，特点是采用透射光和单一散射光信号进行相应的处理计算出水中油的浓度，缺点只对柴油测量比较敏感。
国内外，如德国、美国生产的在线监测仪器，使用了红外光散射法的原理，该技术是八十年代的技术，有一定的局限性；对水中悬浮物的干扰不能很好地处理，所以，测量出来的油分浓度范围（0-30mg/L）低，误差（±5mg/L）大。九十年代末期，国外在此技术上做了进一步改进，把单路就收改为多路折射光接收技术，能检测出水中悬浮物的颗粒浓度，能排除悬浮物对水中油测量精度的干扰，并得到了一定的应用。当前，国内针对水中油分监测装置只应用在船舶舱底水在线监测领域，适用范围小，所产生的市场效应比较小。
实用新型内容
本实用新型其目的就在于提供一种水中油分监测装置，采用了多路红外光折射量测原理，克服了国内产品单一散射原理的缺陷，具有测量准确度高和测量范围大的特点，且降低了其测量误差。
实现上述目的而采取的技术方案，包括光电测量单元、测量数据处理单元、电源转换控制输出单元和自动清洗单元，所述的光电测量单元包括测量箱箱体，测量箱箱体中央垂直面上设有光学测量管，光学测量管下端连接输入块，光学测量管上端连接输出块，输出块上设有螺塞，所述的光学测量管中部与光学测量管垂直方向设有光学测量板，光学测量板上设有测量固定架，所述的测量固定架上设有红外光源和红外固态接收器，红外光源设在光学测量管一侧，光学测量管另一侧与红外光源同一轴线位置上设有透射光固态检测器，与轴线成不同角度的位置上设有5个折射光固态检测器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，
与现有技术相比较，由于采用了多路红外光折射量测原理，克服了国内产品单一散射原理的缺陷，因而具有测量准确度高和测量范围大的特点，且降低了其测量误差。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1为本装置控制原理框图。
图2为本装置中测量箱结构示意主视图。
图3为本装置中螺塞结构示意主视图。
图4为图3中B-B剖视图。
图5为本装置红外光折射原理示意。
具体实施方式
包括光电测量单元、测量数据处理单元、电源转换控制输出单元和自动清洗单元，如图1所示，所述的光电测量单元包括测量箱箱体7，如图2所示，测量箱箱体7中央垂直面上设有光学测量管2，光学测量管2下端连接输入块1，光学测量管2上端连接输出块5，输出块5上设有螺塞6，所述的光学测量管2中部与光学测量管2垂直方向设有光学测量板3，光学测量板3上设有测量固定架4，所述的测量固定架4上设有红外光源和红外固态接收器，红外光源设在光学测量管2一侧，光学测量管2另一侧与红外光源同一轴线位置上设有透射光固态检测器，与轴线成不同角度的位置上设有5个折射光固态检测器。
所述的测量数据处理单元包括嵌入式中央处理器BS2。
所述的螺塞6下端设有3个清洗孔，如图3、4所示。
本装置主要由光电测量单元、测量数据处理单元、自动清洗单元和电源转换控制输出单元组成。主要应用于中石油、中石化和中海油等领域的工业废水或钻进平台水的油分监测；锅炉供给水或冷凝水的油分监测和循环冷却水的油分监测。
本装置是一种以红外光折射原理为基础的光学系统。当红外光电发射源发射出950nm波长的红外光束穿过特定的光学测量管内流动的样水时，样水中的油粒子将对红外光产生不同角度的折射，形成了多束不同强弱的光束。在光学测量管另一侧与光源同一轴线位置上装有透射光固态检测器，与轴线成不同角度的位置上装有5个折射光固态检测器。这些检测器接收到不同强度的红外光信号后，将其同步转换成微弱的微安级电流信号经特定的电路处理后，传送到多路模拟-数字转换器将各路信号转换成标准的数字信号，按照一定的时序发送到嵌入式中央处理器BS2中对5路信号进行不同的逻辑分析，通过特定的经验函数关系计算出高精度的油分浓度值。根据计算出来的油分浓度值向LED驱动电路发送浓度值信号进行在线LED显示，同时，油分浓度值与预置的门限值进行比较，一旦输出的浓度值信号大于门限值，两路报警电路会被触发，面板上的报警指示灯发光，两路继电器释放：另一方面，电路处理后油分浓度值信号通过专用输出端子，向外部提供模拟电压、4-20mA电流同步信号。
整个系统在正常运行过程中，有特定的电路对系统的各个流程进行实时监控其工作状态，如果出现异常情况，则启动故障报警指示，同时LED显示为“EE”状态。系统为了达到监测的数据的稳定性，对透射光强度进行了重点监控，从而达到监测源的闭环控制，提高了产品的可靠性。
自动清洗单元是一个相对独立的小系统，通过来自电源转换控制单元提供的对应电源后独立工作，可以通过设置来调整自动清洗的间隔时间和固定的清洗时间。由外来气源经过一个两位五通低压电磁阀(24VDC)，来回切换气源的进出，推动气缸活塞往复运动，从而达到清洗光电测量管内壁的作用，减少了水中的污物对测量管壁的污染，增强了其透光性，提高了检测精度。系统有了自动清洗装置，提高了系统的监测准确性。
电源转换控制单元主要是提供各个单元所需的工作电源同时接收中央处理器的报警控制输出状态信号，从而达到控制监控对象的目的。本电源转换电路接收宽电源电压85-220VAC或24VDC的多种电源电压，这样增加了其应用场合。
光学测量单元主要零部件全部固定安装在一个铸铝式的栅栏式机箱内外。主要部件有光学测量板3、测量固定架4、光学测量管2、输入块1、输出块5和带自动清洗功能的螺塞6组成。如图2所示，其中：光学测量管2通过输入块1和输出块5被固定放置在测量箱箱体7的垂直面上，测量固定架4被固定在光学测量板3上，用于保证红外光源和红外固态接收器在同一水平面位置，为了提高其测量的准确性，光学测量管2垂直穿过光学测量板3，光学传感器围绕光学测量管放置，且光学测量板3放置在栅栏式测量箱箱体7的内部。
红外光折射工作原理
OCM系列水中油分监测装置的测量原理采用新颖的、先进的红外光折射量测方法进行测量，如图5所示。装置中使用一个不同波长的光源作为发射部分，其部件特性受测量样品水温的干扰很小，性能稳定；接收部分为固态式接收器，采用进口元件，其特点为接收角度大，灵敏度高，温漂系数小，输出信号线性好；装置对油分的测量是基于对采样水中的不溶解性油颗粒折射光线这一事实，发射光源通过油颗粒、悬浮物所折射的光线被多个安装在不同角度的接收器所接收，适用于不同油品并提高了其检测精度。
测量数据处理单元中的测量固定架4，它主要起到固定光电传感器的位置和控制折射光束的面积的大小，消除干扰物对红外光产生不规则的折射光束对正常光束的干扰，从而，提高了产品的一致性，可靠性和高精度。
Claims (3)
1.一种水中油分监测装置，包括光电测量单元、测量数据处理单元、电源转换控制输出单元和自动清洗单元，其特征在于，所述的光电测量单元包括测量箱箱体(7)，测量箱箱体(7)中央垂直面上设有光学测量管（2），光学测量管（2）下端连接输入块（1），光学测量管（2）上端连接输出块（5），输出块（5）上设有螺塞(6)，所述的光学测量管（2）中部与光学测量管（2）垂直方向设有光学测量板（3），光学测量板（3）上设有测量固定架（4），所述的测量固定架（4）上设有红外光源和红外固态接收器，红外光源设在光学测量管（2）一侧，光学测量管（2）另一侧与红外光源同一轴线位置上设有透射光固态检测器，与轴线成不同角度的位置上设有5个折射光固态检测器。
2.根椐权利要求1所述的一种水中油分监测装置，其特征在于，所述的测量数据处理单元包括嵌入式中央处理器BS2。
3.根椐权利要求1所述的一种水中油分监测装置，其特征在于，所述的螺塞(6)下端设有3个清洗孔。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2011200483988U CN202110133U (zh) | 2011-02-27 | 2011-02-27 | 一种水中油分监测装置 |
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| CN202110133U true CN202110133U (zh) | 2012-01-11 |
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| CN (1) | CN202110133U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102680405A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-09-19 | 厦门蓝海环科仪器有限公司 | 舱底水监测装置 |
| CN106226280A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-12-14 | 江苏美淼环保科技有限公司 | 一种水中油在线监测探头及采用该探头的水中油在线监测装置 |
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2011
- 2011-02-27 CN CN2011200483988U patent/CN202110133U/zh not_active Expired - Fee Related
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