CN209673093U - 一种储罐罐壁倾斜度在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种储罐罐壁倾斜度在线监测装置，包括，传感器、光纤、接收传感器返回光学信号的光纤光栅解调仪和电脑；传感器粘贴在罐壁上，光纤的两端分别连接传感器和光纤光栅解调仪，光纤光栅解调仪通过有线/无线方式将数据传送至电脑；传感器包括应变传感器和温度传感器；温度传感器对应变传感器的温度进行补偿，避免温度因素带来的误差；温度传感器贴合在紧邻应变传感器处。有益效果是，通过对布置在储罐上的多个应变传感器以及温度传感器，得到相应位置的应变值；通过光学参量的变化来感测储罐罐壁的应变程度，并利用相应的准则计算储罐倾斜度。通过历史数据预测倾斜趋势，根据相关法规对其倾斜度实现风险评估和预警。

Description

一种储罐罐壁倾斜度在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种储罐的监测装置；特别是涉及一种储罐罐壁倾斜度的监测装置。

背景技术

随着我国经济的不断发展，储罐在石油化工国防等行业得到了大量的应用，也是具有高危险性的特种生产与存储设备。储罐的安全关乎人民的生命财产安全。

施工质量低劣、焊接工艺不符合技术要求、充水试验操作不当、运行中出现故障或操作不当都会导致罐壁出现不同程度的变形。当变形存在时，使用过程中内部物质对罐壁的受力不均匀，进一步使得罐壁变形加剧。当储罐倾斜到一定程度时会对储罐的安全运行带来巨大风险。目前针对储罐倾斜度的检测主要通过全站仪、水准仪、三维激光扫描仪等仪器进行逐点测量，需要精确调试设备耗费时间成本，过程繁琐且效率低，容易出现误差。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够对储罐罐壁倾斜度进行监测的装置。

本实用新型所采用的技术方案是，一种储罐罐壁倾斜度在线监测装置，包括，传感器、光纤、接收传感器返回光学信号的光纤光栅解调仪和电脑；所述传感器粘贴在罐壁上，所述光纤的两端分别连接传感器和光纤光栅解调仪，所述光纤光栅解调仪通过有线/无线方式将数据传送至电脑；所述传感器包括应变传感器和温度传感器；所述温度传感器对应变传感器的温度进行补偿，避免温度因素带来的误差；所述温度传感器贴合在紧邻应变传感器处。

所述罐壁外侧中上部的周面上均匀分布有4~12个传感器。

所述应变传感器的应变花放置方式统一，应变花的x轴与水平X轴方向一致，应变花y轴与垂直Y轴保持一致。

所述光纤光栅解调仪设置有多通道通信。

本实用新型的有益效果是，通过对布置在储罐上的多个应变传感器以及温度传感器，得到相应位置的应变值；通过光学参量的变化来感测储罐罐壁的应变程度，并利用相应的准则计算储罐倾斜度。通过历史数据预测倾斜趋势，根据相关法规对其倾斜度实现风险评估和预警。本装置结构简单，便于安装和操作，能有效提高检测效率。

附图说明

图1是本实用新型监测装置组成结构示意图；

图2是本实用新型应变花设置示意图。

图中：

1.储罐 2.传感器 3.光纤 4.解调仪 5.计算机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1和图2所示，本实用新型一种储罐罐壁倾斜度在线监测装置，包括，传感器2、光纤3、接收传感器返回光学信号的光纤光栅解调仪4和电脑5；利用水准仪等工具测量出罐壁某一高度处的水平线，将应变传感器布置在此水平线上，围绕罐壁1均匀分布4~12个应变传感器，所述光纤3的两端分别连接传感器2和光纤光栅解调仪4，所述光纤光栅解调仪4通过有线/无线方式将数据传送至电脑5。传感器保持对称设置，减少不均匀程度，应变传感器安装数量可根据储罐的直径确定，当直径较小时，至少使用4个可以感知在4个方位上的变化情况；当直径较大时，传感器数量适当增加，可以感知多方位的变化情况，因为储罐倾斜方位具有不可知性，理论上储罐发生倾斜时，在倾斜切面罐壁应变量最大，所以当增加传感器时，这样可以减小误差，求出倾斜方位和倾斜度。所述传感器2包括检测罐壁变形的应变传感器和做温度补偿的温度传感器；所述温度传感器对应变传感器的温度进行补偿，避免温度因素带来的误差；所述温度传感器贴合在紧邻应变传感器处。

值得指出的是，应变传感器的应变花放置方式统一，例如x轴水平放置，y轴垂直向上。紧挨着每个应变传感器位置贴有温度传感器。

本申请传感器连接方式采用的是串联方式，单通道连接一根光纤串联多个传感器，这就需要每个传感器的中心频谱具有差异性，避免光谱重叠无法区分。也可以使用多通道的方式，每个通道连接一个或少量传感器，这是只要一个通道内的传感器中心光谱有区别即可，不同通道间的传感器中心光谱可以相同。

本实用新型储罐罐壁倾斜度在线监测装置的工作原理，利用应变传感器，以光纤作为信号传导，通过光纤光栅光的中心波长变化来对应罐壁的应变量。通过布置在罐壁的应变传感器监测的应变数据，主应变的大小和方向可以应变花的各敏感栅测得的应变，按公式算出，也可以从应变莫尔圆求出。利用多个应变传感器数据，根据应变方向判断储罐罐壁变形状态，区分椭圆度变形和倾斜度变形。再利用相关计算方法推算出罐壁的倾斜度。

本实用新型性能稳定可靠，数据精度较高，可以实时监测，结果以数据和图形显示，清晰直观。历史数据易于调取和分析，通过历史数据预测倾斜趋势，根据相关法规对其倾斜度实现风险评估和预警。

值得指出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本实用新型的基本技术构思，也可用基本相同的结构，可以实现本实用新型的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种储罐罐壁倾斜度在线监测装置，其特征在于，包括，传感器（2）、光纤（3）、接收传感器返回光学信号的光纤光栅解调仪（4）和电脑（5）；所述传感器（2）粘贴在罐壁（1）上，所述光纤（3）的两端分别连接传感器（2）和光纤光栅解调仪（4），所述光纤光栅解调仪（4）通过有线/无线方式将数据传送至电脑（5）；所述传感器（2）包括应变传感器和温度传感器；所述温度传感器对应变传感器的温度进行补偿，避免温度因素带来的误差；所述温度传感器贴合在紧邻应变传感器处。

2.根据权利要求1所述的储罐罐壁倾斜度在线监测装置，其特征在于，所述罐壁（1）外侧中上部的周面上均匀分布有4~12个传感器（2）。

3.根据权利要求1所述的储罐罐壁倾斜度在线监测装置，其特征在于，所述应变传感器的应变花放置方式统一，应变花的x轴与水平X轴方向一致，应变花y轴与垂直Y轴保持一致。

4.根据权利要求1所述的储罐罐壁倾斜度在线监测装置，其特征在于，所述光纤光栅解调仪（4）设置有多通道通信。