RU117635U1 - Волоконно-оптическое устройство для контроля параметров жидкости в резервуаре и/или цистерне - Google Patents
Волоконно-оптическое устройство для контроля параметров жидкости в резервуаре и/или цистерне Download PDFInfo
- Publication number
- RU117635U1 RU117635U1 RU2012107197/28U RU2012107197U RU117635U1 RU 117635 U1 RU117635 U1 RU 117635U1 RU 2012107197/28 U RU2012107197/28 U RU 2012107197/28U RU 2012107197 U RU2012107197 U RU 2012107197U RU 117635 U1 RU117635 U1 RU 117635U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- fiber
- unit
- tank
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
1. Волоконно-оптическое устройство для контроля параметров жидкости в резервуаре и/или цистерне, содержащее корпус, внутри которого расположен волоконно-оптический световод, вход которого оптически сопряжен с источником света, а выход - с приемником света, выход которого соединен с блоками первичной обработки, анализа и отображения информации, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде полуутопленного поплавка, в нижней части которого закреплен дополнительный волоконно-оптический световод, вход которого сопряжен с источником света, а выход - с приемником света, в качестве которого использована интегральная многоэлементная фотоприемная матрица, продольная ось которой параллельна вертикальной оси, причем утопленная часть дополнительного световода имеет изгиб, а основной световод сопряжен с интегральной многоэлементной фотоприемной матрицей через многопроходную кювету. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронный блок первичной обработки сигналов содержит блок выделения и усиления видеосигнала, вход которого соединен с выходом интегральной многоэлементной фотоматрицы (фотолинейки), а выход - со входом блока формирования информационного сигнала, второй вход которого соединен с первым выходом блока развертки, второй выход которого соединен со входом интегральной многоэлементной фотоматрицы (фотолинейки), выход блока формирования информационного сигнала соединен с первым входом блока сопряжения, выход которого соединен с блоком анализа и представления информации, т.е. с компьютером. ! 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что радиус изгиба дополнительного волоконно-оптического свет�
Description
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована в системах товарного учета нефтепродуктов, например для контроля параметров светлых нефтепродуктов в автомобильных цистернах и резервуарных парках топливозаправочных станций.
В настоящее время разработаны и успешно функционируют разнообразные системы контроля параметров и коммерческого учета жидкостей, находящихся в резервуарах и/или автоцистернах автозаправочных станций.
Все эти системы состоят из датчиков первичной информации о параметрах жидкости (например, светлых нефтепродуктов) и блока обработки, анализа и отображения информации. В качестве последнего используется как правило компьютер с соответствующим программным обеспечением.
Известны радарные измерители уровня жидкости в резервуарных парках нефтехранилищ, нефтеперерабатывающих и химических комплексов, выпускаемые шведской фирмой SAAB TANK CONTROL - TRL/2 [Экспресс - информация, зарубежный опыт, серия «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов», №7-8 1996 г, с.23-25]. В зависимости от типа крыши резервуара конструкция уровнемера содержит либо параболическую антенну, для резервуаров с фиксированной крышей, либо использует специальную модуляцию волны, для резервуаров с понтоном или с «плавающей» крышей.
Недостатком такой системы является сложность, высокая стоимость, а также невозможность использовать ее на эксплуатирующемся в настоящее время оборудовании автозаправочных станций. Кроме того, для расширения функциональных возможностей системы, ее необходимо оснащать дополнительными модулями, контролирующими тот или иной параметр жидкости в резервуаре. Это также ведет к удорожанию системы, усложнению ее обслуживания и снижению надежности.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, описанное в «Оптическом способе измерения поверхностного уровня жидкости» [патент WO9505583 фирмы PETETRONIK Т от 15.08.94 г.]. Это устройство содержит корпус, погруженный в жидкость, уровень которой надо измерить. Внутри корпуса находится емкость с вторичной жидкостью. Корпус выполнен так, что измеряемая жидкость оказывает давление на его основание. С помощью входного оптического волокна источник света оптически сопряжен с нижним торцом емкости с вторичной жидкостью. С помощью выходного оптического волокна емкость с вторичной жидкостью соединена с фотоприемником. Уровень первичной жидкости определяется по изменению интенсивности выходного излучения, величина которого зависит от высоты столба вторичной жидкости. Интенсивности излучения на выходе выходного оптического волокна сравнивается с выходным излучением эталонного оптического волокна. Истинный уровень измеряемой жидкости определяется путем сопоставления результатов измерения с калибровочной кривой. Данное устройство выбрано за прототип.
Как и все системы на основе волоконно-оптических датчиков первичной информации, прототип взрыво- и пожаробезопасен, сравнительно прост и надежен. Однако, он обладает рядом серьезных недостатков. Устройство - прототип обладает недостаточно высокой точностью ввиду наличия дополнительной вторичной жидкости, уровень которой измеряется. Этот косвенный метод контроля неизбежно ведет к погрешности в конечном результате. Кроме того, сложен метод обработки первичной информации, поскольку сравнивается интенсивность излучения посторонних объектов (вторичная жидкость и эталонное оптическое волокно) с целью определения искомого значения уровня основной жидкости. Другим недостатком устройства - прототипа являются малые функциональные возможности, поскольку оно позволяет измерять только уровень жидкости.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение - расширение функциональных возможностей при одновременном упрощении системы и повышении ее надежности.
Поставленная цель достигается тем, что волоконно-оптическое устройство для контроля параметров жидкости в резервуаре и/или цистерне, содержит корпус, внутри которого расположен волоконно-оптический световод, вход которого оптически сопряжен с источником света, а выход - с приемником света, выход которого соединен с блоками первичной обработки, анализа и отображения информации, в котором в отличие от прототипа, корпус выполнен в виде полуутопленного поплавка в нижней части которого закреплен дополнительный волоконно-оптический световод, вход которого сопряжен с источником света, а выход - с приемником света, в качестве которого использована интегральная многоэлементная фотоприемная матрица, продольная ось которой параллельна вертикальной оси, причем утопленная часть дополнительного световода имеет изгиб, а основной световод сопряжен с интегральной многоэлементной фотоприемной матрицей через многопроходную кювету. Основной световод выполнен с полупроводниковой прослойкой из Ga-As или Cd-Te.
Кроме того, поставленная цель достигается тем, что электронный блок первичной обработки сигналов содержит блок выделения и усиления видеосигнала, вход которого соединен с выходом интегральной многоэлементной фотоматрицы (фотолинейки), а выход - со входом блока формирования информационного сигнала, второй вход которого соединен с первым выходом блока развертки, второй выход которого соединен со входом интегральной многоэлементной фотоматрицы (фотолинейки). Выход блока формирования информационного сигнала соединен с первым входом блока сопряжения, выход которого соединен с блоком анализа и представления информации, т.е. с компьютером.
На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства.
Волоконно-оптическое устройство для контроля параметров жидкости в резервуаре и/или цистерне содержит корпус 1 выполненный в виде поплавка, полуутопленного за счет груза 2, расположенного в его нижней части. В верхней части поплавка 1 закреплен основной световод 3, вход которого совмещен с источником света 4, а выход через щюгопроходную кювету 5 с интегральной многоэлементной фотоприемной матрицей 6. В нижней части поплавка 1 расположен дополнительный волоконно-оптический световод 7, вход которого совмещен с источником света 4, а выход с интегральной многоэлементной фотоприемной матрицей 6 выше поверхности контролируемой жидкости 8, причем на участке дополнительного световода 7 погруженного в жидкость сформирован изгиб 9 с радиусом R, определяемым соотношением:
n0+1/n0-1*r<R<nc+n0/nc-n0*р;
где n0 - показатель преломления материала оболочки волокна,
пс - показатель преломления материала сердцевины волокна,
r - внешний радиус оболочки,
р - радиус сердцевины волокна.
Выход интегральной многоэлементной фотоприемной матрицы соединен через спектральный фильтр 10 со входом блока первичной обработки информации 11, который содержит содержит блок выделения и усиления видеосигнала 12, вход которого соединен с выходом интегральной многоэлементной фотоприемной матрицы 6, а выход - со входом блока формирования информационного сигнала 13, второй вход которого соединен с первым выходом блока развертки 14, второй выход которого соединен со входом интегральной миогоэлементной фотоприемной матрицы. Выход блока формирования информационного сигнала 13 соединен с первым входом блока сопряжения 15, выход которого соединен с блоком анализа и представления информации 16, т.е. с компьютером. Техническая реализация элементов, входящих в электронный блок первичной обработки информации является общеизвестной и описана, например в Системе технического зрения [Справочник (В.И.Сырямкин, В.С.Титов, М.Г.Лкушенков, Р.М.Галиулин и др.) Под общ. ред. В.И.Сырямкина и В.С.Титова - Томск, МГП «Раско», 1993 г., с.36-132.].
Заявляемое устройство работает следующим образом: световой поток от источника света 4 по волоконно-оптическим световодам 3 и 7 поступает к миогоэлементной интегральной фотоприемной матрице. Электронный блок первичной обработки информации 11 обеспечивает развертку интегральной фотоприемной матрицы 6 и соответствующую обработку видеосигнала, для выделения информации о положении центра проекции изображения пятна в требуемом динамическом диапазоне изменений интенсивности. По положению проекции пятна определяют уровень контролируемой жидкости, а по интенсивности принятого излучения - информацию об иных параметрах жидкости в резервуаре. Рассмотрим информационное значение каждого световода в отдельности. Основной световод 3 жестко закреплен в поплавке 1 над поверхностью контролируемой жидкости. Вместе с изменением уровня жидкости, меняется и положение марки от светового луча, доставленного этим световодам к интегральной многоэлементной фотоприемной матрице 6. Фактический уровень жидкости в резервуаре определяется по формуле:
U=H-h;
где H - расстояние от нулевой точки (например от дна резервуара) до марки на фотоматрице 6; являлся бы воздух, излучение отразившись от границы раздела возвратилось бы в сердцевину на участке, где световод снова становится прямым. Но, в нашем случае дополнительный световод находится в контролируемой жидкости с показателем преломления большим 1, 28, следовательно оптическое излучение частично покидает световод. Это приводит к резкому уменьшению интенсивности сигнала, что регистрируется соответствующим датчиком (не показан). Таким образом дополнительный световод дает информацию о качестве находящейся в емкости жидкости. С помощью него также можно получить информацию об уровне жидкости в емкости. Эта информация не является избыточной, а служит для контроля правильности функционирования заявляемого устройства, а также для отслеживания расхода отпускаемой жидкости.
Таким образом заявляемое устройство, будучи простым по конструкции, надежным в эксплуатации и обладающее малыми габаритами позволяет контролировать следующие параметры жидкости в резервуаре и/или цистерне:
- уровень и/или расход жидкости;
- газовый состав в емкости и/или интенсивность испарения контролируемой жидкости;
- температуру в емкости;
- качество контролируемой жидкости.
По сравнению с прототипом, а также другими известными системами контроля параметров жидкости, заявляемое устройство допускает дальнейшее расширение его функциональных возможностей за счет придания ему помимо контролирующих еще и функции управления. Действительно, получение многоаспектной информации в реальном масштабе времени позволяет незамедлительно формировать управляющее воздействие на системы налива и отпуска жидкости, например на заслонки трубопровода, в случае превышения допустимого уровня при наливе, недопустимого отклонения от качества жидкости по составу и т.д., также оперативно принять меры по взрыво и пожаробезопасности в случае превышения допустимых уровней температуры и/или концентрации паров.
Claims (4)
1. Волоконно-оптическое устройство для контроля параметров жидкости в резервуаре и/или цистерне, содержащее корпус, внутри которого расположен волоконно-оптический световод, вход которого оптически сопряжен с источником света, а выход - с приемником света, выход которого соединен с блоками первичной обработки, анализа и отображения информации, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде полуутопленного поплавка, в нижней части которого закреплен дополнительный волоконно-оптический световод, вход которого сопряжен с источником света, а выход - с приемником света, в качестве которого использована интегральная многоэлементная фотоприемная матрица, продольная ось которой параллельна вертикальной оси, причем утопленная часть дополнительного световода имеет изгиб, а основной световод сопряжен с интегральной многоэлементной фотоприемной матрицей через многопроходную кювету.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронный блок первичной обработки сигналов содержит блок выделения и усиления видеосигнала, вход которого соединен с выходом интегральной многоэлементной фотоматрицы (фотолинейки), а выход - со входом блока формирования информационного сигнала, второй вход которого соединен с первым выходом блока развертки, второй выход которого соединен со входом интегральной многоэлементной фотоматрицы (фотолинейки), выход блока формирования информационного сигнала соединен с первым входом блока сопряжения, выход которого соединен с блоком анализа и представления информации, т.е. с компьютером.
3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что радиус изгиба дополнительного волоконно-оптического световода определяется соотношением:
n0+1/n0-1·r<R<nc+n0/nc-n0·p,
где n0 - показатель преломления материала оболочки волокна;
nc - показатель преломления материала сердцевины волокна;
r - внешний радиус оболочки;
p - радиус сердцевины волокна.
4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что основной световод выполнен с полупроводниковой прослойкой из Ga-As или Cd-Te.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107197/28U RU117635U1 (ru) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Волоконно-оптическое устройство для контроля параметров жидкости в резервуаре и/или цистерне |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107197/28U RU117635U1 (ru) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Волоконно-оптическое устройство для контроля параметров жидкости в резервуаре и/или цистерне |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU117635U1 true RU117635U1 (ru) | 2012-06-27 |
Family
ID=46682432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012107197/28U RU117635U1 (ru) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Волоконно-оптическое устройство для контроля параметров жидкости в резервуаре и/или цистерне |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU117635U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU178116U1 (ru) * | 2017-10-05 | 2018-03-23 | Сильвестр Сергеевич Курдов | Волоконно-оптический уровнемер |
| RU2702519C1 (ru) * | 2019-01-29 | 2019-10-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Устройство для регистрации оптических параметров жидкого аналита |
-
2012
- 2012-02-27 RU RU2012107197/28U patent/RU117635U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU178116U1 (ru) * | 2017-10-05 | 2018-03-23 | Сильвестр Сергеевич Курдов | Волоконно-оптический уровнемер |
| RU2702519C1 (ru) * | 2019-01-29 | 2019-10-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Устройство для регистрации оптических параметров жидкого аналита |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104897243A (zh) | 基于光学测距的透明液体的液位测量装置及液位测量方法 | |
| EP0303221B1 (en) | Liquid level indicator using laser beam | |
| EP2980559B1 (en) | Multiparameter device for measuring by optical means the filling level of tanks and reservoirs of liquids and liquefied products, the index of refraction, and for image analysis, without moving parts | |
| CN101509801B (zh) | 智能化光源线阵ccd液位测量方法及测量装置 | |
| US20100208243A1 (en) | Optical sensing system for liquid fuels | |
| US20190003873A1 (en) | Optical System and Method for Measuring Fluid Level | |
| US4873863A (en) | Volumetric leak detection means and method | |
| CN103076065A (zh) | 一种用于检测液态金属液位的激光测量装置 | |
| CN101387538A (zh) | 线阵ccd透射式液位测量方法及测量装置 | |
| CN102095469B (zh) | 一种利用摄像头的储罐液位测量装置及方法 | |
| CN103196520A (zh) | 异芯结构透射式光纤液位传感器 | |
| RU117635U1 (ru) | Волоконно-оптическое устройство для контроля параметров жидкости в резервуаре и/или цистерне | |
| WO2001036923A1 (en) | Dual sensor distance measuring apparatus and method | |
| CN103345004B (zh) | 采用光纤光栅虹吸式雨量计的雨量监测网络及方法 | |
| CN103884401A (zh) | 光纤油水分界面的检测装置及检测方法 | |
| RU2503950C2 (ru) | Система контроля параметров жидкости | |
| US6795598B1 (en) | Liquid-level sensor having multiple solid optical conductors with surface discontinuities | |
| CN105571685A (zh) | 液体测量装置、油箱、车辆以及燃油测量方法 | |
| CN102128619B (zh) | 光学铅垂补偿器 | |
| CA1190762A (en) | Fibre optic level gauge and valve head provided with a fibre optic level gauge, for pressure vessels | |
| CN107246902A (zh) | 一种3d打印液体材料的液面高度检测方法和系统 | |
| CN205300696U (zh) | 液体测量装置、油箱以及车辆 | |
| CN102590098A (zh) | 一种液体浓度检测装置 | |
| RU2431808C1 (ru) | Оптоэлектронная система измерения уровня жидкости | |
| RU2494353C1 (ru) | Способ определения массы жидкости в резервуаре |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MG1K | Anticipatory lapse of a utility model patent in case of granting an identical utility model |
Ref document number: 2012107196 Country of ref document: RU Effective date: 20140110 |