一种电容式油气检测方法及系统与流程

本发明涉及数据检测领域，具体地说，涉及一种电容式油气检测方法及系统。

背景技术：

近些年来，石化企业静电燃爆事故频发，引起人们极大关注。在石化企业，对某些容器而言，正常工况下容器内充满液体介质，不存在油气空气，没有燃爆风险；但特殊工况下，这些容器内可能会出现油气空间，一旦出现静电等点火源，会有很大的燃爆风险。如果能较早的发现气体介质的出现，从工艺等方面加以控制，无疑会大大降低燃爆事故的发生。

容器内油气空间的存在，可以通过视窗的方式来发现，但这种方式实时性差，对视窗的安装位置要求高。目前，并没有高效的技术手段来识别容器内油气空间的出现。

因此，急需一种实施便捷且高效的电容式油气检测方法及系统。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种电容式油气检测系统，所述系统包含：

检测模块，其用于测量待测区域的电容值；

信号处理器，其与所述检测模块连接，用于根据所述电容值以及存储在所述信号处理器中的电容基准值得出油气检测结果；

显示屏，其与所述信号处理器连接，用于显示所述油气检测结果。

根据本发明的一个实施例，所述检测模块包含：

电容测量探头，其包含两块平行电极，用于测量所述待测区域的所述电容值；

防爆电源，其与所述电容测量探头连接，用于向所述电容测量探头提供电压。

根据本发明的一个实施例，所述电压的范围为：不超过1500v。

根据本发明的一个实施例，所述信号处理器包含处理单元，其用于执行以下步骤：

将所述电容值除以所述电容基准值，得到比值结果。

根据本发明的一个实施例，所述信号处理器包含比较单元，其用于执行以下步骤：

将所述比值结果与存储在所述信号处理器中的预设比值基准进行比较，当所述比值结果大于所述预设比值基准时，所述油气检测结果为：待测区域内不存在油气空间；当所述比值结果小于或等于所述预设比值基准时，所述油气检测结果为：待测区域内存在油气空间。

根据本发明的一个实施例，所述系统还包含通信模块，其与所述信号处理器连接，用于将所述油气检测结果上传至其他控制模块。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种电容式油气检测方法，所述方法包含以下步骤：

通过检测模块测量待测区域的电容值；

通过信号处理器根据所述电容值以及存储在所述信号处理器中的电容基准值得出油气检测结果；

通过显示屏显示所述油气检测结果。

根据本发明的一个实施例，通过检测模块测量待测区域的电容值的步骤还包含以下步骤：

通过检测模块中的电容测量探头上的两块平行电极测量所述待测区域的所述电容值；

通过检测模块中的防爆电源向所述电容测量探头提供电压。

根据本发明的一个实施例，通过信号处理器根据所述电容值以及存储在所述信号处理器中的电容基准值得出油气检测结果的步骤包含以下步骤：

将所述电容值除以所述电容基准值，得到比值结果。

根据本发明的一个实施例，通过信号处理器根据所述电容值以及存储在所述信号处理器中的电容基准值得出油气检测结果的步骤包含以下步骤：

将所述比值结果与存储在所述信号处理器中的预设比值基准进行比较，当所述比值结果大于所述预设比值基准时，所述油气检测结果为：待测区域内不存在油气空间；当所述比值结果小于或等于所述预设比值基准时，所述油气检测结果为：待测区域内存在油气空间。

本发明提供的电容式油气检测方法及系统能够在保证待测区域内不引燃烷烃类石油蒸汽的前提下检测待测区域内是否存在油气空间，本发明提供的检测方法既高效又便捷，安全性高。另外，本发明提供的检测系统实施起来简便，能够在特殊容器内展开油气空间检测。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的电容式油气检测系统的结构示意图；

图2进一步显示了根据本发明的一个实施例的电容式油气检测系统的详细结构框图；

图3显示了根据本发明的一个实施例的电容式油气检测方法的流程图；

图4进一步显示了根据本发明的一个实施例的电容式油气检测方法的详细流程图；以及

图5显示了根据本发明的一个实施例的电容式油气检测的方法的实验检测流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。

对于石化企业的某些容器来说，正常工况下容器内充满液体介质，不存在油气空气，没有燃爆风险。但如果容器内一旦出现油气空间，会有很大的燃爆风险。如果能较早的发现油气空间的出现，并加以控制，会大大降低燃爆事故的发生的可能性。

针对容器内油气空间的存在，一般来说，可以通过视窗的方式来发现，但这种方式实时性差，对视窗的安装位置要求高。目前，并没有高效的技术手段来识别容器内油气空间的出现。因此，急需一种效率以及准确率更高的电容式油气检测方法及系统。

图1显示了根据本发明的一个实施例的电容式油气检测系统的结构示意图。如图1所示，系统包含检测模块101、信号处理器102以及显示屏103。

其中，检测模块用于测量待测区域的电容值。本发明提供的电容式油气检测系统是根据电容的数值来判断是否存在油气空间的。因此，需要配备检测待测区域电容值的检测模块。

在本发明的一个实施例中，检测模块可以包含电容测量探头，电容测量探头上有两块平行电极。电容测量探头能够测量平行电极间的实时电容值。两个平行电极上的电荷等量异号，分布在两个极板的内侧。当电容测量探头的平行电极之间充满同一种介质时，电容值c与极板的正对面积s以及极板距离d的关系如下公式1所示：

在公式1中，ε表示介电常数，单位为c^2/(n*m^2)，k表示静电力常量，数值为9.0×10^9，单位为n·m^2/c^2。

在本发明的一个实施例中，电容测量探头可以根据以上公式来计算两个平行电极之间的电容值。需要说明的是，其他能够测量待测区域电容值的装置也可以运用到本发明提供的的电容式油气检测系统中，本发明不对此作出限制。

本发明提供的电容式油气检测系统还包含信号处理器102，信号处理器102与检测模块101连接，用于根据电容值以及存储在信号处理器102中的电容基准值得出油气检测结果。信号处理器102中存储有电容基准值，为了得出油气检测结果，需要将检测模块101测量的电容值与电容基准值进行处理，根据电容值以及电容基准值计算出油气检测结果。

根据本发明的一个实施例，处理过程可以是：首先，计算电容值与基准电容值的比值。接着，将比值与存储在信号处理器102中的预设比值基准进行比较，如果比值大于预设比值基准，那么油气检测结果为：待测区域内不存在油气空间；如果比值小于或等于预设比值基准时，那么油气检测结果为：待测区域内存在油气空间。至此，便得出了待测区域的油气检测结果。

另外，本发明提供的电容式油气检测系统还包含显示屏103，显示屏103与信号处理器102连接，用于显示油气检测结果。

如图1所示的电容式油气检测系统能够通过检测模块101、信号处理器102以及显示屏103的配合检测待测区域内是否存在油气空间，检测系统实施起来简便，能够在特殊容器内展开油气空间检测。

图2进一步显示了根据本发明的一个实施例的电容式油气检测系统的详细结构框图。如图2所示，系统包含检测模块101、信号处理器102、显示屏103以及通信模块201。其中，检测模块101包含电容测量探头1011以及防爆电源1012。信号处理器102包含处理单元1021以及比较单元1022。

其中，电容测量探头1011包含两块平行电极，用于测量待测区域的电容值。电容测量探头1011会将测量到的电容值传输至信号处理器102，通过信号处理器102对电容值进行处理。防爆电源1012与电容测量探头1011连接，用于向电容测量探头1011提供电压。防爆电源1012能够在电容测量探头1011上施加电压，电容测量探头1011上的最高电压1500v，此电压不引燃0.25mj的烷烃类石油蒸气。同时防爆电源1012自身可在防爆0区区域正常工作。

如图2所示，信号处理器102包含处理单元1021以及比较单元1022。其中，处理单元1021接收来自电容测量探头1011传送的电容值，并将接收到的电容值进行处理。在本发明的一个实施例中，处理单元1021将接收到的电容值除以存储在信号处理器102中的电容基准值，得到比值结果。接着，处理单元1021将得到的比值结果传送至比较单元1022。

比较单元1022接收来自处理单元1021的比值结果，并将比值结果与预设比值基准进行比较，根据比较的结果得出油气检测结果。当比值结果大于预设比值基准时，油气检测结果为：待测区域内不存在油气空间；当比值结果小于或等于预设比值基准时，油气检测结果为：待测区域内存在油气空间。随后，比较单元1022会将油气检测结果传送至显示屏103。

显示屏103用于接收来自比较单元1022传送的油气检测结果，用于显示油气检测结果。根据本发明的一个实施例，显示屏103还可以连接通信模块201。通信模块201中包含信号上传端口，用于将油气检测结果上传至其他控制模块。供其他控制模块调用或者显示。

另外，根据本发明的另一个实施例，显示屏103上还可以具备改变电容基准值以及预设比值基准的界面，用于在不同条件下对不同待测区域的油气空间进行测量。显示屏103上还可以具备调节其他参数的界面，本发明不对显示屏103的界面作出限制。

如图2所示的电容式油气检测系统能够在保证待测区域内不引燃烷烃类石油蒸汽的前提下检测待测区域内是否存在油气空间，并且，还能够将油气检测结果上传至其他控制模块，与其他装置的兼容性较好。

图3显示了根据本发明的一个实施例的电容式油气检测方法的流程图。根据本发明的一个实施例，通过如图1所示的系统，运用如图3所示的方法就能够得到待测区域的油气检测结果。

在步骤s301中，通过检测模块测量待测区域的电容值。在本发明的一个实施例中，检测模块包含测量电容值的电容测量探头，电容测量探头上有两个平行电极，通过两个平行电极来测量待测区域的电容值，然后将测量的电容值传送至信号处理器。

接着，在步骤s302中，通过信号处理器根据电容值以及存储在信号处理器中的电容基准值得出油气检测结果。信号处理器会接收来自测量模块的电容值，通过电容值以及存储在信号处理器里的电容基准值得出油气检测结果。

在步骤s303中，通过显示屏显示油气检测结果。显示屏会接收信号处理器传送的油气检测结果，将油气检测结果显示出来。

如图3所示的电容式油气检测方法能够检测待测区域内是否存在油气空间，并且，如图3所示的检测方法既高效又便捷，安全性高。

图4进一步显示了根据本发明的一个实施例的电容式油气检测方法的详细流程图。

如图4所示，在步骤s401中，通过检测模块中的电容测量探头上的两块平行电极测量待测区域的电容值。接着，在步骤s402中，通过检测模块中的防爆电源向电容测量探头提供电压。检测模块包含两部分，一部分是电容测量探头，其用于通过两个平行电极测量待测区域的电容值；另一部分是防爆电源，其用于向电容测量探头提供电压。电压不超过1500v，能够不引燃0.25mj的烷烃类石油蒸汽，同时防爆电源自身可在防爆0区正常工作。

接着，在步骤s403中，将电容值除以电容基准值，得到比值结果。为了得出油气检测结果，需要将电容测量探头测得的电容值除以电容基准值，电容基准值存储在信号处理器中。通过对得到的比值结果进行进一步的处理得到油气检测结果。

然后，在步骤s404中，将比值结果与预设比值基准进行比较，当比值结果大于预设比值基准时，油气检测结果为：待测区域内不存在油气空间。得到的比值结果需要和预设比值基准进行比较，预设比值基准存储在信号处理器中，可以根据实际情况进行调整。当比值结果大于预设比值基准时，油气检测结果为：待测区域内不存在油气空间。

在步骤s405中，当比值结果小于或等于预设比值基准时，油气检测结果为：待测区域内存在油气空间。

最后，在步骤s406中，通过显示屏显示油气检测结果。

图5显示了根据本发明的一个实施例的电容式油气检测的方法的实验检测流程图。

本发明提供了一种电容式油气检测系统，主要解决容器内油气空间检测的问题，其包括检测模块、信号处理器以及显示屏，检测模块又进一步分为防爆电源及电容测量探头。信号处理器包含处理单元以及比较单元。可以根据本发明提供的系统来进行实验，测量待测区域是否存在油气空间。

首先，在步骤s501中，通过检测模块中的电容测量探头上的两块平行电极测量待测区域的电容值c1。在本发明的一个实施例中，检测模块中的两个平行电极能够测量待测区域的电容值，其他能够测量待测区域电容值的装置也可以运用到本发明提供的电容式油气检测系统中，本发明不对此作出限制。

另外，检测装置中还包含给电容测量探头提供电压的防爆电源，防爆电源的电压值不超过1500v，能够不引燃0.25mj的烷烃类石油蒸汽，同时防爆电源自身可在防爆0区正常工作。在本发明的一个实施例中，防爆电源的电压值可以为1200v。

接着，在步骤s502中，将电容值c1除以电容基准值co，得到比值结果k。电容基准值co是存储在信号处理器中的，电容基准值co与待测区域有关，可以根据不同的待测区域进行改变。可以通过操作显示屏来改变电容基准值co的数值，本发明不对此作出限制。

然后，在步骤s503中，判断k是否大于1.5。根据本发明的一个实施例，可以通过信号处理器中的比较单元来进行比较处理。比较单元会将k的值与预设比值基准1.5进行比较，比较k与1.5的大小。判断k是否大于1.5。

需要说明的是，在实际的操作中，预设比值基准可以不为1.5，预设比值基准可以根据实际情况进行更改，本发明不对预设比值基准的数值进行限制。

如果k大于1.5，则在步骤s504中，容器内不存在油气空间。如果k小于或是等于1.5，则在步骤s505中，容器内存在油气空间。

最后，在步骤s505中，通过显示屏显示油气检测结果。

本发明提供的电容式油气检测方法及系统能够在保证待测区域内不引燃烷烃类石油蒸汽的前提下检测待测区域内是否存在油气空间，本发明提供的检测方法既高效又便捷，安全性高。另外，本发明提供的检测系统实施起来简便，能够在特殊容器内展开油气空间检测。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。