专利名称：油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设备因腐蚀而导至泄漏的数据釆集技术，具体地说是 一种油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统。
背景技术：
近几年来，随着国内外巿场对原油需求量的不断增加，炼油企业对原 油及成品油储运安全的要求不断提高，与之相关的储油罐泄漏探测和防泄 漏技术得到了广泛应用，已有一原油加工及储运企业釆用双层罐底结构来 减少油品泄漏及对环境的污染，并安装相应的检测设备来检测油品泄漏点， 但罐底检测设备存在体积大、结构复杂、灵敏度低的缺点。因此研究新一 代罐底检测技术、开发相关检漏传感器是新时期本技术领域对储油罐泄漏 探测技术提出的更高要求。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明解决的技术问题是提供一种测量 精度高、响应速度快、维护简单的油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统。
为了实现上述目的，本发明釆用的技术方案是
本发明具有报警检测装置及上位监控计算机，其中报警检测装置安装 于油品储罐底板下方，包括检测电路及与检测电路相连的试片，其中检测 电路包括控制及信号处理单元、信号发生单元及数据传输单元，控制及信 号处理单元通过信号发生单元与试片相连，通过数据传输单元、防爆安全 栅及转换单元与上位监控计算机进行通讯连接。
所述控制及信号处理单元的检测信号输入端与信号发生单元的输出管 脚相连，信号发生单元的输入端通过隔直电容接有1个或多个试片，信号 发生单元的上述输入端同时作为电场信号的输出端，在试片上建立低频电 场；控制及信号处理单元的控制信号与信号发生单元的控制输入端相连； 控制及信号处理单元的通讯控制端经光电耦合电路及数据传输单元接至上 位监控计算机.
所述检测，电路还具有用于确定通讯地址编号的拨码开关，其输出端接 至控制及信号处理单元的数字量输入端；所述检测电路还具有程序下载接 口，其输出端与控制及信号处理单元的测试接口相连，实现在线编程、调 试及下载；所述报警检测装置具有壳体中，其由中间板分成上、下两个空 腔，检测电路安装上部空腔内，试片水平设于下部空腔中，通过金属支架 与检测电路中的信号发生单元相连；检测电路中的数据传输单元通过壳体 上的导线孔接至设于安全区的防爆安全栅；所述壳体的底盖及保护罩的侧
4体外部还设有保护罩，其与壳体相应位置设 有导线引出孔；
所述壳体或保护罩釆用可耐腐蚀、耐高温的聚四氟材料；所述报警检 测装置为多个，均布置在油品储罐底板下方的基础上；所述试片为铜质材 料
本发明具有如下有益效果
1. 具有高精度及高灵敏度。本发明釆用电场感应原理并结合相应的电 子芯片形成检测仪，能够快速精确地确定油品储罐的泄漏位置及时间，精 度及灵敏度高，减少油品泄漏带来的经济损失及环境污染；
2. 结构紧湊、集成度高。本发明系统中的报警检测装置将控制及信号
处理单元、信号发生单元、数据传输单元及试片集成于一壳体中，结构紧 凑、体积小，便于现场施工；
3. 使用寿命长。本发明系统中的报警检测装置釆用聚四氟材料作为壳 体，具耐腐蚀、耐高温的特性，使用寿命长；
4. 安装、使用简单、维护方便。本发明系统的试片可重复使用，在泄漏 介质清除后可自动恢复工作状态，不需定期更换试片，方便安装、使用及
维护；
5. 应用领域广。本发明系统不仅适用于石化、石油行业的常压储罐底板
泄漏的检测，而且还可以应用于其他所有具有流动介质泄漏的设备中。
图l、 2为本发明电场成像技术测量原理图(一)、(二)；
图3为本发明电气原理框图4为本发明电气原理图5为本发明结构示意图6为本发明釆用的监测方法流程图(一)；
图7为本发明采用的监测方法中温度检测流程图(二 )；
图8为本发明在油品储罐底板下方多通道在线监测点分布示意图9为本发明在一个实施例中的安装层面图。
具体实施例方式
如图8、 9所示，本实施例采用26个报警检测装置(地址编号为 A01 A26)，安装于油品储罐底板下方的沥青砂层中，在油品储罐底板所履 盖的范围内均匀布置，也可以按实际情况，选择布置于易泄漏的底板对应 的区域，对每个报警检测装置进行地址编码以确定通讯地址编号，通过 RS485总线经过防爆安全栅12及RS485/232转换单元13与上位监控计算 机14进行通讯连接。
如图3、 4所示，本发明系统由报警检测装置及上位监控计算机组成， 其中报警检测装置包括检测电路6及与检测电路6相连的试片5 ，检测电路 6包括控制及信号处理单元U1、信号发生单元U8及数据传输单元U7，控
5制及信号处理单元Ul的检测信号输入端AI兩与信号发生单元U8的输出 管脚LEVEL相连，信号发生单元U8的输入端E1 E9中的任何一个管脚 (本实施例为E7)通过隔直电容C31接有1个试片5，信号发生单元U8 的上述输入端(本实施例为E7)同时作为电场信号的输出端，在试片5上 建立低频电场；控制及信号处理单元U1的控制信号与信号发生单元U8的 控制输入端A D、 DIS一SHIELD相连；控制及信号处理单元U1的通讯控制 端RX0、 TX0、 DE经i电耦合电路及数据传输单元U7接至上位监控计算 机14。
所述检测电路6还具有用于确定通讯地址编号的拨码开关J3，其输出 端接至控制及信号处理单元U1的数字量输入端P1.0 P1.3、 P3.0 P3.3, 以实现对每个报警检测装置的地址编码；所述检测电路6还具有程序下载 接口 J2,其输出端与控制及信号处理单元U1的测试接口 TMS、TCK、TDI、 TDO相连，实现在线编程、调试及程序下载。
所述每个检测电路6可以接一个试片5，也可以同时接有多个，通过对 信号发生单元U8的控制输入端A D进行编程来选择检测通道，只要其传 输距离及外部千扰不影响其检测信号的质量即可。本发明只选择一个单独 的电极引脚，所有其他电极引脚通过信号发生单元U8内部的开关连接到 地线引脚上。
如图5所示，所述报警检测装置具有壳体4，其由中间板3分成上、下 两个空腔，检测电路6安装上部空腔内，试片5水平设于下部空腔中，通 过金属支架8与检测电路6中的信号发生单元U8相连；检测电路6中的数 据传输单元U7通过壳体4上的导线孔接至设于安全区的防爆安全栅12; 所述壳体4的底盖1及保护罩2的侧面底部均设有导流孔9,使油介质从导 流孔9进入试片5所形成的电场中。
所述壳体4外部还设有保护罩2以保护报警检测装置不受基础沉降或 油罐底板张力导致变形的影响，保护罩2与壳体4导线孔的相应位置设有 导线引出孔。在壳体4导线孔处安装有密封防水接头7，以免包括油、水或 蒸汽进入报警检测装置内部。所述壳体4或保护罩2釆用可耐腐蚀、耐高 温的聚四氟材料。
如图l、 2所示，本发明根据电场感应原理，利用电场成像技术釆集电 压数据并传输，通过信号发生单元U8的电场信号的输出端(也即输入端 E7)输出低频正弦波(频率可通过外部电阻调节，本实施例将频率优化至 125KHz, 5Vp-p)，驱动电极(即试片5)建立低频电场，该试片5做为电 场中的一个电极，其他电极则利用信号发生单元U8内部的开关连接到地线 引脚上而形成一个完整的回路来实现；当有油品进入试片5形成的电场中 时，通过检测场强变化所对应的直流电压值来反映泄漏情况。正弦波具有 较低的谐波，可以减少干扰。对于适合的电场系统，集成电场成像器件提 供支持电路，便于构建双芯片电场系统。系统施加的信号为交流小信号，输出为直流信号。
如图6所示，本发明油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统通过以下
步骤实现油品储罐底板泄漏检测
在油品储罐底板下方安装报警检测装置；
给油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统上电并进行初始化搡作，包 括设定报警检测装置通讯地址编号，其与报警检测装置在油品储罐下方的 安装位置一一对应；设定泄漏报警参考值；设定数据釆样时间间隔；
根据电场感应原理，利用电场成像技术釆集电压数据并传输，即釆集 没有油品泄漏时低频电场场强所对应的电压值；经多次釆集，当电压值数 值稳定后，将该电压值设定为电压参考值Uo;按照釆样间隔时间继续采集 电场反馈电压Ut。当上述电压变化量大于设定值时即Ut-U。>A (A为泄漏 报警参考值)时，由上位监控计算机产生油品储罐底板泄漏报警信号，并 显示报警位置、记录报警数据及时间；
返回釆集现场数据并传输步骤，循环进行检测；
当检测系统掉电时，检测过程结東。
当上述电压变化量不大于设定值时，放弃数据，不做记录；
返回采集电压变化量并传输步骤，循环进行；
当检测装置掉电时，检测过程结東。
如图7所示，本发明系统还具有温度检测功能，具体步骤如下 给上述报警检测装置上电并进行初始化操作； 采集现场环境温度数据并传输； 当上述温度数据在设定范围内时，显示正常温度数据； 返回采集现场环境温度数据并传输步骤，循环进行； 当检测装置掉电时，检测过程结東；
当上述温度数据不在设定范围内时，显示异常温度数据，并记录报警 温度值及报警时间；
当检测装置掉电时，检测过程结東。
上述温度检测是由集成在控制及信号处理单元Ul中的温度传感器实 现的，通过RS232/485接口编程来读取温度数据；设置温度检测的目的不 仅在于检测报警检测装置所处现场环境的温度变化情况，更重要的是通过 温度变化情况反映报警检测装置的运行情况，如果温度变化明显不正常， 则可以间接判断该报警检测装置的内部单元出现工作异常，如果温度变化 高出设定范围，通过报警提示，系统需要停机维护。
权利要求
1. 一种油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统，其特征在于具有报警检测装置及上位监控计算机，其中报警检测装置安装于油品储罐底板下方，包括检测电路(6)及与检测电路(6)相连的试片(5)，其中检测电路(6)包括控制及信号处理单元(U1)、信号发生单元(U8)及数据传输单元(7)，控制及信号处理单元(U1)通过信号发生单元(U8)与试片(5)相连，通过数据传输单元(U7)、防爆安全栅(12)及转换单元(13)与上位监控计算机(14)进行通讯连接。
2. 按权利要求l所述的油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统，其特 征在于所述控制及信号处理单元(Ul)的检测信号输入端(AIN0)与信 号发生单元(U8)的输出管脚(LEVEL)相连，信号发生单元(U8)的输 入端通过隔直电容接有1个或多个试片(5),信号发生单元(U8)的上述 输入端同时作为电场信号的输出端，在试片(5)上建立低频电场；控制及 信号处理单元(U1)的控制信号与信号发生单元(U8)的控制输入端(A D、 DIS—SHIELD )相连；控制及信号处理单元(Ul )的通讯控制端(RX0、 TX0、 DE)经光电耦合电路及数据传输单元(U7)接至上位监控计算机(14)。
3. 按权利要求l所述的油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统，其特 征在于所述检测电路(6 )还具有用于确定通讯地址编号的拨码开关(J3 )， 其输出端接至控制及信号处理单元(U1)的数字量输入端(P1.0 P1.3、P3.0 P3.3 )。
4. 按权利要求l所述的油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统，其特 征在于所述检测电路(6)还具有程序下载接口 (J2)，其输出端与控制及 信号处理单元(Ul)的测试接口 (TMS、 TCK、 TDI、 TDO)相连，实现 在线编程、调试及下载。
5. 按权利要求l所述的油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统，其特 征在于所述报警检测装置具有壳体(4),其由中间板(3)分成上、下两 个空腔，检测电路(6)安装上部空腔内，试片(5)水平设于下部空腔内， 通过金属支架(8)与检测电路(6)中的信号发生单元(U8)相连；检测 电路(6)中的数据传输单元(U7)通过壳体(4)上的导线孔接至设于安 全区的防爆安全栅(12);所述壳体(4)的底盖(1)及保护罩(2)的恻 面底部均设有导流孔(9)。
6. 按权利要求5所述的油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统，其特 征在于所述壳体(4)外部还设有保护罩(2)，其与壳体(4)相应位置 设有导线引出孔。
7. 按权利要求5或6所述的油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统， 其特征在于所述壳体(4)或保护罩(2)釆用可耐腐蚀、耐高温的聚四氟材料。
8. 按权利要求1所述的油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统，其特征在于所述报警检测装置为多个，均布置在油品储罐底板下方的基础上。
9. 按权利要求1所述的油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统，其特 征在于所述试片(5)为铜质材料。
全文摘要
本发明涉及一种油品储罐底板泄漏多通道工业监测系统，具有报警检测装置及上位监控计算机，其中报警检测装置安装于油品储罐底板下方，包括检测电路及与检测电路相连的试片，其中检测电路包括控制及信号处理单元、信号发生单元及数据传输单元，控制及信号处理单元通过信号发生单元与试片相连，通过数据传输单元、防爆安全栅及转换单元与上位监控计算机进行通讯连接。本发明具有高精度及高灵敏度，结构紧凑、集成度高，使用寿命长，且安装、使用简单、维护方便，应用领域广。
文档编号G05B19/048GK101488013SQ200810010158
公开日2009年7月22日 申请日期2008年1月18日 优先权日2008年1月18日
发明者闯 台, 张培俊, 涛 李, 李春树, 杨永宽, 郑丽群, 高丽岩 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国科学院金属研究所