本发明涉及液化天然气品质检测技术领域，特别涉及LNG品质快速检测装置。
背景技术：
液化天然气(LNG)作为一种高效的绿色能源，在我国的应用范围越来越广，天然气液化、储存及运输设备也日趋完善。然而，在LNG广泛应用的同时，国内LNG行业的一些中间商为牟取利益，在运输槽车中掺液氮赚取两者之间差价，约3000-4000元/吨。虽然对LNG的物性不会有影响，但在运输储存过程中,由于温度分层异常会对罐体应力分布带来变化，严重时会破坏罐体。此外，掺杂的LNG热值减小，纯度降低，会对工业生产、用户使用带来一定的经济损失和危害。因此非常有必要对LNG槽车中是否掺杂质进行在线检测。
目前，针对LNG运输槽车掺杂质的检验方法主要有实验室法和现场经验判定法。实验室法可将气体或液体取样后用色谱仪分析，但由于槽车内液体密度不同，分层不均匀，试样不能准确反应槽车内液体分布状况，无法估算杂质含量，而且现场取样有局限性，周期长、实用性差。现场经验判定法实际较多采用，在卸车时关注液体温度和槽车压力是否匹配，或者观察潜液泵是否气蚀，此种方法依赖经验，现场影响因素多，不确定性大，缺乏量化分析。
技术实现要素：
本发明的技术解决问题是：针对国内部分地区出现LNG运输槽车掺杂质行为，提出了一种LNG品质快速检测装置，该装置可以用于对槽车内液体的温度及介电常数进行测量，根据该测量值可以判断LNG运输槽车中是否含有杂质。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
LNG品质快速检测装置，用于对LNG运输槽车内装载的液相介质LNG的品质进行检测，具体包括电容式液位计、N个温度传感器和M个液相介电常数检测器，其中：N个温度传感器和液相介电常数检测器安装在电容式液位计的主体上；LNG运输槽车顶端开设有液位测量接口，电容式液位计从所述液位测量接口插入液相介质LNG中；N、M为正整数，N≥2且M≥1。
上述的LNG品质快速检测装置，通过如下步骤进行LNG品质快速检测：
(a)、利用N个温度传感器测量不同分层的液相介质LNG的温度，其中：如果N个温度传感器测量得到的最高温度和最低温度之间的差值大于设定门限值，则判断所述液相介质LNG中掺有杂质；如果各温度测量值之间的差值均小于设定门限值，则进入步骤(b)；
(b)、采用电容式液位计测量槽车满液状态下的液体电容值，并根据所述液体电容值计算得到运输槽车内LNG的宏观介电常数ε1；再利用M个液相介电常数检测器测量不同分层的液体介电常数；其中：如果所述液体介电常数与宏观介电常数ε1之间的差值大于设定阈值，则判断所述液相介质LNG中掺有杂质。
上述的LNG品质快速检测装置，电容式液位计的长度根据运输槽车的深度设定，即当电容式液位计从液位测量接口插入在液相介质LNG中时，电容式液位计的顶端位于液位测量接口以上，且电容式液位计的底部距离运输槽车底部的间距d满足如下条件：0<d≤D，D为设定的间距门限。
上述的LNG品质快速检测装置，具有2个温度传感器，即N＝2；其中，一个温度传感器安装在电容式液位计主体的中段，另一个温度传感器安装在电容式液位计主体的底部，分别用于对运输槽车内中间层和底层的液相介质进行温度测量。
上述的LNG品质快速检测装置，具有1个液相介电常数检测器，即M＝1；所述液相介电常数检测器安装在电容式液位计主体的中段，用于对运输槽车内中间层的液相介质进行介电常数测量。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)、本发明中，利用电容式液位计作为安装主体，在该主体上安装温度传感器和液相介电常数检测器，用于测量运输槽车内的液相介质的温度和介电常数，这些测试数据可用于对车内的LNG进行品质进行分析；
(2)、本发明结构简单，利用槽车预留的液位测量接口进行安装，具有较大的通用性，而且可以实现在线检测，实用性较强。
附图说明
图1为本发明的LNG品质快速检测装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供了一种LNG品质快速检测装置，该装置工艺简单、可靠性强、经济实用，可用于检测LNG运输槽车是否掺杂质。由于掺杂质后低温液体密度、沸点不同，因此可以通过检测分层后的温度来判别是否掺杂质。此外掺杂质与否对气相介电常数影响很小，而对液相介电常数影响较大，基于此可以在槽车满液状态下，通过电容式液位计检测液体介电常数来判断掺杂质含量。本发明可以有效遏制不法商人非法经营，避免以此带来的经济损失。
如图1所示，本发明的LNG品质快速检测装置，包括电容式液位计1、N个温度传感器2和M个液相介电常数检测器3，其中：N个温度传感器2和液相介电常数检测器3安装在电容式液位计1的主体上；LNG运输槽车5顶端开设有液位测量接口，电容式液位计1从所述液位测量接口插入液相介质LNG4中；N、M为正整数，N≥2且M≥1。
其中，电容式液位计用于在槽车满液状态下测量液体电容值，根据该电容值可以计算得到运输槽车内LNG的宏观介电常数ε1。在具体工程实现时，电容式液位计1的长度根据运输槽车5的深度设定，即当电容式液位计1从液位测量接口插入在液相介质LNG4中时，电容式液位计1的顶端位于液位测量接口以上，且电容式液位计1的底部距离运输槽车5底部的间距d满足如下条件：0<d≤D，D为设定的间距门限。
N个温度传感器用于不同分层后的液相介质LNG的温度，根据不同分层的温差，判断是否掺杂质。即：如果N个温度传感器测量得到的最高温度和最低温度之间的差值大于设定门限值，则可以判断该液相介质LNG中掺有杂质。如图1所示，共设置了2个温度传感器，即N＝2。其中，一个温度传感器安装在电容式液位计1主体的中段，另一个温度传感器安装在电容式液位计1主体的底部，分别用于对运输槽车5内中间层和底层的液相介质进行温度测量。
对于无法利用温差进行掺杂判断时，可以通过液相介质LNG的介电常数进行区分，具体实现方法如下：首先采用电容式液位计1测量槽车满液状态下的液体电容值；然后根据该电容值计算得到运输槽车内LNG的宏观介电常数ε1；再利用M个液相介电常数检测器3测量不同分层的液体介电常数，当这些介电常数测量值与宏观介电常数ε1之间的差值大于设定阈值时，则可判断该液相介质LNG中掺有杂质。其中，如果已知掺杂物质成分，则可以根据分层介电常数估算出掺杂量。如图1所示，设置了1个液相介电常数检测器3，即M＝1；该述液相介电常数检测器安装在电容式液位计1主体的中段，用于对运输槽车5内中间层的液相介质进行介电常数测量。
实施例：
在该实施例中，LNG品质快速检测装置包括电容式液位计1、2个温度传感器2和1个液相介电常数检测器3。其中，2个温度传感器2分别安装在电容式液位计1主体的中段和底部；液相介电常数检测器3安装在电容式液位计1的主体中段。在该实施例中，设置液相介质LNG4中掺有液氮。
常压下：LNG温度为-162℃、密度约450kg/m3；液氮温度为-196℃、密度约810kg/m3；二者密度不同导致分层，槽车底部液氮含量高，掺液氮则槽车底部温度低。检测过程中，通过设置在电容式液位计上的低温温度传感器测量槽车中间位置温度T1及底部的温度T2，T1约等于T2，则不掺液氮；若掺液氮，T2会明显低于T1。但也有可能LNG中掺入的杂质沸点与LNG相近，则通过比较温度的方法难以确认是否混入杂质，因此可通过测量介电常数的方法来做进一步验证。
标准状态下，LNG和液氮的相对介电常数分别为1.6和1.433，若掺液氮比例为5％-20％，混合后相应的介电常数为1.592-1.56。为验证LNG是否掺液氮，在运输槽车满液状态下，测得槽车内LNG的宏观介电常数ε1，再由设置在电容式液位计上的液相介电常数检测器检测中间液位以下液体的介电常数ε2。比较ε1与ε2，若二者数值均为1.6左右，则LNG不掺液氮；若ε2明显小于ε1，则说明LNG掺液氮。因为若掺液氮槽车底部液氮含量高，测得介电常数会更低，并据此可用插值法估算液氮的含量。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。