[發明專利]一種用于浮頂儲罐的浮盤傾角計算測量方法、系統及應用

有效

• 申請號: 201810202597.6
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN110274576B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 甄永乾;王林;張玉平;馬開良;管孝瑞;陶彬;劉全楨;牟善軍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發明公開了一種用于浮頂儲罐的浮盤傾角計算測量方法、系統及應用，其包括以下步驟：在浮盤表面對稱布置有四個光纖傾角傳感器，懸臂梁與重錘按照重力方向布置，固定于懸臂梁兩側的第一光纖光柵與第二光纖光柵所受應力相同，此時，四個光纖傾角傳感器處于基準位置，傾角角度為零，當浮盤傾斜時，光纖傾角傳感器與懸臂梁上端固定位置隨著浮盤的角度變化，使第一光纖光柵與第二光纖光柵所受應力；若浮盤表面傾角超過預設值，則光纖傾角傳感器結合外界設備進行報警。通過變化的對應關系得知浮盤傾斜角度，當浮盤傾斜角度到達預設值，則光纖傾角傳感器配合對應設備進行報警，實現了實時監測浮盤傾斜角度，提高了對浮盤傾斜角度監測的精準度。

技術領域

本發明涉及一種用于浮頂儲罐的浮盤傾角計算測量方法、系統及應用。

背景技術

近年來，隨著經濟持續高速的發展，我國對石油能源的需求越來越大，為了保證國內石油能源安全，政府和石油公司陸續在沿海建立國家戰略石油儲備庫及商業儲備庫，大型原油儲存區的數量和儲油總量持續上升。但是，目前油庫大部分監測工作主要依靠人工巡檢，信息反饋具有一定的滯后性。對過去發生的242起儲罐事故分析，人為原因導致的事故在30％以上。因此，目前油庫罐區普遍采用的人工爬罐巡檢方法已遠落后于當今信息化、數字化和網絡化的發展。而浮盤傾斜以后容易引發浮盤沉盤、卡盤事故，甚至引起火災，造成油罐爆炸。目前，用于浮頂儲罐的浮盤傾角計算測量方法尚未見諸報道。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種用于浮頂儲罐的浮盤傾角計算測量方法、系統及應用，以提高對浮盤表面傾角監測的準確度。

為解決上述技術問題，本發明方案包括：

一種用于浮頂儲罐的浮盤傾角計算測量方法，其包括以下步驟：

在浮盤表面對稱布置有四個光纖傾角傳感器，懸臂梁與重錘按照重力方向布置，固定于懸臂梁兩側的第一光纖光柵與第二光纖光柵所受應力相同，此時，四個光纖傾角傳感器處于基準位置，傾角角度為零，設定重錘向一側傾角為正方向，重錘向另一側傾斜為負方向，設定懸臂梁的右側為第一光纖光柵，懸臂梁的左側為第二光纖光柵，當浮盤傾斜時，光纖傾角傳感器與懸臂梁上端固定位置隨著浮盤的角度變化，由于重錘受重力作用，會克服懸臂梁所施加的力，使懸臂梁所受應力發生變化，進而使第一光纖光柵與第二光纖光柵所受應力；

當第一光纖光柵中心波長變大，第二光纖光柵中心波長變小時，則懸臂梁上第一光纖光柵拉應力增加，第二光纖光柵壓應力增加，由此推斷光纖傾角傳感器向右方向發生傾斜；若規定向右傾斜角度為正，則光纖傾角傳感器向左傾斜角度則為負，反之亦然；若浮盤表面傾角超過預設值，則光纖傾角傳感器結合外界設備進行報警。

所述的浮盤傾角計算測量方法，其中，上述步驟具體的還包括：

位于懸臂梁對稱面的左、右兩側，完全對稱布置的第一光纖光柵、第二光纖光柵形變后，第一光纖光柵、第二光纖光柵的應變為：

其中，λ_B1為第一光纖光柵中心波長,λ_B2為第二光纖光柵的中心波長，Δλ_B1是第一光纖光柵中心波長的變化，Δλ_B2是第二光纖光柵中心波長的變化，α為光纖的熱膨脹系數，ζ為光纖的熱光系數，ΔT為光纖光柵的溫度變化，P_e為有效光彈系數，ε₁為第一光纖光柵應變引起的條紋間距變化，ε₂為第二光纖光柵應變引起的條紋間距變。

所述的浮盤傾角計算測量方法，其中，上述步驟具體的包括：