[發(fā)明專利]一種用于輸油管道內(nèi)油品檢測(cè)的光學(xué)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110485296.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN113189049A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 井健;董珊珊;張書榮;楊露;董國(guó)創(chuàng);舒鵬;鄧呈波;徐中節(jié);胡果;李炯鈺;楊嬌;張彪;任斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安航天動(dòng)力研究所;西安航天遠(yuǎn)征流體控制股份有限公司;西安美辰光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/41
• 分類號(hào): G01N21/41
• 代理公司: 西安鼎邁知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61263
• 代理人: 李振瑞

本發(fā)明提供了一種用于輸油管道內(nèi)油品檢測(cè)的光學(xué)裝置，包括半球透鏡、光輸入端光纖頭、輸出端光纖頭和光纖光纜，所述半球透鏡前面設(shè)有反射膜，光輸入端光纖頭和輸出端光纖頭周圍設(shè)有光纖端頭固定夾具，光輸入端光纖頭、輸出端光纖頭和光纖端頭固定夾具的端面保證在同一平面內(nèi)，光輸入端光纖頭和輸出端光纖頭一端和半球透鏡固定連接，光輸入端光纖頭和輸出端光纖頭另外一端設(shè)有光纖光纜。本發(fā)明提供的一種用于輸油管道內(nèi)油品檢測(cè)的光學(xué)裝置，實(shí)現(xiàn)了油品檢測(cè)時(shí)間短、準(zhǔn)確度高、成本低、環(huán)境寬容度大、實(shí)時(shí)檢測(cè)、免維護(hù)等功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)效利高，而且多級(jí)粘接工藝，使得光學(xué)裝置結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不易損壞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)輸油管道內(nèi)部輸送產(chǎn)品類別的裝置。

背景技術(shù)

管道輸油技術(shù)具有運(yùn)量大、運(yùn)輸成本低、經(jīng)濟(jì)效益好、土地利用率高、安全可靠、運(yùn)輸能源消耗少、可以適應(yīng)各種復(fù)雜地形、地貌和氣候條件等優(yōu)點(diǎn)，是目前最重要的油品運(yùn)輸手段。最初每條成品油輸油管道只輸送一種油品，輸送工藝比較簡(jiǎn)單，油品質(zhì)量有保證，但這種方式效率很低，運(yùn)行成本高，不能充分發(fā)揮管道輸送的優(yōu)勢(shì)。因此，經(jīng)過改進(jìn)后，目前的成品油管道都采用順序輸送方法，在同一條管道內(nèi)按一定時(shí)間順序和批量連續(xù)輸送不同種類的油品。采用連續(xù)輸油工作方式，一定會(huì)造成不同油品之間的混疊，形成混油段，而混油的部分和成品油的物理和化學(xué)特性不同，不能使用，因此，必須要準(zhǔn)確快速的測(cè)量出混油段，以及確定各個(gè)輸油時(shí)間段內(nèi)的油品，確保運(yùn)送到目的地的成品油的質(zhì)量。

由此看來，輸油管道內(nèi)油品類別檢測(cè)技術(shù)是油品管道運(yùn)輸中一項(xiàng)非常重要的環(huán)節(jié)，是混油段檢測(cè)和油品切割控制的必備條件，是成品油管道技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。目前油品的檢測(cè)方法主要包括密度法、示蹤法、放射法、電容檢測(cè)法、光譜色譜檢測(cè)法等。密度法通過測(cè)量管道內(nèi)油品的密度來獲得油品參數(shù)，但該方法不能有效的檢測(cè)檢測(cè)出當(dāng)密度差別小的油品。示蹤法預(yù)先將不同的示蹤劑溶解油品界面處，通過檢測(cè)儀器對(duì)示蹤劑進(jìn)行檢測(cè)，獲得混油段位置，該方法不能用于熒光性強(qiáng)的油品。放射在將放射性溶液加入到油品界面中，混油段中放射性強(qiáng)，通過檢測(cè)放射強(qiáng)度就可以確定油品的界面，該方法具有放射性，會(huì)損害人員健康。電容法通過測(cè)量油品的介電常數(shù)來檢測(cè)油品，該方法受溫度影響較大，測(cè)量精度較差。光譜分析法，通過油品的吸收光譜進(jìn)行測(cè)量獲得油品參數(shù)，該方法檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境要求高，不太適合戶外應(yīng)用。

目前的油品測(cè)量方法都不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)油品檢測(cè)時(shí)間短、準(zhǔn)確度高、成本低、環(huán)境寬容度大、實(shí)時(shí)檢測(cè)、免維護(hù)等實(shí)際需求，需要這一種全新的方法來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)油品檢測(cè)時(shí)間短、準(zhǔn)確度高、成本低、環(huán)境寬容度大、實(shí)時(shí)檢測(cè)、免維護(hù)等的技術(shù)問題。本發(fā)明采用光學(xué)方法能夠一次性解決輸油管內(nèi)油品檢測(cè)的檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、準(zhǔn)確度低、成本高、不能實(shí)時(shí)檢測(cè)、維護(hù)難度大的難題，實(shí)現(xiàn)油品的快速準(zhǔn)確測(cè)量。本發(fā)明核心原理基于光在不同介質(zhì)界面反射和介質(zhì)折射率相關(guān)，不同油品具有不同的折射率，因此在光學(xué)界面上具有不同的反射率，通過測(cè)量反射光強(qiáng)就能夠獲得油品的折射率，從而獲得油品的參數(shù)。原則上透鏡折射率需要大于待測(cè)油品折射率，選擇折射率盡可能高的玻璃更有利于提高檢測(cè)分辨率，但是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)折射率提高會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性下降，測(cè)量的寬容度降低，因此，也不能選擇過高的折射率，為了解決這組矛盾，本發(fā)明對(duì)透鏡表面鍍了一層反射膜，既保證激光信號(hào)的反射穩(wěn)定性，也提高了透鏡的折射率。

本發(fā)明提供了一種用于輸油管道內(nèi)油品檢測(cè)的光學(xué)裝置，包括半球透鏡、光輸入端光纖頭、輸出端光纖頭和光纖光纜，所述半球透鏡前面設(shè)有反射膜，光輸入端光纖頭和輸出端光纖頭周圍設(shè)有光纖端頭固定夾具，光輸入端光纖頭、輸出端光纖頭和光纖端頭固定夾具的端面保證在同一平面內(nèi)，光輸入端光纖頭和輸出端光纖頭一端和半球透鏡固定連接，光輸入端光纖頭和輸出端光纖頭另外一端設(shè)有光纖光纜。

本發(fā)明中，光纖光纜遠(yuǎn)離半球透鏡的一端設(shè)有FC接頭、SC接頭或ST接頭。

本發(fā)明中，光輸入端光纖頭和輸出端光纖頭與光纖端頭固定夾具之間設(shè)有光學(xué)膠。