[發(fā)明專利]一種基于光學(xué)界面檢測(cè)儀的界面檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110485317.9
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN113203709B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田中山;董珊珊;楊昌群;井健;王現(xiàn)中;蔡婧;牛道東;楊露;李育特;徐中節(jié)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司華南分公司;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
• 主分類號(hào): G01N21/55
• 分類號(hào): G01N21/55;G01N13/00
• 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)明提出了一種基于光學(xué)界面檢測(cè)儀的界面檢測(cè)方法，采用閉環(huán)溫度控制方法，為發(fā)光器件提供恒溫環(huán)境，使其輸出光強(qiáng)恒定，不同介質(zhì)中反射光強(qiáng)也是恒定的，因此當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，反射光信號(hào)穩(wěn)定性較好，為系統(tǒng)界面檢測(cè)提供很好的保障；采用自動(dòng)增益調(diào)節(jié)算法，對(duì)小信號(hào)的自動(dòng)放大功能在遠(yuǎn)距離測(cè)試時(shí)效果明顯，對(duì)相差較小的信號(hào)，利用輸出信號(hào)放大原理，增大兩者之間的輸出百分比，使相差較小的信號(hào)也能明顯區(qū)分；光纖長(zhǎng)度分別在10m和2km時(shí)，能準(zhǔn)確分辨出水、95#汽油、92#汽油、98#汽油及0#柴油這五種介質(zhì)，92#和98#兩種汽油之間的差值達(dá)到20％，測(cè)試一致性好，測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及成品油管道油品順序輸送時(shí)混油界面的檢測(cè)方法，具體涉及一種基于光學(xué)界面檢測(cè)儀的界面檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

目前，成品油運(yùn)輸中，管道運(yùn)輸具有效率高、成本低及污染少等優(yōu)點(diǎn)，已成為成品油運(yùn)輸行業(yè)的主流運(yùn)輸方式。成品油管道運(yùn)輸一般采用順序輸送方式，運(yùn)輸過(guò)程中兩種介質(zhì)自由擴(kuò)散，必然會(huì)造成混油段，準(zhǔn)確并及時(shí)的發(fā)現(xiàn)混油段，對(duì)成品油的品質(zhì)有著重要作用。現(xiàn)有的混油界面檢測(cè)方法有幾種，一種是根據(jù)近紅外光譜測(cè)定油樣在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸光度A1與正戊烷在同樣波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)得的吸光度A0進(jìn)行差譜計(jì)算，并根據(jù)該值判斷混油界面；另一種為采用動(dòng)態(tài)當(dāng)量管道長(zhǎng)度理論的分段管道模型、用密度儀測(cè)量的密度值變化來(lái)修正判定過(guò)程的混油界面位置判定方法。各種檢測(cè)方法運(yùn)用的檢測(cè)原理不同，檢測(cè)效果及復(fù)雜度也有所差別。

光學(xué)界面儀是一種采用光纖端面測(cè)量技術(shù)，即測(cè)量由于液體性質(zhì)變化導(dǎo)致的光纖端面出射和入射的光強(qiáng)差，來(lái)檢測(cè)不同油品下反射回來(lái)的光強(qiáng)，通過(guò)對(duì)不同油品的反射光強(qiáng)進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)測(cè)量值進(jìn)行預(yù)先標(biāo)定，從而實(shí)現(xiàn)混油界面的準(zhǔn)確判斷。采用該檢測(cè)原理，具有測(cè)試方法簡(jiǎn)單，且不受管道雜質(zhì)影響，測(cè)試結(jié)果只與液體本身的性質(zhì)有關(guān)，測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確更直觀等優(yōu)點(diǎn)。

但是光學(xué)界面儀也存在如下缺點(diǎn)：

(1)發(fā)光器件(半導(dǎo)體激光器)對(duì)溫度變化較敏感，一般情況下，溫度會(huì)影響發(fā)光器件的發(fā)光波長(zhǎng)、發(fā)光強(qiáng)度及其壽命等，從而影響反射光強(qiáng)的大小，對(duì)信號(hào)的準(zhǔn)確檢測(cè)判斷非常不利；

(2)在光纖探頭測(cè)點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，由于長(zhǎng)距離光纖的衰減較大，使反射回來(lái)的光信號(hào)很弱，若直接使用該信號(hào)，會(huì)造成界面無(wú)法區(qū)分的現(xiàn)象；

(3)當(dāng)兩種介質(zhì)的性質(zhì)較接近時(shí)，采集的光信號(hào)幅值差別不大，若將該信號(hào)直接輸出，會(huì)出現(xiàn)界面區(qū)分不明顯，有可能造成界面誤判。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于光學(xué)界面檢測(cè)儀的界面檢測(cè)方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于油品界面智能檢測(cè)儀時(shí)，光信號(hào)很弱，信號(hào)波動(dòng)大，不穩(wěn)定，分辨率低，所采取的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種基于光學(xué)界面檢測(cè)儀的界面檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括如下步驟：

(1)采用閉環(huán)溫度控制調(diào)整控制箱中溫度。

(2)對(duì)探頭進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定：將油品界面智能檢測(cè)儀探頭分別插入標(biāo)準(zhǔn)水、95#汽油、92#汽油、98#汽油及0#柴油中獲得標(biāo)定光反射信號(hào)值，將差別小的標(biāo)定光反射信號(hào)值之間的百分比差值設(shè)置放大，并將放大后的百分比以模擬量4mA～20mA形式輸出到DCS系統(tǒng)中；采集油品界面智能檢測(cè)儀探頭的光反射信號(hào)值為Vi，將該信號(hào)值與各種介質(zhì)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，判斷其落在哪兩個(gè)信號(hào)之間，根據(jù)線性插值原理計(jì)算出測(cè)試信號(hào)的輸出百分比，公式如下：

式中：V_i-1≤V_i≤V_i+1，0≤i≤6，且V₀＝0V，V₆＝5V，P₀＝0％，P₆＝100％；P_i-1和P_i+1分別為V_i-1和V_i+1對(duì)應(yīng)的百分比。