CN103697967A - 一种用于石油化工行业的油水界面监控仪 - Google Patents

一种用于石油化工行业的油水界面监控仪 Download PDF

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魏臻
刘京亮
张岷
郭富
周欢
张洪涛
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Abstract

一种用于石油化工行业的油水界面监控仪，包括光纤传感器、光源LED、光接收器、高低位判断电路、驱动***、报警***和执行***，两个光纤传感器分别置于油水分离器油水界面下不同深度；光纤传感器由前盖、定位环、Φ7铜管、光纤、光纤探针定位环、黄铜连接轴、锁紧帽、光缆和硅晶管构成；高低位判断电路包括电阻和运算放大器。本发明的优点是：该监控仪性能可靠，可有效安全地解决油水分离器中水的监控排放，提高了生产自动化水平和经济效益，该监控仪灵敏可靠、现场不带电、本质安全、生产使用中免于维护、实用性强，适用于各种易燃、易爆的场所。

Description

一种用于石油化工行业的油水界面监控仪
技术领域
本发明涉及石油化工行业的监控仪器，特别是一种用于石油化工行业的油水界面监控仪。
背景技术
在一些行业，特别是石油化工企业中，要用一些装置去除油品中的水份，这种装置称为油水分离器，含有水份的油品进入油水分离器后，由于油和水的密度不同，经沉降，水降到下部，而油在上部，形成一个油水界面。生产工艺要求及时准确地判定油水界面是否达到工艺限定的高位，达到此高度应及时开阀排水，油水界面达到工艺限定的低位时，应及时关阀停止排水。这是油水分离器在生产工艺使用中的关键所在。目前，一些炼油厂油水分离器中的水位监控采用电导率或者油水分离法等，其安全性和可靠性差，为此，本发明采用光纤传感器设计制作了一套适用于易燃、易爆场所，性能可靠、免维护的油水界面监控仪。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种用于石油化工行业的油水界面监控仪，该监控仪可有效安全地解决油水分离器中水的监控排放，提高了生产自动化水平和经济效益，适用于易燃、易爆场所，性能可靠、免维护的***。
本发明的技术方案：
一种用于石油化工行业的油水界面监控仪，包括光纤传感器、光源LED、光接收器、高低位判断电路、驱动***、报警***和执行***，其中光纤传感器、光源LED和光接收器为并列两组，两个光纤传感器分别置于油水分离器油水界面下不同深度,分别采集由光源LED发出的光信息并由光接收器接收，其中上部的光纤传感器位于排水深度，下部的光纤传感器位于停排水深度，光接收器通过导线与高低位判断电路连接，高低位判断电路通过导线与驱动***连接，驱动***通过导线分别与报警***和执行***连接；所述光纤传感器由前盖、定位环、Φ7铜管、光纤、光纤探针定位环、黄铜连接轴、锁紧帽、光缆和硅晶管构成，底盖和锁紧帽分别密封连接于硅晶管的两端，Φ7铜管和光纤通过光纤探针定位环固定于硅晶管内前部的中心，光纤通过光纤探针定位环和黄铜连接轴固定于硅晶管内后部的中心，光缆从锁紧帽的中心密封引出；高低位判断电路包括电阻和运算放大器，电阻为五个，其中R1和R2并联后与R3连接，R3和R4分别与运算放大器的输入端连接，R5两端分别与运算放大器的进、出口端连接，R1、R2、R5的阻值均为158千欧、R3、、R4的阻值均为51千欧，运算放大器的型号为OP07。
本发明的工作原理：
该监控仪利用折射率来监控油水界面，两组光纤传感器分别用于采集光信息，为光接收器服务，光源LED发出光源，便于光纤传感器收到光源信息，光接收器接收光纤传感器传输过来的光源，分析结果并为高低位判断电路服务，高低位判断电路接收光接收器传输的结果，负责***的电路指挥，驱动***用于控制报警***与执行***，报警***接收驱动***的信息，提出报警，执行***执行驱动***发出的命令。
当油水分离器中上部的传感器下部的传感器都浸没在水中时，OP07输出(高电位≥10V)为1，使驱动***输出亦为1，执行***开阀排水。水位下降上部的传感器输出为0，传感器2在水中输出仍为1，此时,运算放大器输出端电位在5V左右，OP07输出状态不变仍为1，继续排水，水位继续下降。传感器2进入油中，输出变为0,此时,运算放大器输出端变低电位(小于3.5V)，OP07输出为0，执行机构关阀停止排水。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
该监控仪性能可靠，可有效安全地解决油水分离器中水的监控排放，提高了生产自动化水平和经济效益，该监控仪灵敏可靠、现场不带电、本质安全、生产使用中免于维护、实用性强，适用于各种易燃、易爆的场所。
附图说明
图1为该监控仪流程示意图。
图2为光纤传感器的构造示意图。
图中：1.前盖  2.定位环  3.Φ7铜管  4.光纤  5.光纤探针定位环6.黄铜连接轴  7.锁紧帽  8.光缆  9.硅晶管
图3为高低位判断单元电路图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
实施例：
一种用于石油化工行业的油水界面监控仪，如图1所示，包括光纤传感器、光源LED、光接收器、高低位判断电路、驱动***、报警***和执行***，其中光纤传感器、光源LED和光接收器为并列两组，两个光纤传感器分别置于油水分离器油水界面下不同深度,分别采集由光源LED发出的光信息并由光接收器接收，其中上部的光纤传感器位于排水深度，下部的光纤传感器位于停排水深度，光接收器通过导线与高低位判断电路连接，高低位判断电路通过导线与驱动***连接，驱动***通过导线分别与报警***和执行***连接；所述光纤传感器，如图2所示，由前盖1、定位环2、Φ7铜管3、光纤4、光纤探针定位环5、黄铜连接轴6、锁紧帽7、光缆8和硅晶管9构成，底盖1和锁紧帽7分别密封连接于硅晶管9的两端，Φ7铜管3和光纤4通过光纤探针定位环5固定于硅晶管9内前部的中心，光纤4通过光纤探针定位环5和黄铜连接轴6固定于硅晶管9内后部的中心，光缆8从锁紧帽7的中心密封引出；高低位判断电路，如图3所示，包括电阻和运算放大器，电阻为五个，其中R1和R2并联后与R3连接，R3和R4分别与运算放大器的输入端连接，R5两端分别与运算放大器的进、出口端连接，R1、R2、R5的阻值均为158千欧、R3、、R4的阻值均为51千欧，运算放大器的型号为OP07。
该实施例中，光纤传感器中的光纤采用多模光纤，光纤芯径为62.5nm，中心波长λp=850nm,折射率为1.45；光源LED采用带多膜尾纤的红外发光二极管(LED)，其性能指标为中心波长λp=850nm,最大输出功率Pm=150mW,最大驱动电流Im=100mA，尾纤芯径D=62.5nm。
本光纤油水界面监控仪灵敏可靠、现场本质安全，其液位检测准确度≤1.5mm，响应时间小于2s，最大光缆长度1km，使用温度范围-20～100℃。实用性强,在煤、柴、汽油等油水分离器中使用免于维护。本光纤油水界面监控仪很好地解决了油水分离器内水位监控排放问题。

Claims (1)

1.一种用于石油化工行业的油水界面监控仪，其特征在于：包括光纤传感器、光源LED、光接收器、高低位判断电路、驱动***、报警***和执行***，其中光纤传感器、光源LED和光接收器为并列两组，两个光纤传感器分别置于油水分离器油水界面下不同深度,分别采集由光源LED发出的光信息并由光接收器接收，其中上部的光纤传感器位于排水深度，下部的光纤传感器位于停排水深度，光接收器通过导线与高低位判断电路连接，高低位判断电路通过导线与驱动***连接，驱动***通过导线分别与报警***和执行***连接；所述光纤传感器由前盖、定位环、Φ7铜管、光纤、光纤探针定位环、黄铜连接轴、锁紧帽、光缆和硅晶管构成，底盖和锁紧帽分别密封连接于硅晶管的两端，Φ7铜管和光纤通过光纤探针定位环固定于硅晶管内前部的中心，光纤通过光纤探针定位环和黄铜连接轴固定于硅晶管内后部的中心，光缆从锁紧帽的中心密封引出；高低位判断电路包括电阻和运算放大器，电阻为五个，其中R1和R2并联后与R3连接，R3和R4分别与运算放大器的输入端连接，R5两端分别与运算放大器的进、出口端连接，R1、R2、R5的阻值均为158千欧、R3、、R4的阻值均为51千欧，运算放大器的型号为OP07。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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