[发明专利]基于透射光谱的输油管道油品界面的检测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及输油管道油品界面的检测技术，特别是一种基于透射光谱的输油管道油品界面的检测方法及其装置。 

背景技术

在成品油输送工艺中，一条管道输送多种油品，需要对管道中输送的不同油品界面进行检测，以达到分离不同油品，减少混油的目的。在输油管道中，油品在何种位置切割，直接影响油品切入不同油罐的流程倒换，对确保高效安全平稳运行十分重要。应用在成品油管道中的油品界面监测方法有密度法、荧光记号法、光学界面检测法、超声波界面检测法等。“一种光学界面检测仪在成品油管道上的应用”(《管道技术与设备》，2008(6)，20-22)中公开了应用折射率变化来检测油品界面的FuelCheck光学界面检测仪，其对折射率变化显著的油品能够较好地区分。目前，在国内成品油管道顺序输送中，采用此方法比较成功。现有的光学界面检测仪存在以下不足： 

1、在输油管道中，对于同种类不同牌号的油品，当折射率比较接近时不能很好分类。比如90#、93#汽油的折射率有时只相差万分之几。 

2、在输油管道中，对于同一牌号不同性质的油品不能很好分类。例如：都是93#汽油，但国标油与普通93#汽油的区别在于国标油是清洁汽油，折射率是无法区分这时两种油的。 

发明内容

本发明的目的是要提供一种测量时间短、操作简单、检测精度较高、可靠性高的基于透射光谱的输油管道油品界面的检测方法，首先利用光纤探头采集输油管道中油品的透射光谱和光强，将光谱和光强与油品的种类联系起来，建立数学模型，确保测量结果的准确性。 

一种基于透射光谱的输油管道油品界面的检测方法，光源模块发出的光分为可见光、近近红外、近红外和中红外，分别通过入射光纤及准直光部件照射到流动的油品后，透射的光经过聚光部件及出射光纤进入光谱仪模块，光谱仪 模块将测得的光谱光强数据送入控制模块，控制模块将这些信号存入数据寄存模块，控制模块同时将管道中的温度数据、压力数据和油品的流速存入数据寄存模块，控制模块将数据寄存模块中的光谱光强数据、温度数据、压力数据、油品流速和定标参数模块中的定标参数送入计算模块，计算模块计算后，数据结果送回控制模块，控制模块将数据结果送入结果输出模块显示。 

一种基于透射光谱的输油管道油品界面的检测装置，包括置于恒温箱内的光源模块、光谱仪模块、控制模块、数据寄存模块、定标参数模块、计算模块以及结果输出模块；还包括与输油管道连通的第一金属紧固件、第二金属紧固件、第三金属紧固件和第四金属紧固件；光源模块发出的光分为可见光、近近红外、近红外和中红外，分别经过入射光纤及准直光部件连接至第一金属紧固件、第二金属紧固件、第三金属紧固件、第四金属紧固件，出射的光分别经聚光部件和出射光纤传输到光谱仪模块中；光谱仪模块、数据寄存模块、定标参数模块、计算模块以及结果输出模块均与控制模块相连。 

进一步的，准直光部件为光锥、自聚焦棒、透镜光纤、光纤准直器或自聚焦透镜。当光锥作为准直光部件时，入射光纤与光锥焊接相连 

进一步的，聚光部件为光锥、自聚焦棒、透镜光纤、光纤准直器或自聚焦透镜。当光锥作为聚光部件时，光锥与出射光纤焊接相连 

进一步的，第一金属紧固件中，准直光部件和聚光部件通光面的几何距离为50～100mm；第二金属紧固件中，准直光部件和聚光部件通光面的几何距离为30～80mm；第三金属紧固件中，准直光部件和聚光部件通光面的几何距离为10～40mm；第四金属紧固件中，准直光部件和聚光部件通光面的几何距离为2～10mm。 

本发明方法的工作过程如下： 

光源发出的光经入射光纤、准直光部件变为准直光出射，油品在金属紧固件内流过，准直光照射油品后，透射的光进入聚光部件，聚光部件收集透射光进入出射光纤。从出射光纤出射的光进入光谱仪模块。光谱仪模块将测得的光谱光强数据送入控制模块，控制模块将这些信号存入数据寄存模块，控制模块同时将管道其他装置及传感器获得的温度数据、压力数据和油品的流速存入数据寄存器。控制模块将数据寄存模块中的光谱光强数据、温度数据、压力数据、 油品流速和定标参数模块中的定标参数送入计算模块，计算模块计算后，数据结果送回控制模块，控制模块将数据结果送入结果输出模块显示。