[发明专利]一种储气柜活塞运行状态测量方法

说明书

本发明涉及一种储气柜活塞运行状态测量方法，首先搭建一测量平台，包括位于活塞中部的第一光源、位于储气柜顶中心且水平安装的第一光敏检测板、关于第一光轴圆周均布的多个测量单元，各测量单元结构相同，均分别由共第二光轴设置的第二光源、反射镜和第二光敏检测板构成；然后对搭建的测量平台进行调零，并基于各个第二光敏检测板设定相应的测量点；根据各测量点处光敏检测板上光斑的位置变化计算相应测量点测得的活塞倾斜角度和活塞中心与储气柜中心的水平偏移距离，据此拟合活塞所在平面，根据该平面分别计算活塞的倾斜角度、活塞形变和水平位移。本方法测量精度高、实现成本低、维护简单方便。

技术领域

本发明属于储气柜测量控制技术领域，特别涉及一种储气柜活塞运行状态测量方法。

背景技术

储气柜在工业企业中广泛用于储存气体，缓解供气量和用气量之间短时间内的不平衡。而在储气柜运行过程中，活塞水平倾斜度是表征储气柜安全运行的重要指标。

目前活塞水平倾斜监测一般采用连通器式、油槽密封油液位式和激光测距式几种方式，这几种方式都存在一定问题，分别描述如下：

连通器式测量方式必须往连通器内注入水或油等液体，这些液体均存在一定程度的挥发问题，需要经常性补水或补油并重新调平、调零，带来一定的维护难度；

密封油液位式是利用不同位置的密封油液位差来测量活塞倾斜，但由于冬季密封油粘度大，密封油流动时间加长，因此密封油液位差与活塞倾斜之间存在一定的时间差，存在测量误差；

激光测距式是采用激光测距仪测量活塞边缘与储气柜柜顶高度差的方式来计算活塞倾斜，测量精度较高，能达到毫米级别，但由于活塞与柜顶之间的距离能达到七八十米甚至上百米，此时激光测距精度变差，必须在活塞上安装反光板才能提高精度，但由于柜内密封油飞溅，反射板表面会沉积一层油渍，加上尘土落入，使反射效果降低，测量数据稳定性变差，因此反光板必须定期清理才能达到理想的测量效果，维护成本高。而且高精度防爆激光测距仪价格较高，单台价格在2.5万左右，一般一套监测系统需要4台高精度防爆激光测距仪，成本在10万以上，安装成本高。

另一方面以上几种方式都只监测了活塞的倾斜，而并没有监测活塞的水平位移，而活塞过大的水平位移也可能会引起气体泄漏，带来安全隐患。并且若要监测活塞的形变情况，对监测仪的数量具有一定要求，一般况下，如果只测量活塞倾斜可以用3到4个测量设备，如果要实现较为精细的形变监测则需要更多的监测仪才能实现，同样存在不经济的问题。

因此，针对以上问题，研发一种能够同时监测活塞倾斜、水平位移和形变，且测量精度高、实现成本低、维护简单的方法具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种储气柜活塞运行状态测量方法，能够实时测量储气柜活塞的倾斜、水平位移和形变状态，且测量精度高、成本低、易于实现。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种储气柜活塞运行状态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在由活塞顶部和储气柜顶之间形成的容纳空间内搭建一测量平台，包括位于活塞中部的第一光源、位于储气柜顶中心且水平安装的第一光敏检测板、关于第一光轴圆周均布的n个测量单元，以及用于测量活塞与储气柜顶之间高差的柜位计；各测量单元结构相同，均分别由共第二光轴设置的第二光源、反射镜和第二光敏检测板构成；其中，所述第二光源位于所述第一光敏检测板周边，所述反射镜位于所述第一光源的周边且与活塞表面呈45°夹角设置，所述第二光敏检测板位于活塞边缘且垂直于活塞设置；设相邻第二光敏检测板所在光轴在活塞平面的投影线之间的夹角为β，设各测量单元内，反射镜与第二光敏检测板之间的沿活塞平面的投影距离为L；