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一種用于石油化工行業(yè)的油水界面監(jiān)控儀的制作方法
【專利摘要】一種用于石油化工行業(yè)的油水界面監(jiān)控儀，包括光纖傳感器、光源LED、光接收器、高低位判斷電路、驅動系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，兩個光纖傳感器分別置于油水分離器油水界面下不同深度；光纖傳感器由前蓋、定位環(huán)、Φ7銅管、光纖、光纖探針定位環(huán)、黃銅連接軸、鎖緊帽、光纜和硅晶管構成；高低位判斷電路包括電阻和運算放大器。本發(fā)明的優(yōu)點是：該監(jiān)控儀性能可靠，可有效安全地解決油水分離器中水的監(jiān)控排放，提高了生產(chǎn)自動化水平和經(jīng)濟效益，該監(jiān)控儀靈敏可靠、現(xiàn)場不帶電、本質安全、生產(chǎn)使用中免于維護、實用性強，適用于各種易燃、易爆的場所。
【專利說明】—種用于石油化工行業(yè)的油水界面監(jiān)控儀
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及石油化工行業(yè)的監(jiān)控儀器，特別是一種用于石油化工行業(yè)的油水界面監(jiān)控儀。
【背景技術】
[0002]在一些行業(yè)，特別是石油化工企業(yè)中，要用一些裝置去除油品中的水份，這種裝置稱為油水分離器，含有水份的油品進入油水分離器后，由于油和水的密度不同，經(jīng)沉降，水降到下部，而油在上部，形成一個油水界面。生產(chǎn)工藝要求及時準確地判定油水界面是否達到工藝限定的高位，達到此高度應及時開閥排水，油水界面達到工藝限定的低位時，應及時關閥停止排水。這是油水分離器在生產(chǎn)工藝使用中的關鍵所在。目前，一些煉油廠油水分離器中的水位監(jiān)控采用電導率或者油水分離法等，其安全性和可靠性差，為此，本發(fā)明采用光纖傳感器設計制作了一套適用于易燃、易爆場所，性能可靠、免維護的油水界面監(jiān)控儀。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種用于石油化工行業(yè)的油水界面監(jiān)控儀，該監(jiān)控儀可有效安全地解決油水分離器中水的監(jiān)控排放，提高了生產(chǎn)自動化水平和經(jīng)濟效益，適用于易燃、易爆場所，性能可靠、免維護的系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術方案:
[0005]一種用于石油化工行業(yè)的油水界面監(jiān)控儀，包括光纖傳感器、光源LED、光接收器、高低位判斷電路、驅動系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，其中光纖傳感器、光源LED和光接收器為并列兩組，兩個光纖傳感器分別置于油水分離器油水界面下不同深度，分別采集由光源LED發(fā)出的光信息并由光接收器接收，其中上部的光纖傳感器位于排水深度，下部的光纖傳感器位于停排水深度，光接收器通過導線與高低位判斷電路連接，高低位判斷電路通過導線與驅動系統(tǒng)連接，驅動系統(tǒng)通過導線分別與報警系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)連接；所述光纖傳感器由前蓋、定位環(huán)、Φ7銅管、光纖、光纖探針定位環(huán)、黃銅連接軸、鎖緊帽、光纜和硅晶管構成，底蓋和鎖緊帽分別密封連接于硅晶管的兩端，Φ7銅管和光纖通過光纖探針定位環(huán)固定于硅晶管內前部的中心，光纖通過光纖探針定位環(huán)和黃銅連接軸固定于硅晶管內后部的中心，光纜從鎖緊帽的中心密封引出；高低位判斷電路包括電阻和運算放大器，電阻為五個，其中Rl和R2并聯(lián)后與R3連接，R3和R4分別與運算放大器的輸入端連接，R5兩端分別與運算放大器的進、出口端連接，RU R2、R5的阻值均為158千歐、R3、、R4的阻值均為51千歐，運算放大器的型號為0P07。
[0006]本發(fā)明的工作原理:
[0007]該監(jiān)控儀利用折射率來監(jiān)控油水界面，兩組光纖傳感器分別用于采集光信息，為光接收器服務，光源LED發(fā)出光源，便于光纖傳感器收到光源信息，光接收器接收光纖傳感器傳輸過來的光源，分析結果并為高低位判斷電路服務，高低位判斷電路接收光接收器傳輸?shù)慕Y果，負責系統(tǒng)的電路指揮，驅動系統(tǒng)用于控制報警系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)，報警系統(tǒng)接收驅動系統(tǒng)的信息，提出報警，執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行驅動系統(tǒng)發(fā)出的命令。
[0008]當油水分離器中上部的傳感器下部的傳感器都浸沒在水中時，0P07輸出(高電位^ 10V)為1，使驅動系統(tǒng)輸出亦為1，執(zhí)行系統(tǒng)開閥排水。水位下降上部的傳感器輸出為0，傳感器2在水中輸出仍為1，此時，運算放大器輸出端電位在5V左右，0P07輸出狀態(tài)不變仍為1，繼續(xù)排水，水位繼續(xù)下降。傳感器2進入油中，輸出變?yōu)?，此時，運算放大器輸出端變低電位(小于3.5V)，0P07輸出為0，執(zhí)行機構關閥停止排水。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比所帶來的有益效果是:
[0010]該監(jiān)控儀性能可靠，可有效安全地解決油水分離器中水的監(jiān)控排放，提高了生產(chǎn)自動化水平和經(jīng)濟效益，該監(jiān)控儀靈敏可靠、現(xiàn)場不帶電、本質安全、生產(chǎn)使用中免于維護、實用性強，適用于各種易燃、易爆的場所。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為該監(jiān)控儀流程示意圖。
[0012]圖2為光纖傳感器的構造示意圖。
[0013]圖中:1.前蓋2.定位環(huán)3.Φ7銅管4.光纖5.光纖探針定位環(huán)6.黃銅連接軸7.鎖緊帽8.光纜9.硅晶管
[0014]圖3為高低位判斷單元電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明。
`[0016]實施例:
[0017]一種用于石油化工行業(yè)的油水界面監(jiān)控儀，如圖1所示，包括光纖傳感器、光源LED、光接收器、高低位判斷電路、驅動系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，其中光纖傳感器、光源LED和光接收器為并列兩組，兩個光纖傳感器分別置于油水分離器油水界面下不同深度，分別采集由光源LED發(fā)出的光信息并由光接收器接收，其中上部的光纖傳感器位于排水深度，下部的光纖傳感器位于停排水深度，光接收器通過導線與高低位判斷電路連接，高低位判斷電路通過導線與驅動系統(tǒng)連接，驅動系統(tǒng)通過導線分別與報警系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)連接；所述光纖傳感器，如圖2所示，由前蓋1、定位環(huán)2、Φ7銅管3、光纖4、光纖探針定位環(huán)5、黃銅連接軸6、鎖緊帽7、光纜8和硅晶管9構成，底蓋I和鎖緊帽7分別密封連接于硅晶管9的兩端，Φ7銅管3和光纖4通過光纖探針定位環(huán)5固定于娃晶管9內前部的中心,光纖4通過光纖探針定位環(huán)5和黃銅連接軸6固定于硅晶管9內后部的中心，光纜8從鎖緊帽7的中心密封引出；高低位判斷電路，如圖3所示，包括電阻和運算放大器，電阻為五個，其中Rl和R2并聯(lián)后與R3連接，R3和R4分別與運算放大器的輸入端連接，R5兩端分別與運算放大器的進、出口端連接，R1、R2、R5的阻值均為158千歐、R3、、R4的阻值均為51千歐，運算放大器的型號為0P07。
[0018]該實施例中，光纖傳感器中的光纖米用多模光纖，光纖芯徑為62.5nm,中心波長λ p=850nm,折射率為1.45 ;光源LED采用帶多膜尾纖的紅外發(fā)光二極管(LED)，其性能指標為中心波長λρ=850ηπι，最大輸出功率Pm=150mW，最大驅動電流Im=IOOmA,尾纖芯徑D=62.5nm。[0019]本光纖油水界面監(jiān)控儀靈敏可靠、現(xiàn)場本質安全，其液位檢測準確度< 1.5mm,響應時間小于2s，最大光纜長度1km，使用溫度范圍-20?100°C。實用性強，在煤、柴、汽油等油水分離器中使用免于維護。本光纖油水界面監(jiān)控儀很好地解決了油水分離器內水位監(jiān)控排放問題。
【權利要求】
1.一種用于石油化工行業(yè)的油水界面監(jiān)控儀，其特征在于:包括光纖傳感器、光源LED、光接收器、高低位判斷電路、驅動系統(tǒng)、報警系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，其中光纖傳感器、光源LED和光接收器為并列兩組，兩個光纖傳感器分別置于油水分離器油水界面下不同深度，分別采集由光源LED發(fā)出的光信息并由光接收器接收，其中上部的光纖傳感器位于排水深度，下部的光纖傳感器位于停排水深度，光接收器通過導線與高低位判斷電路連接，高低位判斷電路通過導線與驅動系統(tǒng)連接，驅動系統(tǒng)通過導線分別與報警系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)連接；所述光纖傳感器由前蓋、定位環(huán)、Φ7銅管、光纖、光纖探針定位環(huán)、黃銅連接軸、鎖緊帽、光纜和硅晶管構成，底蓋和鎖緊帽分別密封連接于硅晶管的兩端，Φ7銅管和光纖通過光纖探針定位環(huán)固定于硅晶管內前部的中心，光纖通過光纖探針定位環(huán)和黃銅連接軸固定于硅晶管內后部的中心，光纜從鎖緊帽的中心密封引出；高低位判斷電路包括電阻和運算放大器，電阻為五個，其中Rl和R2并聯(lián)后與R3連接，R3和R4分別與運算放大器的輸入端連接，R5兩端分別與運算放大器的進、出口端連接，RU R2、R5的阻值均為158千歐、R3、、R4的阻值均為51千歐，運算放大器的型號為0P07。
【文檔編號】G01F23/292GK103697967SQ201310733144
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權日:2013年12月19日
【發(fā)明者】魏臻, 劉京亮, 張岷, 郭富, 周歡, 張洪濤 申請人:天津理工大學