油罐儲油溫度監控裝置的製作方法

2023-12-11 15:16:12

專利名稱：油罐儲油溫度監控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田儲油罐的監控裝置，具體涉及一種溫度監控裝置。
背景技術：
溫度是一個具有統計意義的物理量，對其進行測量由來已久，國內外各種測溫技術、溫度傳感器及測溫儀表已相當成熟，技術亦相當先進，對其進行長時間連續監測也非難事，並向數位化和總線化方向發展。另外根據熱量傳導理論，加之各種邊界及環境條件，從理論上講也可以算出各種溫度分布及溫降規律。然而，由於一些油罐，尤其是一些原油浮頂儲油罐體積大，罐內儲油量時多時少，原油本身又是熱的不良導體，雖然罐壁上有保溫層，但由於浮頂上沒有保溫層，且有量油孔、通氣孔和浮船支柱等，散熱分布毫無規律，故要從純理論上推算出油罐內原油的溫度分布及溫降規律幾乎不可能。中國專利申請94112293「大型油罐儲油量的精確測量系統及應用」提供的精確測量系統包括測量油溫和油深的複合光纖探頭、步進式探頭驅動機構、探頭移動距離的記錄顯示以及微處理器控制；另一中國專利95100181「一種油罐儲量自動測量系統及其測量方法」公開了一種油罐儲量自動測量系統及其測量方法，該系統由油壓測量器件、I/V變換電路、多路電子選擇開關、A/D轉換器、PC計算機系統、用於測量油壓和溫度的測量器件、工作/校驗功能轉換開關和校驗基準電源構成。現有的這些專利及一些非專利油罐測溫方法，雖然這些方法測量局部溫度準確度比較高，然後通過理論計算得到整體溫度，但這些方法都存在著共同的缺點，即它們都是通過對油罐一定位置或沒有直接接觸油品進行測量得出的，而且被測的油溫具有一定的局限性，所測出的溫度不能完全反映出油罐內介質的真實溫度；而且有時由於對溫度的監控不準，易發生凝罐等惡性事故。
實用新型內容本實用新型研製了一種油罐儲油溫度監控裝置，可以實現油罐內油溫的真實測量，並實現了儲油罐油品的縱向、橫向等溫度分布的實時監測；可以隨時了解儲油罐內的溫降情況，杜絕了凝罐等惡性事故的發生。本實用新型包含了儲油罐1，它還包含了多個溫度傳感器M、溫度數據採集模塊2、溫度數據採集模塊電源板2-1、防爆系統供電器3、工業控制計算機4、總線轉換器5，防爆系統供電器3、工業控制計算機4、總線轉換器5均安放在安全區域6內，溫度數據採集模塊2安裝在油罐區7內，多個溫度傳感器M均勻分散固定在儲油罐1的內側壁1-1上和儲油罐1的浮頂1-2的內壁上，每個溫度傳感器M的溫度信號輸出端與溫度數據採集模塊2的溫度信號輸入端由信號線M-1相連接，溫度數據採集模塊2的總線輸出端與總線轉換器5的總線信號輸入端由信號線2-2相連接，總線轉換器5的總線信號輸出端與工業控制計算機4的總線信號輸入端由數據線5-1相連接；防爆系統供電器3的電源輸出端與溫度數據採集模塊電源板2-1的電源輸入端由電源線3-1相連接。溫度傳感器M由溫度數據採集模塊電源板2-1直接供電。本實用新型中溫度傳感器M分布在儲油罐1的不同位置同時採集儲油罐1的不同位置的溫度，不需要根據熱傳導理論進行計算，本實用新型實現了儲油罐的縱向、橫向等溫度分布的實時監控，測得的溫度非常準確，也是油品儲運過程中的安全生產和降低成本的重要手段。本套油罐儲油溫度監控裝置，可以獲得油罐內油品的大量的真實的溫度數據以及有關的環境參數，得出溫度分布及溫降規律，本實用新型可以實現全天候的連續監測。本裝置的準確度較高，重複誤差小於±0.2℃，測溫精度優於±1℃。使用本實用新型避免了因為測量計算不準確而導致的各種事故，特別是杜絕了凝罐等重大事故的發生；而且使儲油罐倒灌加熱的工作具有確定的目的性和可操作性。降低了成本，又方便了調度指揮。


圖1是本實用新型的整體結構示意圖，圖2是溫度數據採集模塊電源板2-1的電路結構示意圖，圖3是防爆系統供電器3的電路結構示意圖，圖4是具體實施方式
二、三的整體結構示意圖。
具體實施方式
一本具體實施方式
由儲油罐1、多個溫度傳感器M、溫度數據採集模塊2、溫度數據採集模塊電源板2-1、防爆系統供電器3、工業控制計算機4、總線轉換器5組成，溫度傳感器M選用DS1820型號，DS1820為一種超小型封裝，封裝形式為PR35，溫度數據採集模塊採用LTM8001型號，工業控制計算機4選用IPC410，總線轉換器5選用ADAM4520型號。防爆系統供電器3、工業控制計算機4、總線轉換器5均安放在安全區域6內，溫度數據採集模塊2安裝在油罐區7內，多個溫度傳感器M均勻分散固定在儲油罐1的內側壁1-1上和儲油罐1的浮頂1-2的內壁上，每個溫度傳感器M的溫度信號輸出端與溫度數據採集模塊2的溫度信號輸入端由信號線M-1相連接，溫度數據採集模塊2的485總線輸出端與總線轉換器5的485總線信號輸入端由信號線2-2相連接，總線轉換器5的232總線信號輸出端與工業控制計算機4的232總線信號輸入端由數據線5-1相連接；防爆系統供電器3的電源輸出端與溫度數據採集模塊電源板2-1的電源輸入端由電源線3-1相連接。所述的防爆系統供電器3，如圖2所示，它由變壓器T1、整流電路DD1、三個電容C1-C3、十四個電阻R1-R14、二極體D1、D2、電位器W1、三極體Q1、Q2、可控矽VT1、VT2、六個穩壓二極體M1-M6、MOS管G1、G2、穩壓晶片IC1、三個電源輸出接頭N1-N3，穩壓晶片IC1選用LM317型號，變壓器T1的初級兩端接交流220V電源，T1的次級分接整流電路DD1的兩個電源輸入端，電阻R1、R2的一端和電容C1的一端及穩壓晶片IC1的電源輸入端3腳接整流電路DD1的輸出端正極，R1的另一端接可控矽VT1、VT2的陽極，VT1、VT2的陰極接電阻R14、R13的一端和二極體D1、D2的負極，VT1、VT2的控制極分別接電阻R6、R7的一端，R6的另一端接電容C2的一端、電阻R5的一端、R7的另一端和兩個穩壓二極體M1、M2的正極，C2的另一端和R5的另一端接整流電路DD1的輸出端負極，穩壓二極體M1的負極接M2的負極和M3、M4的正極，M3、M4的負極經電阻R8接地；電阻R2的另一端接三極體Q1、Q2的集電極，Q1、Q2的發射極接整流電路DD1的電源輸出端負極，Q1、Q2的基極分別接電阻R14、R13的另一端，二極體D1、D2的正極經串聯電阻R9、R10接DD1的電源輸出端負極；電容C1的另一端經電容C3接地，穩壓晶片IC1的輸出端1腳經電容C3接地，電阻R3的一端及電位器W1的一固定端接IC1的輸出端1腳，IC1的接地端2腳接地，電位器W1的滑動端經電容C3接地，電位器W1的另一固定端經電容C3接地，電阻R3的另一端接電阻R4的一端和電源輸出接口N1的2腳，R4的另一端接地，N1的另一端1腳接地；電阻R11、R12的一端接三極體Q2的集電極，R11、R12的另一端分別接MOS管G1、G2的柵極，MOS管G1的源極接二極體D2的正極和穩壓二極體M5的正極，G1的漏極接G2的源極和M5的負極及穩壓二極體M6的正極，M6的負極和G2的漏極接電源輸出端接口N2的2腳，N2的1腳接地，電源輸出接口N3的1腳經電容C3接地，N3的2腳接MOS管G1的漏極端，N3的3腳接MOS管G2的漏極端。本供電器具有本質安全特性符合防爆要求，本供電器中穩壓晶片IC1及具有過壓檢測的功能，數個穩壓二極體具有過流檢測的作用。所有重要的元器件採用雙重化可靠性組件，使得本供電器運行更穩定，更安全。所述的溫度數據採集模塊電源板2-1，如圖3所示，它由整流電路DD2、直流電源變換器IC2、兩個光耦IC3、IC4、兩個電容C4、C5、七個電阻R15-R21、三極體Q3、Q4、MOS管G3、G4、穩壓二極體M7-M10、電源輸出接頭N4組成，直流電源變換器IC2選用SR24S型號，光耦IC3、IC4選用MOC1030型號，整流電路DD2的兩個輸入端接防爆系統供電器3的電源輸出接口N2的1、2腳，DD2的輸出端正極接電容C4的一端和IC2的輸入端1腳及電阻R17的一端，電容C4的另一端接IC2的輸入端2腳和MOS管G4漏極及穩壓二極體M10負極，G4的源極和M10的正極接G3的漏極和M9的負極，G3的源極和M9的正極接整流電源DD2的輸出負極，G3、G4的柵極分別接電阻R16、R15的一端，R15、R16的另一端接電阻R17的另一端和光耦IC3、IC4的輸出端4腳，IC3、IC4的輸出端3腳接DD2的電源輸出端負極；電容C5的一端接IC2的輸出端3腳，電容C5的另一端接IC2的4腳和地，Q3、Q4的發射極和電源輸出接口N4的1腳接IC2的輸出端3腳，N4的2腳接地，三極體Q3、Q4基極分別接穩壓二極體M7、M8的負極，M7、M8的正極分別經電阻R19、R21接地，Q3、Q4的集電極短接後分別經電阻R18、R20接光耦IC3、IC4的輸入端1腳，IC3、IC4的輸入端2腳接地。由電源輸出接頭N4為溫度數據採集模塊2和多個溫度傳感器M供電。本電源板同時給溫度數據採集模塊2和多個溫度傳感器M供電，由於本電源板安放在油庫區7內，所以各項安全要求很高，所有重要電器元件均採用雙重化可靠性組件，使得本供電器運行更穩定，更安全。完全符合本質安全性防爆標準。
具體實施方式
二本具體實施方式
與具體實施方式
一的不同點在於它又增加了一個隔爆型防爆接線盒8，溫度數據採集模塊2和溫度數據採集模塊電源板2-1的外面有套裝有一個隔暴型防爆接線盒8，它使得本實用新型更安全。其它組成和連接關係與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本具體實施方式
與具體實施方式
一個不同點在於它又增加了一個485總線中繼器9，中繼器9採用ADAM4510S型號，中繼器9的485總線輸入端與溫度數據採集模塊2的485總線輸出端由數據線2-2相連接，中繼器9的485總線輸出端與總線轉換器5的485總線輸入端由數據線9-1相連接，增加中繼器9可以使總線信號傳遞的更遠，信號更穩定。其它組成和連接關係與具體實施方式
一相同。
權利要求1.油罐儲油溫度監控裝置，包含了儲油罐(1)，其特徵在於它還包含了多個溫度傳感器(M)、溫度數據採集模塊(2)、溫度數據採集模塊電源板(2-1)、防爆系統供電器(3)、工業控制計算機(4)、總線轉換器(5)，防爆系統供電器(3)、工業控制計算機(4)、總線轉換器(5)均安放在安全區域(6)內，溫度數據採集模塊(2)安裝在油罐區(7)內，多個溫度傳感器(M)均勻分散固定在儲油罐(1)的內側壁(1-1)上和儲油罐(1)的浮頂(1-2)的內壁上，每個溫度傳感器(M)的溫度信號輸出端與溫度數據採集模塊(2)的溫度信號輸入端由信號線(M-1)相連接，溫度數據採集模塊(2)的總線輸出端與總線轉換器(5)的總線信號輸入端由信號線(2-2)相連接，總線轉換器(5)的總線信號輸出端與工業控制計算機(4)的總線信號輸入端由數據線(5-1)相連接；防爆系統供電器(3)的電源輸出端與溫度數據採集模塊電源板(2-1)的電源輸入端由電源線(3-1)相連接。
2.根據權利要求1所述的油罐儲油溫度監控裝置，其特徵在於所述的防爆系統供電器(3)，它由變壓器T1、整流電路DD1、三個電容C1-C3、十四個電阻R1-R14、二極體D1、D2、電位器W1、三極體Q1、Q2、可控矽VT1、VT2、六個穩壓二極體M1-M6、MOS管G1、G2、穩壓晶片IC1、三個電源輸出接頭N1-N3，變壓器T1的初級兩端接交流220V電源，T1的次級分接整流電路DD1的兩個電源輸入端，電阻R1、R2的一端和電容C1的一端及穩壓晶片IC1的電源輸入端3腳接整流電路DD1的輸出端正極，R1的另一端接可控矽VT1、VT2的陽極，VT1、VT2的陰極接電阻R14、R13的一端和二極體D1、D2的負極，VT1、VT2的控制極分別接電阻R6、R7的一端，R6的另一端接電容C2的一端、電阻R5的一端、R7的另一端和兩個穩壓二極體M1、M2的正極，C2的另一端和R5的另一端接整流電路DD1的輸出端負極，穩壓二極體M1的負極接M2的負極和M3、M4的正極，M3、M4的負極經電阻R8接地；電阻R2的另一端接三極體Q1、Q2的集電極，Q1、Q2的發射極接整流電路DD1的電源輸出端負極，Q1、Q2的基極分別接電阻R14、R13的另一端，二極體D1、D2的正極經串聯電阻R9、R10接DD1的電源輸出端負極；電容C1的另一端經電容C3接地，穩壓晶片IC1的輸出端1腳經電容C3接地，電阻R3的一端及電位器W1的一固定端接IC1的輸出端1腳，IC1的接地端2腳接地，電位器W1的滑動端經電容C3接地，電位器W1的另一固定端經電容C3接地，電阻R3的另一端接電阻R5的一端和電源輸出接口N1的2腳，R4的另一端接地，N1的另一端1腳接地；電阻R11、R12的一端接三極體Q2的集電極，R11、R12的另一端分別接MOS管G1、G2的柵極，MOS管G1的源極接二極體D2的正極和穩壓二極體M5的正極，G1的漏極接G2的源極和M5的負極及穩壓二極體M6的正極，M6的負極和G2的漏極接電源輸出端接口N2的2腳，N2的1腳接地，電源輸出接口N3的1腳經電容C3接地，N3的2腳接MOS管G1的漏極端，N3的3腳接MOS管G2的漏極端。
3.根據權利要求1所述的油罐儲油溫度監控裝置，其特徵在於所述的溫度數據採集模塊電源板(2-1)，它由整流電路DD2、直流電源變換器IC2、兩個光耦IC3、IC4、兩個電容C4、C5、七個電阻R15-R21、三極體Q3、Q4、MOS管G3、G4、穩壓二極體M7-M10、電源輸出接頭N4組成，整流電路DD2的兩個輸入端接防爆系統供電器(3)的電源輸出接口N2的1、2腳，DD2的輸出端正極接電容C4的一端和IC2的輸入端1腳及電阻R17的一端，電容C4的另一端接IC2的輸入端2腳和MOS管G4漏極及穩壓二極體M10負極，G4的源極和M10的正極接G3的漏極和M9的負極，G3的源極和M9的正極接整流電源DD2的輸出負極，G3、G4的柵極分別接電阻R16、R15的一端，R15、R16的另一端接電阻R17的另一端和光耦IC3、IC4的輸出端4腳，IC3、IC4的輸出端3腳接DD2的電源輸出端負極；電容C5的一端接IC2的輸出端3腳，電容C5的另一端接IC2的4腳和地，Q3、Q4的發射極和電源輸出接口N4的1腳接IC2的輸出端3腳，N4的2腳接地，三極體Q3、Q4基極分別接穩壓二極體M7、M8的負極，M7、M8的正極分別經電阻R19、R21接地，Q3、Q4的集電極短接後分別經電阻R18、R20接光耦IC3、IC4的輸入端1腳，IC3、IC4的輸入端2腳接地。
4.根據權利要求1所述的油罐儲油溫度監控裝置，其特徵在於它又增加了一個隔爆型防爆接線盒(8)，溫度數據採集模塊(2)和溫度數據採集模塊電源板(2-1)的外面有套裝有一個隔暴型防爆接線盒(8)。
5.根據權利要求1所述的油罐儲油溫度監控裝置，其特徵在於它又增加了一個485總線中繼器(9)，中繼器(9)的485總線輸入端與溫度數據採集模塊(2)的485總線輸出端由數據線(2-2)相連接，中繼器(9)的485總線輸出端與總線轉換器(5)的485總線輸入端由數據線(9-1)相連接。
專利摘要油罐儲油溫度監控裝置，它涉及一種油田儲油罐的監控裝置，具體涉及一種溫度監控裝置。多個溫度傳感器M均勻分散固定在儲油罐(1)的內側壁(1－1)上和儲油罐(1)的浮頂(1－2)的內壁上，每個溫度傳感器(M)的溫度信號輸出端與溫度數據採集模塊(2)的溫度信號輸入端由信號線(M－1)相連接，溫度數據採集模塊(2)的總線輸出端與總線轉換器(5)的總線信號輸入端由信號線(2－2)相連接，防爆系統供電器(3)的電源輸出端與溫度數據採集模塊電源板(2－1)的電源輸入端由電源線(3－1)相連接。使用本實用新型避免了因為測量計算不準確而導致的各種事故，特別是杜絕了凝罐等重大事故的發生；而且使儲油罐倒灌加熱的工作具有確定的目的性和可操作性。降低了成本，又方便了調度指揮。
文檔編號G01K1/00GK2578805SQ0228126
公開日2003年10月8日 申請日期2002年11月18日 優先權日2002年11月18日
發明者朱秀峰, 劉洪濤 申請人:大慶油田有限責任公司