專利名稱：成品油含水率在線實時測量方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量方法與裝置，具體涉及成品油含水率在線實時測量方法與裝置。
背景技術(shù)：
在計劃經(jīng)濟年代及改革開放初期，石油勘探、采集、提煉及成品油的儲存、運輸、銷售都由相關(guān)政府部門一條龍專管、專營，成品油的質(zhì)量靠煉油企業(yè)從源頭上按國家標(biāo)準(zhǔn)自行檢測控制。在民營企業(yè)及私人車輛所占比例很少，全國加油站都屬同一系統(tǒng)國營企業(yè)，車輛加油一律不收現(xiàn)金只收油票，成品油的質(zhì)量尤其是含水率基本都在合格標(biāo)準(zhǔn)以上這些情況下，人們覺得沒有必要對成品油的儲存、運輸、銷售各個環(huán)節(jié)流通的成油品質(zhì)量和實際含水率進行監(jiān)測。
最近十年，尤其是“十五”計劃的近五年以來，隨著我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和人民收入及生活水平不斷提高，社會和私人車輛保有量持續(xù)高速增長；建成高速公路、高等級公路里程迅速增加，我國成品油需求量也成倍增加；同時成品油的生產(chǎn)、進出口、儲存、運輸、銷售各個環(huán)節(jié)也逐步向民資開放，各種所有制加油站遍及全國各地。目前各地加油站幾乎都采用現(xiàn)金或刷卡加油，受利益驅(qū)動，一些缺失商業(yè)道德的加油站經(jīng)常在加油流量計上做手腳從而使所加油量缺斤少兩，或?qū)λ鄢善酚瓦`規(guī)按一定比例摻自來水等手法坑害消費者，這類違法現(xiàn)象各地均常有發(fā)生，廣大消費者非常不滿與無奈，以各種方式紛紛強烈呼吁各級各地政府加強成品油市場的監(jiān)管與執(zhí)法力度。
我國石油生產(chǎn)和煉油企業(yè)以及各級技術(shù)監(jiān)督、計量部門對成品油含水率一直沿用GB260-77(1988年確認(rèn))的《石油產(chǎn)品水分測定法》所規(guī)定的蒸餾測定水分含量方法，該方法規(guī)定每次被測成品油試樣為100毫升，需加入等量無水工業(yè)溶劑、少量無釉瓷片、浮石或毛細(xì)管后，再用電爐或酒精燈慢慢加熱，把成品油中的水分受熱全部蒸餾、冷凝收集后，經(jīng)簡單計算獲得送檢成品油試樣的含水率。此種標(biāo)準(zhǔn)方法存在的問題是1、每做一個試樣大約需2小時，無法做到實時在線測量；2、由于上述蒸餾測定水分含量方法所有環(huán)節(jié)均為手工操作，難以依據(jù)此法設(shè)計在線自動測量裝置或系統(tǒng)。
缺乏對成品油庫(罐)中成品油含水率實時監(jiān)控手段和成品油售油機所售油品含水率快速測定方法與裝置，是困擾成品油市場有效監(jiān)管和及時執(zhí)法的兩大技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成品油含水率在線實時測量方法與裝置，該裝置測量油庫每次進出油的時間、數(shù)量、含水率，實時在線測量，實時監(jiān)控和管理，避免違規(guī)現(xiàn)象的發(fā)生。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該測量方法為首先采用超聲波非接觸式測距原理測量容器中成品油液位，然后根據(jù)差壓傳感器信號測量容器中成品油壓強，最后通過嵌入式計算裝置綜合計算出成品油含水率。
該測量裝置主要由嵌入式計算裝置、差分壓力測量裝置、超聲波液位測量裝置、超聲波探頭、差壓傳感器組成，在成品油庫(罐)或成品油售油機頂部靠中央位置安裝超聲波探頭，超聲波探頭連接超聲波液位測量裝置；在成品油庫(罐)或成品油售油機的底部安裝液體壓強引壓管，在成品油庫(罐)或成品油售油機的上部安裝空氣壓強引壓管，液體壓強引壓管和空氣壓強引壓管連接到差壓傳感器上，差壓傳感器連接差分壓力測量裝置；超聲波液位測量裝置和差分壓力測量裝置連接嵌入式計算裝置整體構(gòu)成測量裝置。
超聲波液位測量裝置是利用波在介質(zhì)中的傳播特性，具體地說，超聲波在傳播中遇到相界面時，有一部分反射回來，另一部分則折射入相鄰介質(zhì)中。當(dāng)超聲波由氣體傳播到液體或固體中，或者由固體、液體傳播到空氣中時，由于介質(zhì)密度相差太大而幾乎全部發(fā)生反射因此，在容器頂部安裝超聲波探頭即發(fā)射器和接收器，發(fā)射出的超聲波在油、氣相界面被反射，并由接收器接收，測出超聲波從發(fā)射到接收的時間差，通過超聲波液位測量裝置便可測出液位。超聲波在空氣中傳播速度為C，傳播時間為Δt，則超聲波探頭又稱超聲波換能器至油、氣相界面的距離L=12CΔt.]]>故測出Δt便可知液位L。
由差壓傳感器感受測量來自容器底部液體壓強引壓管和容器上部空氣壓強引壓管兩者差壓，通過差分壓力測量裝置測得容器中的油品的壓強。
成品油含水率在線實時測量的工作原理如下由超聲波探頭及超聲波液位測量裝置測出容器中的油位，由差壓傳感器及差分壓力測量裝置測量容器中油品的壓強，由嵌入式計算裝置根據(jù)容器中成品油的油位和油壓計算得到該容器中成品油的密度，再由該型號標(biāo)準(zhǔn)油品密度和所含礦化水分密度就可方便地計算出該容器中成品油含水率。因原油產(chǎn)地不同，其標(biāo)準(zhǔn)成品油密度通常在0.814～0.826之間，一般成品油正常提煉過程存在少量的礦化水密度約為1.01。
本發(fā)明的成品油含水率在線實時測量方法與裝置具有以下優(yōu)點①能自動監(jiān)測、存儲容器中每次進、出油的時間、數(shù)量(體積、重量)、含水率；②可以設(shè)計先進的現(xiàn)場(CAN)總線接口，方便地構(gòu)成不同規(guī)模的成品油遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理信息網(wǎng)絡(luò)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.嵌入式計算裝置，2.差分壓力測量裝置，3.超聲波液位測量裝置，4.超聲波探頭，5.差壓傳感器，6.進油管，7.出油管，8.液體壓強引壓管，9.氣體壓強引壓管，10.成品油庫。
具體實施例方式
該測量方法為首先采用超聲波非接觸式測距原理測量容器中成品油液位，然后根據(jù)差壓傳感器信號測量容器中成品油壓強，最后通過嵌入式計算裝置綜合計算出成品油含水率。
該測量裝置如圖1所示，主要由嵌入式計算裝置1、差分壓力測量裝置2、超聲波液位測量裝置3、超聲波探頭4、差壓傳感器5組成，在成品油庫10頂部靠中央位置附近安裝超聲波探頭4，超聲波探頭4連接超聲波液位測量裝置3；在成品油庫10或成品油售油機的底部靠近中央位置附近安裝液體壓強引壓管8，在成品油庫10或成品油售油機的上部安裝空氣壓強引壓管9，液體壓強引壓管8和空氣壓強引壓管9連接到差壓傳感器5上，差壓傳感器5連接差分壓力測量裝置2；超聲波液位測量裝置3和差分壓力測量裝置2連接嵌入式計算裝置1整體構(gòu)成測量裝置。
由超聲波探頭4及超聲波液位測量裝置3測出容器中的油位(高度)，由差壓傳感器5及差分壓力測量裝置2測量容器中油品的壓強，由嵌入式計算裝置1根據(jù)容器中成品油的油位和油壓，計算得到該容器中成品油的密度，再由該型號標(biāo)準(zhǔn)油品密度和礦化水密度方便地計算出該容器中成品油含水率。
本發(fā)明中的超聲波液位測量裝置、差分壓力測量裝置、嵌入式計算裝置都是現(xiàn)有測量計算設(shè)備。
安裝時注意差壓傳感器安裝時其差壓敏感區(qū)與成品油容器底部內(nèi)表面處于同一平面上；進油管出口接近成品油容器底部并與容器底部液體壓強引壓管分置容器兩側(cè)。
當(dāng)容器上部氣壓因成品油揮發(fā)與環(huán)境大氣壓強不一致時，當(dāng)油位高底變化時，當(dāng)容器中成品油含水分布不均勻時(通常愈接近容器底部油層含水率愈高、反之亦反)，本發(fā)明無需人工重新參與標(biāo)定與校準(zhǔn)，實現(xiàn)對圓筒形、長方體等規(guī)則容器在線實時自動辨識、自動測量和指示容器中連續(xù)變化的油位、量值、油品總體積、平均含水率。
權(quán)利要求
1.成品油含水率在線實時測量方法，首先，采用超聲波非接觸式測量容器中成品油液位；然后，根據(jù)差壓傳感器測量容器中成品油壓強；最后，通過嵌入式計算裝置綜合計算出成品油含水率。
2.成品油含水率在線實時測量裝置，其特征在于該測量裝置主要由嵌入式計算裝置(1)、差分壓力測量裝置(2)、超聲波液位測量裝置(3)、超聲波探頭(4)、差壓傳感器(5)組成，在成品油庫(10)頂部安裝超聲波探頭(4)，超聲波探頭(4)連接超聲波液位測量裝置(3)；在成品油庫(10)的底部安裝液體壓強引壓管(8)，在成品油庫(10)的上部安裝空氣壓強引壓管(9)，液體壓強引壓管(8)和空氣壓強引壓管(9)連接到差壓傳感器(5)上，差壓傳感器(5)連接差分壓力測量裝置(2)；超聲波液位測量裝置(3)和差分壓力測量裝置(2)連接嵌入式計算裝置(1)整體構(gòu)成測量裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成品油含水率在線實時測量裝置，其特征在于差壓傳感器(5)安裝時其差壓敏感區(qū)與成品油庫(10)底部內(nèi)表面處于同一平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成品油含水率在線實時測量裝置，其特征在于安裝在成品油庫(10)上的進油管(6)的出口接近成品油庫的底部并與成品油庫底部上連接的液體壓強引壓管(8)分置成品油庫的兩側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種成品油含水率在線實時測量方法與裝置，該測量方法為采用超聲波測量成品油液位，根據(jù)差壓傳感器測量成品油壓強，通過嵌入式計算裝置計算成品油含水率。在成品油庫(10)頂部安裝超聲波探頭(4)，超聲波探頭(4)連接超聲波液位測量裝置(3)；分別安裝在成品油庫(10)的底部和上部的液體壓強引壓管(8)、空氣壓強引壓管(9)連接到差壓傳感器(5)上，差壓傳感器(5)連接差分壓力測量裝置(2)；超聲波液位測量裝置(3)和差分壓力測量裝置(2)連接嵌入式計算裝置(1)整體構(gòu)成測量裝置。本發(fā)明無需人工重新參與標(biāo)定與校準(zhǔn)，實現(xiàn)對規(guī)則容器在線實時自動測量。
文檔編號G01F23/296GK1811404SQ20061003832
公開日2006年8月2日 申請日期2006年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月16日
發(fā)明者周杏鵬, 陳云, 謝鳴 申請人:東南大學(xué), 江蘇紅光儀表廠