一種原油儲罐油水液位測量裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種原油儲罐油水液位測量裝置及方法，包括原油油罐以及設置在原油油罐中的油水液位測量裝置本體，所述油水液位測量裝置本體包括并列設置在原油油罐內部介質中的光源光照陣列和感光傳感陣列，所述光源光照陣列包括若干串聯的發光二極管，所述感光傳感陣列包括若干串聯的光敏電阻器，光源光照陣列和感光傳感陣列的頂部連接有數據采集模塊，且數據采集模塊位于原油油罐頂部。本發明專利技術利用光在不同介質中傳播和被吸收的不同差異原理，通過感光傳感器采集被介質吸收的光信號，獲取不同介質之間的差異數據，區分氣、油、水以及油水混合介質，實現原油儲罐油水液位穩定、高效、精確測量。

【技術實現步驟摘要】
一種原油儲罐油水液位測量裝置及方法
本專利技術屬于自動測量
，具體涉及一種原油儲罐油水液位測量裝置及方法，主要應用于原油儲罐油水液位測量。
技術介紹
石油從開采到分離提煉，再到生產消費有非常復雜的過程，僅開采就是一道紛繁復雜的工序。開采出來的石油是油、氣、水的混合物，常伴有少量泥沙，需要采取工藝除去其中的氣、水和泥沙等雜質。一般說來，去除泥沙和氣體是比較容易的，而去除其中的水卻是一件很復雜的工藝，油水分離技術應運而生。油水液位測量技術是根據油和水的物理或化學性質不同，利用某種物理或化學原理辨別測量原油儲罐(沉降罐、分離罐、污水罐、儲存罐等)內油水液位的一種技術。油水液位測量技術應用于油水液位測量系統，該系統包含兩部分內容，一方面需要借助油水液位測量技術開發油水液位測量裝置采集測量油水液位數據，另一方面需要將采集接收上來的數據加以整理、存儲和管理。目前，國內外研究油水液位測量的方法有很多，根據測量方式的不同，原油儲罐油水液位測量裝置大致可分為接觸式和非接觸式兩種類型，測量方法各有利弊。主要有研究油水液位測量技術主要有浮子式、電容式、差壓式、超聲波式、射頻導納式、電磁波式等油水液位測量技術。1)浮子式分離法。利用油和水的密度不同，所產生的浮力差異，通過調整浮球配重使浮球漂浮在油水界面上，然后測量浮子的位置來測量油水界面的位置，由于油水的密度差異很小，浮子的配重很難調整，而且原油生產工程中，油水不斷攪動，浮子不能準確浮在油水界面上。此外還需人工操作，不僅勞動強度大，難以精確控制，也會增加生產成本。2)電容式分離法。主要依據電介質變化引起電容變化的原理，測量電容值與界面成線性關系。這種方法應用范圍較小，它不能反映油水乳化帶的狀態信息，并且由于掛油的嚴重影響，其維護操作非常困難。目前市場上出現了分段式電容傳感器，改進的目的主要是檢測乳化帶的狀態信息，然而，在實際應用中，其仍然無法克服掛油的影響。3)差壓式分離法。可以通過檢測不同位置的壓力以反映儲油罐不同位置的油水混合物密度，從理論上來講，通過水和油的密度關系不但可以測量界面位置，還可以計算出不同位置的含水。然而，在實際生產過程中發現，目前市場上適用于儲油罐測量的壓力表很難滿足精度要求，同時，由于礦化度、破乳劑、各種聚合物的影響，油和水的密度很接近(特別對于稠油而言)并且油的密度也是變化的，而且這一變化很難在儀表中進行實時的補償。4)超聲波式分離法。超聲波在不同密度介質中傳播速度不同。該方法將超聲波發生器和接收器放入油罐中，利用超聲波在油和水中傳播速度不同測量界面位置。其優點是有效地克服了掛油問題，但由于發送和接收距離限制使其精度下降，并且不能實現儲油罐油量的準確計量。5)射頻導納式分離法。通過被測介質呈現的阻抗特性反映油水界面位置。由于其具有測量范圍大、可以克服礦化度和掛油影響等優點而應用廣泛。不過，僅通過電導率一個參數很難完全反映油水乳化液的狀態，無法跟隨乳化帶的變化，在現場應用中其誤差通常為幾十厘米，最大誤差可達l米左右，這樣的誤差很難滿足實際要求。6)電磁波式分離法。電磁波型油水液位測量技術是一種利用電磁場在不同介質中的傳播特性量化識別介質的新型液位測量技術。變化較敏感的電場、磁場；那么電場、磁場物理量的變化將會間接的反映并代表介質單位體積及介質特性的變化。對電磁場量進行接收分析就可以識別出不同的物質或物質狀態，當介質確定后電磁波能量的消耗反映了液位的深度。電磁波式分離法優點是測量誤差較小，缺點是造價相對昂貴，且穩定性不高，需要后期進行程序優化數據。以上所述油水液位測量技術相對比較成熟，對應的油水液位測量裝置也得到廣泛的應用，然而在實際測量過程中存在掛料、粘稠、受溫度濕度影響大、漂移大、易卡死、不穩定以及現場調試時需要反復放液、注液等弊端。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種原油儲罐油水液位測量裝置及方法，以克服現有技術中的問題，本專利技術利用光在不同介質中傳播和被吸收的不同差異原理，通過感光傳感器采集被介質吸收的光信號，獲取不同介質之間的差異數據，區分氣、油、水以及油水混合介質，實現原油儲罐油水液位穩定、高效、精確測量。為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種原油儲罐油水液位測量裝置，包括原油油罐以及設置在原油油罐中的油水液位測量裝置本體，所述油水液位測量裝置本體包括并列設置在原油油罐內部介質中的光源光照陣列和感光傳感陣列，所述光源光照陣列包括若干串聯的發光二極管，所述感光傳感陣列包括若干串聯的光敏電阻器，光源光照陣列和感光傳感陣列的頂部連接有數據采集模塊，且數據采集模塊位于原油油罐頂部。進一步地，發光二極管的外側和光敏電阻器的外側均設有有機玻璃。進一步地，相鄰的發光二級管之間的距離為0.5～2cm。進一步地，相鄰的光敏電阻器之間的距離為5～10cm。進一步地，所述光源光照陣列和感光傳感陣列之間的距離為5～10cm。進一步地，光源光照陣列和感光傳感陣列的底部與原油油罐底部之間的距離為20～50cm。進一步地，所述數據采集模塊包括與感光傳感陣列連接的感光檢測電路，感光檢測電路的輸出端連接有信號調理電路，信號調理電路的輸出端連接有模數轉換電路，且信號調理電路和模數轉換電路均與單片機相連。進一步地，單片機上還連接有RS485串行接口、顯示模塊、鍵盤、報警模塊以及外設控制。一種原油儲罐油水液位測量方法，采用上述的一種原油儲罐油水液位測量裝置，包括以下步驟：步驟一：接通電源后，光源光照陣列、感光傳感陣列和數據采集模塊進入工作狀態；步驟二：數據采集模塊程序初始化，并進行自檢處理，當有問題時則重新初始化設置并自檢，當無問題時則進入步驟三；步驟三：輸入數據采集指令，光源光照陣列作為光源發出光照信號，通過感光傳感陣列感知介質中的光照強度，獲取感光數據；步驟四：根據所獲取的感光數據得到水層、油水混合層、油層以及氣層所對應的傳感數據統計個數；步驟五：通過水層、油水混合層、油層以及氣層所對應的感光數據個數計算水層、油水混合層、油層以及氣層的高度。進一步地，步驟五中計算水層、油水混合層、油層以及氣層的高度具體為：H1＝n1×hH2＝n2×hH3＝n3×hH4＝n4×h+L其中，H1、H2、H3、H4分別表示氣層高度、油層高度、油水混合層高度、水層高度；n1、n2、n3、n4分別表示氣層對應的傳感數據統計個數、油層對應的傳感數據統計個數、油水混合層對應的傳感數據統計個數、水層對應的傳感數據統計個數；h表示感光傳感陣列中相鄰兩個光敏電阻器之間的距離；L表示光源光照陣列和感光傳感陣列的底部與原油油罐底部之間的距離。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益的技術效果：采油廠工人在對原油儲罐監管過程中，必須實時掌握原油儲罐油水液位變化，穩定、高效、精確獲取原油產量。本專利技術裝置利用光在介質中的吸收原理辨別介質性質，實現油水液位測量自動化，減少人力物力，有利于工人實時監測原油儲罐油水液位狀態，適用于測量原油儲罐油水液位，特別是沉降罐、分離罐、污水罐、儲存罐等油罐的油水液位的測量，為采油廠自動化、信息化、網絡化管理提供技術幫助。進一步地，發光二極管的外側和光敏電阻器的外側均設有耐腐蝕透明有機玻璃，在保證光源通過的同時保證了對發光二極管和光敏電阻器的保護。進一步地，通過設置感光檢測電路本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種原油儲罐油水液位測量裝置，其特征在于，包括原油油罐(1)以及設置在原油油罐(1)中的油水液位測量裝置本體(2)，所述油水液位測量裝置本體(2)包括并列設置在原油油罐(1)內部介質中的光源光照陣列(8)和感光傳感陣列(9)，所述光源光照陣列(8)包括若干串聯的發光二極管(12)，所述感光傳感陣列(9)包括若干串聯的光敏電阻器(11)，光源光照陣列(8)和感光傳感陣列(9)的頂部連接有數據采集模塊(7)，且數據采集模塊(7)位于原油油罐(1)頂部。

【技術特征摘要】
1.一種原油儲罐油水液位測量裝置，其特征在于，包括原油油罐(1)以及設置在原油油罐(1)中的油水液位測量裝置本體(2)，所述油水液位測量裝置本體(2)包括并列設置在原油油罐(1)內部介質中的光源光照陣列(8)和感光傳感陣列(9)，所述光源光照陣列(8)包括若干串聯的發光二極管(12)，所述感光傳感陣列(9)包括若干串聯的光敏電阻器(11)，光源光照陣列(8)和感光傳感陣列(9)的頂部連接有數據采集模塊(7)，且數據采集模塊(7)位于原油油罐(1)頂部。2.根據權利要求1所述的一種原油儲罐油水液位測量裝置，其特征在于，發光二極管(12)的外側和光敏電阻器(11)的外側均設有有機玻璃(10)。3.根據權利要求1所述的一種原油儲罐油水液位測量裝置，其特征在于，相鄰的發光二級管(12)之間的距離為0.5～2cm。4.根據權利要求1所述的一種原油儲罐油水液位測量裝置，其特征在于，相鄰的光敏電阻器(11)之間的距離為5～10cm。5.根據權利要求1所述的一種原油儲罐油水液位測量裝置，其特征在于，所述光源光照陣列(8)和感光傳感陣列(9)之間的距離為5～10cm。6.根據權利要求1所述的一種原油儲罐油水液位測量裝置，其特征在于，光源光照陣列(8)和感光傳感陣列(9)的底部與原油油罐(1)底部之間的距離為20～50cm。7.根據權利要求1所述的一種原油儲罐油水液位測量裝置，其特征在于，所述數據采集模塊(7)包括與感光傳感陣列(9)連接的感光檢測電路，感光檢測電路的輸出端連接有信號調理電路，信號調理電路的輸出端連接有模數轉換電路，且信號調理電路和模數轉換電路均與單片機相連。8.根據權利要求7所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：任喜偉，何立風，
申請(專利權)人：陜西科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61