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一種用于石油化工行業的油水界面監控儀的制作方法
【專利摘要】一種用于石油化工行業的油水界面監控儀，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、報警系統和執行系統，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、Φ7銅管、光纖、光纖探針定位環、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。本發明的優點是：該監控儀性能可靠，可有效安全地解決油水分離器中水的監控排放，提高了生產自動化水平和經濟效益，該監控儀靈敏可靠、現場不帶電、本質安全、生產使用中免于維護、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的油水界面監控儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油化工行業的監控儀器，特別是一種用于石油化工行業的油水界面監控儀。
【背景技術】
[0002]在一些行業，特別是石油化工企業中，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，經沉降，水降到下部，而油在上部，形成一個油水界面。生產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控儀。

【發明內容】

[0003]本發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的油水界面監控儀，該監控儀可有效安全地解決油水分離器中水的監控排放，提高了生產自動化水平和經濟效益，適用于易燃、易爆場所，性能可靠、免維護的系統。
[0004]本發明的技術方案:
[0005]一種用于石油化工行業的油水界面監控儀，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、報警系統和執行系統，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連接，驅動系統通過導線分別與報警系統和執行系統連接；所述光纖傳感器由前蓋、定位環、Φ7銅管、光纖、光纖探針定位環、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固定于硅晶管內前部的中心，光纖通過光纖探針定位環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]本發明的工作原理:
[0007]該監控儀利用折射率來監控油水界面，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的結果，負責系統的電路指揮，驅動系統用于控制報警系統與執行系統，報警系統接收驅動系統的信息，提出報警，執行系統執行驅動系統發出的命令。
[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，使驅動系統輸出亦為1，執行系統開閥排水。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輸出狀態不變仍為1，繼續排水，水位繼續下降。傳感器2進入油中，輸出變為0，此時，運算放大器輸出端變低電位(小于3.5V)，0P07輸出為0，執行機構關閥停止排水。
[0009]本發明與現有技術相比所帶來的有益效果是:
[0010]該監控儀性能可靠，可有效安全地解決油水分離器中水的監控排放，提高了生產自動化水平和經濟效益，該監控儀靈敏可靠、現場不帶電、本質安全、生產使用中免于維護、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3.Φ7銅管4.光纖5.光纖探針定位環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明作進一步說明。
`[0016]實施例:
[0017]一種用于石油化工行業的油水界面監控儀，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、報警系統和執行系統，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連接，驅動系統通過導線分別與報警系統和執行系統連接；所述光纖傳感器，如圖2所示，由前蓋1、定位環2、Φ7銅管3、光纖4、光纖探針定位環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]本光纖油水界面監控儀靈敏可靠、現場本質安全，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。本光纖油水界面監控儀很好地解決了油水分離器內水位監控排放問題。
【權利要求】
1.一種用于石油化工行業的油水界面監控儀，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、報警系統和執行系統，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連接，驅動系統通過導線分別與報警系統和執行系統連接；所述光纖傳感器由前蓋、定位環、Φ7銅管、光纖、光纖探針定位環、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固定于硅晶管內前部的中心，光纖通過光纖探針定位環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 優先權日:2013年12月19日
【發明者】魏臻, 劉京亮, 張岷, 郭富, 周歡, 張洪濤 申請人:天津理工大學