智能抽油机量油方案

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1、智能抽油机量油方案方案一光纤光栅方案（计量车）油箱油箱有效容积为4CM3,截面为椭圆形如图：装置为一挂车，可由机动车拖动,其外部装有吸排油泵，计量完成后介质可曲该泵排入干线。2011-08-24（说明：前面的是控制系统，中间椭圆形是油箱，油箱前面的竖窗口为观察视窗，,油箱卜•面是称重装置，最卜•方是挂车，油箱上方是油水气计量装置，）二.称重装置木装置在油箱下面装有4个光纤光栅称重传感器，能精确称出装置自重及液体重量，其称重精度高于1%见上图。三.观察窗在油箱一侧装有耐高压玻璃观察窗，观察窗为空心结构，内置可见光照明设备（LED发光管）可方便观察箱内油水气界面位置。四光纤光栅油水比例计量装

2、置光纤光栅原理光纤光栅是近年來问世的一种特殊形式的光纤芯内波导型光栅，它具冇极为丰富的频谱特性，在光纤传感、光纤通信等高新技术领域已经展示出极为重要的应用。特别是在用丁•光纤传感时，由于其传感机构（光栅）在光纤内部，冃它属于波长编码类型，不同于普通光纤传感的強度型，因而具有其他技术无法与之相比的一系列优异特性，如防爆、抗电干扰、抗辐射、抗腐蚀、耐高温、寿命长、可防光强变化对测量结果的影响、体积小、重量轻、灵活方便，特别能在恶劣环境卜•使用。光纤光栅传感器可集信息的传感与信息的传输于一体，它极易促成光纤系统的全光纤化、微型化、集成化以及网络化等等，因此光纤光栅传感技术一经提出，便很快受到青

3、睐，并作为一门新兴传感技术迅猛崛起。在传感技术屮，有慢变化的静态传感物理量和快变化的动态传感物理量之分，其传感解调方法也就有静态解调和动态解调之分。布喇格光纤光栅布喇格光纤光栅的基本结构如图3-1所示。它是利用光纤材料的光折变效应，用紫外激光向光纤纤芯内由侧面写入,形成折射率周期变化的光栅结构，这种光栅称之为布喇格（Bragg）光纤光栅。这种折射率周期变化的光纤光栅满足下面相位匹配条件时，入射光将被反射：XB=2neffa,式中九B为光栅中心波长，A为光栅周期，兔疔为光纤材料的有效折射率。入射光反射光光纤包层布喇格光纤光栅纤芯透射光图1光纤光栅示意图R其峰值反射率7?加为：'=tanh2

4、皿2知A图3-2显示了两条不同反射率的布喇格光纤光栅反射谱图3-3为实际的一个布喇格光纤光栅反射谱和透射谱图3-3图3-2A是温度T和轴向应变£的函数，因此布喇格波长的相对变化量可以写成:zlA/AO=（a+（1~Pe）e很多物理量（温度、压力、形变、位移、电流、电压、振动、速度、加速度、流量等等）可以引起光纤光栅波长的变化，所以应用光纤光栅可以制造出不同用途的感头，测量光栅波长的变化就可以计算出待测物理量的变化。解决方案（如图）汕水界面本仪器由5部分组成：1•高精度电子测长仪（用來测出俘虏模块所在竖直位置）2.光纤光栅测力仪（用来区分油•过渡层•水Z间的界面突变情况）3.浮力检测模块4

5、.光纤光栅拉力解调仪5.专用长寿命光缆6•吊缆木仪器采用浮力原理平时将浮力检测模块3置丁油箱底部且处丁-静止状态。当需要测量水而高度时由电子测长仪1将吊缆6缓缓收起。吊缆6同时将浮力检测模块3及光纤光栅测力仪2—同拉起，此时若浮力模块3—直处于水平，则光纤光栅测力仪给出的检测值为一定值F,当模块3越过水■过渡层界面而进入过渡层时，测力仪2中将检测岀力的变化而给出另一定值F1,此时解调仪4将记卜•测长仪1此时的示值Lo可方便推算出水面高度。同理，还可测出油-过渡层Z间液而高度及油而高度（当油箱不满时）。下图为本仪器检测全过程的拉力■高度示意图由图可知：水面高1米，过渡层为0.4米油层宽1.

6、6米。本方案优点：一.高精度：其它同类仪器由于传感器长期置于箱中的各层Z间静止不动，使得仪器开始时述可用，但时间一长，因箱内传感器的污染，造成测量值极不准确,有些仪器误差己过米，根本不可再用。本仪器使用浮力原理，浮力比例与传感器体积无关，并且每次测量后都有清污机清理吊缆一次。使的测量精确度大幅度提高，可达毫米量级二•高稳定性：故一般的电传感器放入箱中后要采用大量抗相互干扰措施。尽管如此，也不能完全消除干扰。这一定给检测传感器的稳定性带来影响。使得数据不稳定。木仪器油箱屮采用完全无电学器件的无源设计，不受任何交直流电磁干扰的影响测量信号极为稳定。特别要提出的是，本光纤光栅传感器对箱内生产过

7、程无任何影响，亦不应心其他物理量分布情况。三：超长寿命：由于以往的电传感器都是冇源传感器，在向箱中进行安装时，或多或少会将一些微弱电流引入箱内，由其造成的电化学腐蚀不容忽视。由于电化学腐蚀的存在，使得传感器的寿命大打折扣。故要定期更换传感器。给后期仪器维护带來费用增加。本仪器无源光纤光栅传感器设计理念，使得其使用寿命大大增加，又因为本传感器本质绝缘。使得其寿命接近半永久性（5年以上免维护），大大节省了后期维护费用。四：多台联用节省费