專利名稱：一種水中油分監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水中油分監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)在油分監(jiān)測領(lǐng)域中只有船用15ppm艙底水報(bào)警裝置。其裝置主要由光電采樣器、信號處理單元和控制輸出單元組成。主要使用了紅外光散射法的原理對水中油分進(jìn)行測量，采用了單一光源對水中油分進(jìn)行監(jiān)測，特點(diǎn)是采用透射光和單一散射光信號進(jìn)行相應(yīng)的處理計(jì)算出水中油的濃度，缺點(diǎn)只對柴油測量比較敏感。國內(nèi)外，如德國、美國生產(chǎn)的在線監(jiān)測儀器，使用了紅外光散射法的原理，該技術(shù)是八十年代的技術(shù)，有一定的局限性；對水中懸浮物的干擾不能很好地處理，所以，測量出來的油分濃度范圍(0-30mg/L)低，誤差(士5mg/L)大。九十年代末期，國外在此技術(shù)上做了進(jìn)一步改進(jìn)，把單路就收改為多路折射光接收技術(shù)，能檢測出水中懸浮物的顆粒濃度，能排除懸浮物對水中油測量精度的干擾，并得到了一定的應(yīng)用。當(dāng)前，國內(nèi)針對水中油分監(jiān)測裝置只應(yīng)用在船舶艙底水在線監(jiān)測領(lǐng)域，適用范圍小，所產(chǎn)生的市場效應(yīng)比較小。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型其目的就在于提供一種水中油分監(jiān)測裝置，采用了多路紅外光折射量測原理，克服了國內(nèi)產(chǎn)品單一散射原理的缺陷，具有測量準(zhǔn)確度高和測量范圍大的特點(diǎn)，且降低了其測量誤差。實(shí)現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，包括光電測量單元、測量數(shù)據(jù)處理單元、電源轉(zhuǎn)換控制輸出單元和自動(dòng)清洗單元，所述的光電測量單元包括測量箱箱體，測量箱箱體中央垂直面上設(shè)有光學(xué)測量管，光學(xué)測量管下端連接輸入塊，光學(xué)測量管上端連接輸出塊，輸出塊上設(shè)有螺塞，所述的光學(xué)測量管中部與光學(xué)測量管垂直方向設(shè)有光學(xué)測量板，光學(xué)測量板上設(shè)有測量固定架，所述的測量固定架上設(shè)有紅外光源和紅外固態(tài)接收器，紅外光源設(shè)在光學(xué)測量管一側(cè)，光學(xué)測量管另一側(cè)與紅外光源同一軸線位置上設(shè)有透射光固態(tài)檢測器，與軸線成不同角度的位置上設(shè)有5個(gè)折射光固態(tài)檢測器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，由于采用了多路紅外光折射量測原理，克服了國內(nèi)產(chǎn)品單一散射原理的缺陷，因而具有測量準(zhǔn)確度高和測量范圍大的特點(diǎn)，且降低了其測量誤差。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。

圖1為本裝置控制原理框圖。圖2為本裝置中測量箱結(jié)構(gòu)示意主視圖。圖3為本裝置中螺塞結(jié)構(gòu)示意主視圖。[0013]圖4為圖3中B-B剖視圖。圖5為本裝置紅外光折射原理示意。
具體實(shí)施方式
包括光電測量單元、測量數(shù)據(jù)處理單元、電源轉(zhuǎn)換控制輸出單元和自動(dòng)清洗單元， 如圖1所示，所述的光電測量單元包括測量箱箱體7，如圖2所示，測量箱箱體7中央垂直面上設(shè)有光學(xué)測量管2，光學(xué)測量管2下端連接輸入塊1，光學(xué)測量管2上端連接輸出塊5， 輸出塊5上設(shè)有螺塞6，所述的光學(xué)測量管2中部與光學(xué)測量管2垂直方向設(shè)有光學(xué)測量板3，光學(xué)測量板3上設(shè)有測量固定架4，所述的測量固定架4上設(shè)有紅外光源和紅外固態(tài)接收器，紅外光源設(shè)在光學(xué)測量管2 —側(cè)，光學(xué)測量管2另一側(cè)與紅外光源同一軸線位置上設(shè)有透射光固態(tài)檢測器，與軸線成不同角度的位置上設(shè)有5個(gè)折射光固態(tài)檢測器。所述的測量數(shù)據(jù)處理單元包括嵌入式中央處理器BS2。所述的螺塞6下端設(shè)有3個(gè)清洗孔，如圖3、4所示。本裝置主要由光電測量單元、測量數(shù)據(jù)處理單元、自動(dòng)清洗單元和電源轉(zhuǎn)換控制輸出單元組成。主要應(yīng)用于中石油、中石化和中海油等領(lǐng)域的工業(yè)廢水或鉆進(jìn)平臺(tái)水的油分監(jiān)測；鍋爐供給水或冷凝水的油分監(jiān)測和循環(huán)冷卻水的油分監(jiān)測。本裝置是一種以紅外光折射原理為基礎(chǔ)的光學(xué)系統(tǒng)。當(dāng)紅外光電發(fā)射源發(fā)射出 950nm波長的紅外光束穿過特定的光學(xué)測量管內(nèi)流動(dòng)的樣水時(shí)，樣水中的油粒子將對紅外光產(chǎn)生不同角度的折射，形成了多束不同強(qiáng)弱的光束。在光學(xué)測量管另一側(cè)與光源同一軸線位置上裝有透射光固態(tài)檢測器，與軸線成不同角度的位置上裝有5個(gè)折射光固態(tài)檢測器。這些檢測器接收到不同強(qiáng)度的紅外光信號后，將其同步轉(zhuǎn)換成微弱的微安級電流信號經(jīng)特定的電路處理后，傳送到多路模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器將各路信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號， 按照一定的時(shí)序發(fā)送到嵌入式中央處理器BS2中對5路信號進(jìn)行不同的邏輯分析，通過特定的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)關(guān)系計(jì)算出高精度的油分濃度值。根據(jù)計(jì)算出來的油分濃度值向LED驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送濃度值信號進(jìn)行在線LED顯示，同時(shí)，油分濃度值與預(yù)置的門限值進(jìn)行比較，一旦輸出的濃度值信號大于門限值，兩路報(bào)警電路會(huì)被觸發(fā)，面板上的報(bào)警指示燈發(fā)光，兩路繼電器釋放另一方面，電路處理后油分濃度值信號通過專用輸出端子，向外部提供模擬電壓、 4-20mA電流同步信號。整個(gè)系統(tǒng)在正常運(yùn)行過程中，有特定的電路對系統(tǒng)的各個(gè)流程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控其工作狀態(tài)，如果出現(xiàn)異常情況，則啟動(dòng)故障報(bào)警指示，同時(shí)LED顯示為“EE”狀態(tài)。系統(tǒng)為了達(dá)到監(jiān)測的數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，對透射光強(qiáng)度進(jìn)行了重點(diǎn)監(jiān)控，從而達(dá)到監(jiān)測源的閉環(huán)控制，提高了產(chǎn)品的可靠性。自動(dòng)清洗單元是一個(gè)相對獨(dú)立的小系統(tǒng)，通過來自電源轉(zhuǎn)換控制單元提供的對應(yīng)電源后獨(dú)立工作，可以通過設(shè)置來調(diào)整自動(dòng)清洗的間隔時(shí)間和固定的清洗時(shí)間。由外來氣源經(jīng)過一個(gè)兩位五通低壓電磁閥(MVDC)，來回切換氣源的進(jìn)出，推動(dòng)氣缸活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 從而達(dá)到清洗光電測量管內(nèi)壁的作用，減少了水中的污物對測量管壁的污染，增強(qiáng)了其透光性，提高了檢測精度。系統(tǒng)有了自動(dòng)清洗裝置，提高了系統(tǒng)的監(jiān)測準(zhǔn)確性。電源轉(zhuǎn)換控制單元主要是提供各個(gè)單元所需的工作電源同時(shí)接收中央處理器的報(bào)警控制輸出狀態(tài)信號，從而達(dá)到控制監(jiān)控對象的目的。本電源轉(zhuǎn)換電路接收寬電源電壓85-220VAC或MVDC的多種電源電壓，這樣增加了其應(yīng)用場合。光學(xué)測量單元主要零部件全部固定安裝在一個(gè)鑄鋁式的柵欄式機(jī)箱內(nèi)外。主要部件有光學(xué)測量板3、測量固定架4、光學(xué)測量管2、輸入塊1、輸出塊5和帶自動(dòng)清洗功能的螺塞6組成。如圖2所示，其中光學(xué)測量管2通過輸入塊1和輸出塊5被固定放置在測量箱箱體7的垂直面上，測量固定架4被固定在光學(xué)測量板3上，用于保證紅外光源和紅外固態(tài)接收器在同一水平面位置，為了提高其測量的準(zhǔn)確性，光學(xué)測量管2垂直穿過光學(xué)測量板 3，光學(xué)傳感器圍繞光學(xué)測量管放置，且光學(xué)測量板3放置在柵欄式測量箱箱體7的內(nèi)部。紅外光折射工作原理OCM系列水中油分監(jiān)測裝置的測量原理采用新穎的、先進(jìn)的紅外光折射量測方法進(jìn)行測量，如圖5所示。裝置中使用一個(gè)不同波長的光源作為發(fā)射部分，其部件特性受測量樣品水溫的干擾很小，性能穩(wěn)定；接收部分為固態(tài)式接收器，采用進(jìn)口元件，其特點(diǎn)為接收角度大，靈敏度高，溫漂系數(shù)小，輸出信號線性好；裝置對油分的測量是基于對采樣水中的不溶解性油顆粒折射光線這一事實(shí)，發(fā)射光源通過油顆粒、懸浮物所折射的光線被多個(gè)安裝在不同角度的接收器所接收，適用于不同油品并提高了其檢測精度。測量數(shù)據(jù)處理單元中的測量固定架4，它主要起到固定光電傳感器的位置和控制折射光束的面積的大小，消除干擾物對紅外光產(chǎn)生不規(guī)則的折射光束對正常光束的干擾， 從而，提高了產(chǎn)品的一致性，可靠性和高精度。
權(quán)利要求1.一種水中油分監(jiān)測裝置，包括光電測量單元、測量數(shù)據(jù)處理單元、電源轉(zhuǎn)換控制輸出單元和自動(dòng)清洗單元，其特征在于，所述的光電測量單元包括測量箱箱體(7)，測量箱箱體 (7)中央垂直面上設(shè)有光學(xué)測量管(2)，光學(xué)測量管(2)下端連接輸入塊(1)，光學(xué)測量管 (2)上端連接輸出塊(5)，輸出塊(5)上設(shè)有螺塞(6)，所述的光學(xué)測量管(2)中部與光學(xué)測量管(2)垂直方向設(shè)有光學(xué)測量板(3)，光學(xué)測量板(3)上設(shè)有測量固定架(4)，所述的測量固定架(4)上設(shè)有紅外光源和紅外固態(tài)接收器，紅外光源設(shè)在光學(xué)測量管(2) —側(cè)，光學(xué)測量管(2)另一側(cè)與紅外光源同一軸線位置上設(shè)有透射光固態(tài)檢測器，與軸線成不同角度的位置上設(shè)有5個(gè)折射光固態(tài)檢測器。
2.根椐權(quán)利要求1所述的一種水中油分監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的測量數(shù)據(jù)處理單元包括嵌入式中央處理器BS2。
3.根椐權(quán)利要求1所述的一種水中油分監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的螺塞(6)下端設(shè)有3個(gè)清洗孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水中油分監(jiān)測裝置，包括光電測量單元、測量數(shù)據(jù)處理單元、電源轉(zhuǎn)換控制輸出單元和自動(dòng)清洗單元，所述的光電測量單元包括測量箱箱體，測量箱箱體中央垂直面上設(shè)有光學(xué)測量管，光學(xué)測量管下端連接輸入塊，光學(xué)測量管上端連接輸出塊，輸出塊上設(shè)有螺塞，所述的光學(xué)測量管中部與光學(xué)測量管垂直方向設(shè)有光學(xué)測量板，光學(xué)測量板上設(shè)有測量固定架。采用了多路紅外光折射量測原理，克服了國內(nèi)產(chǎn)品單一散射原理的缺陷，具有測量準(zhǔn)確度高和測量范圍大的特點(diǎn)，且降低了其測量誤差。
文檔編號G01N21/41GK202110133SQ201120048398
公開日2012年1月11日 申請日期2011年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月27日
發(fā)明者張征, 沙華光, 譚振東, 陳輝來 申請人:九江尤尼克環(huán)?？萍加邢薰?br>