專利名稱：基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安全測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高壓強電進入爆炸性環(huán)境是令人擔(dān)憂的安全隱患。例如在石油存儲領(lǐng)域，油罐儲量測量當(dāng)前流行的技術(shù)方法都會用電，電上罐甚至電進罐，存在嚴(yán)重的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提出一種安全性更好、功能更全、準(zhǔn)確度更高的基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，包括寬帶激光器、光纖環(huán)形器、高速光譜儀、高速數(shù)據(jù)處理器、定量估算系統(tǒng)、光開關(guān)、單模光纖、波分復(fù)用器、測量裝置；所述測量裝置包括用于測量壓力的光纖壓力傳感器、用于測量溫度的光纖溫度傳感器；所述光纖壓力傳感器及所述光纖溫度傳感器設(shè)置在油罐外側(cè)，測量油罐中液體的靜壓力、油罐中油蒸氣壓力、罐壁外側(cè)環(huán)境溫度參數(shù)；所述光纖溫度傳感器、光纖壓力傳感器與波分復(fù)用器連接。所述波分復(fù)用器通過單模光纖連接光開關(guān)；所述寬帶激光器通過光纖環(huán)形器連接光開關(guān)；所述高速光譜儀上連光纖環(huán)形器，下連高速數(shù)據(jù)處理器；所述高速數(shù)據(jù)處理器連接所述定量估算系統(tǒng)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述寬帶激光器為放大自發(fā)輻射光源。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述光纖壓力傳感器為光纖法布里-珀羅干涉型傳感器。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，光纖溫度傳感器為光纖布拉格光柵溫度傳感器。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述波分復(fù)用器為光纖CWDM粗波分復(fù)用器。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述高速光譜儀為FBGA型光譜解調(diào)模塊。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述單模光纖通過波分復(fù)用器連接兩個測量裝置，分別測量油罐中液體的靜壓力、油罐中油蒸氣壓力、罐壁外側(cè)環(huán)境溫度參數(shù)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述系統(tǒng)包括多個測量裝置，測量多個油罐的靜壓力、油罐中油蒸氣壓力、罐壁外側(cè)環(huán)境溫度參數(shù)。本發(fā)明的基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)為全光結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了多個物理量復(fù)用一根光纖，既可以測量油罐靜壓力，又可以測量油蒸氣壓力，不僅充分利用了帶寬資源，提高了光信號處理裝置的資源利用率，而且本質(zhì)安全，用在爆炸性環(huán)境，可以從根本上杜絕高壓強電的困擾、閃電雷擊的危害。


圖I為本發(fā)明優(yōu)選實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖I對本發(fā)明優(yōu)選實施例一做進一步說明。本發(fā)明實施例提出了一種基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括寬帶激光器I、光纖環(huán)形器2、光開關(guān)3、高速光譜儀4、高速數(shù)據(jù)處理器5、定量估算系統(tǒng)6、單模光纖7、波分復(fù)用器8、測量裝置。測量裝置包括光纖溫度傳感器9、光纖壓力傳感器10。光纖溫度傳感器9、光纖壓力傳感器10設(shè)置在油罐外側(cè)，測量油罐中液體的靜壓力、油罐中蒸氣壓力、罐壁外側(cè)環(huán)境溫度參數(shù)。在本發(fā)明實施例中，光開關(guān)可以連接多根單模光纖；單模光纖通過波分復(fù)用器可以連接多個測量裝置，測量多個油罐中液體靜壓力、油罐中油蒸氣壓力、罐壁外側(cè)環(huán)境溫度。圖I中以兩個測量裝置、兩個油罐為例進行說明。 光纖溫度傳感器9與光纖壓力傳感器10與波分復(fù)用器8連接；波分復(fù)用器8通過單模光纖7連接光開關(guān)3。在本發(fā)明實施例中，可以同時對多個油罐的參數(shù)進行測量。即光開關(guān)3連接多個波分復(fù)用器8，每一波分復(fù)用器8可以連接光纖溫度傳感器9、光纖壓力傳感器10。如圖I所示，寬帶激光器I連接光纖環(huán)形器2，光纖環(huán)形器2連接光開關(guān)3。在使用時，寬帶激光器I輸出的光經(jīng)光纖環(huán)形器2發(fā)送給光開關(guān)3，經(jīng)單模光纖7遠(yuǎn)距離輸送給波分復(fù)用器8，分成四支照射光纖溫度傳感器9、光纖壓力傳感器10。高速數(shù)據(jù)處理器5選擇所要測量的油罐，該油罐對應(yīng)的光纖溫度傳感器9、光纖壓力傳感器10采集油罐底部靜壓力、油罐頂部蒸氣壓力信號、罐外側(cè)環(huán)境的溫度，壓力溫度數(shù)據(jù)的光信息經(jīng)過波分復(fù)用器
8、單模光纖7回送到光開關(guān)3，由光纖環(huán)形器2直接送給高速光譜儀4進行解調(diào)，經(jīng)高速數(shù)據(jù)處理器5對數(shù)據(jù)進行分割刪除處理后，分別得到靜壓力、蒸氣壓力、溫度數(shù)據(jù)后發(fā)送到定量估算系統(tǒng)6。定量估算系統(tǒng)6根據(jù)壓力、溫度數(shù)據(jù)計算出油罐的液位、容積、質(zhì)量等參數(shù)。其中，光開關(guān)3可以為機械光開關(guān)或其他形式的光開關(guān)。光纖壓力傳感器10可以為光纖法布里-珀羅干涉型傳感器；光纖溫度傳感器9可以為光纖布拉格光柵溫度傳感器；高速光譜儀8可以為FBGA型光譜解調(diào)模塊。本發(fā)明為全光纖體系結(jié)構(gòu)，單模光纖長度可達(dá)3km，電不進爆炸性環(huán)境，電不上罐，本質(zhì)安全。本發(fā)明采用分割刪除算法，將在同一根光纖上傳送的兩個壓力信息和兩個溫度信息分離開來，解決了復(fù)用技術(shù)難題，既實現(xiàn)了光纖壓力傳感器同步溫度補償，油罐體膨脹容積修正，又大大降低了成本，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，還測量了油罐油蒸氣壓力，補償油蒸氣壓力對靜壓力的影響并且通過油蒸氣壓力的監(jiān)測，防止油罐吸癟膨脹事故。本發(fā)明采用空分波分復(fù)用技術(shù)，一根光纖上可以連接多個光纖傳感器，降低了成本，簡化了結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在體系結(jié)構(gòu)上，采用高速光譜儀、高速數(shù)據(jù)處理器和分時掃描方法，對多個罐進行分時測量，大大降低系統(tǒng)成本。本發(fā)明數(shù)據(jù)處理速度0. 5秒，32個罐數(shù)據(jù)刷新速率僅需要16秒，工程上可行。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，其特征在于，包括寬帶激光器、光纖環(huán)形器、高速光譜儀、高速數(shù)據(jù)處理器、定量估算系統(tǒng)、光開關(guān)、單模光纖、波分復(fù)用器、測量裝置；所述測量裝置包括用于測量壓力的光纖壓力傳感器、用于測量溫度的光纖溫度傳感器；所述光纖壓力傳感器及所述光纖溫度傳感器與波分復(fù)用器連接；所述波分復(fù)用器通過單模光纖連接光開關(guān)；所述寬帶激光器通過光纖環(huán)形器連接光開關(guān)；所述高速光譜儀上連光纖環(huán)形器，下連高速數(shù)據(jù)處理器；所述高速數(shù)據(jù)處理器連接所述定量估算系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，其特征在于，所述寬帶激光器為放大自發(fā)輻射光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖壓力傳感器為光纖法布里-珀羅干涉型傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，其特征在于，光纖溫度傳感器為光纖布拉格光柵溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，其特征在于，所述波分復(fù)用器為光纖CWDM粗波分復(fù)用器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，其特征在于，所述高速光譜儀為FBGA型光譜解調(diào)模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6任一項所述的基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，其特征在于，所述單模光纖通過波分復(fù)用器連接一個或一個以上測量裝置，所述測量裝置連接所述波分復(fù)用器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 6任一項所述的基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括多個測量裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)，包括寬帶激光器、光纖環(huán)形器、高速光譜儀、高速數(shù)據(jù)處理器、定量估算系統(tǒng)、光開關(guān)、單模光纖、波分復(fù)用器、測量裝置。本發(fā)明的基于復(fù)用結(jié)構(gòu)的光纖靜壓油罐測量系統(tǒng)為全光結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了多個物理量復(fù)用一根光纖，既可以測量油罐靜壓力，又可以測量油蒸氣壓力，不僅充分利用了帶寬資源，提高了光信號處理裝置的資源利用率，而且本質(zhì)安全，用在爆炸性環(huán)境，可以從根本上杜絕高壓強電的困擾、閃電雷擊的危害。
文檔編號G01L11/02GK102721504SQ20111007817
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者彭向軍, 戴健, 李殊, 田田, 筵麗萍, 羅來根 申請人:中國人民解放軍總后勤部油料研究所