[发明专利]一种用于浮顶储罐的浮盘倾角计算测量方法、系统及应用

说明书

本发明公开了一种用于浮顶储罐的浮盘倾角计算测量方法、系统及应用，其包括以下步骤：在浮盘表面对称布置有四个光纤倾角传感器，悬臂梁与重锤按照重力方向布置，固定于悬臂梁两侧的第一光纤光栅与第二光纤光栅所受应力相同，此时，四个光纤倾角传感器处于基准位置，倾角角度为零，当浮盘倾斜时，光纤倾角传感器与悬臂梁上端固定位置随着浮盘的角度变化，使第一光纤光栅与第二光纤光栅所受应力；若浮盘表面倾角超过预设值，则光纤倾角传感器结合外界设备进行报警。通过变化的对应关系得知浮盘倾斜角度，当浮盘倾斜角度到达预设值，则光纤倾角传感器配合对应设备进行报警，实现了实时监测浮盘倾斜角度，提高了对浮盘倾斜角度监测的精准度。

技术领域

本发明涉及一种用于浮顶储罐的浮盘倾角计算测量方法、系统及应用。

背景技术

近年来，随着经济持续高速的发展，我国对石油能源的需求越来越大，为了保证国内石油能源安全，政府和石油公司陆续在沿海建立国家战略石油储备库及商业储备库，大型原油储存区的数量和储油总量持续上升。但是，目前油库大部分监测工作主要依靠人工巡检，信息反馈具有一定的滞后性。对过去发生的242起储罐事故分析，人为原因导致的事故在30％以上。因此，目前油库罐区普遍采用的人工爬罐巡检方法已远落后于当今信息化、数字化和网络化的发展。而浮盘倾斜以后容易引发浮盘沉盘、卡盘事故，甚至引起火灾，造成油罐爆炸。目前，用于浮顶储罐的浮盘倾角计算测量方法尚未见诸报道。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于浮顶储罐的浮盘倾角计算测量方法、系统及应用，以提高对浮盘表面倾角监测的准确度。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种用于浮顶储罐的浮盘倾角计算测量方法，其包括以下步骤：

在浮盘表面对称布置有四个光纤倾角传感器，悬臂梁与重锤按照重力方向布置，固定于悬臂梁两侧的第一光纤光栅与第二光纤光栅所受应力相同，此时，四个光纤倾角传感器处于基准位置，倾角角度为零，设定重锤向一侧倾角为正方向，重锤向另一侧倾斜为负方向，设定悬臂梁的右侧为第一光纤光栅，悬臂梁的左侧为第二光纤光栅，当浮盘倾斜时，光纤倾角传感器与悬臂梁上端固定位置随着浮盘的角度变化，由于重锤受重力作用，会克服悬臂梁所施加的力，使悬臂梁所受应力发生变化，进而使第一光纤光栅与第二光纤光栅所受应力；

当第一光纤光栅中心波长变大，第二光纤光栅中心波长变小时，则悬臂梁上第一光纤光栅拉应力增加，第二光纤光栅压应力增加，由此推断光纤倾角传感器向右方向发生倾斜；若规定向右倾斜角度为正，则光纤倾角传感器向左倾斜角度则为负，反之亦然；若浮盘表面倾角超过预设值，则光纤倾角传感器结合外界设备进行报警。

所述的浮盘倾角计算测量方法，其中，上述步骤具体的还包括：

位于悬臂梁对称面的左、右两侧，完全对称布置的第一光纤光栅、第二光纤光栅形变后，第一光纤光栅、第二光纤光栅的应变为：

其中，λ_B1为第一光纤光栅中心波长,λ_B2为第二光纤光栅的中心波长，Δλ_B1是第一光纤光栅中心波长的变化，Δλ_B2是第二光纤光栅中心波长的变化，α为光纤的热膨胀系数，ζ为光纤的热光系数，ΔT为光纤光栅的温度变化，P_e为有效光弹系数，ε₁为第一光纤光栅应变引起的条纹间距变化，ε₂为第二光纤光栅应变引起的条纹间距变。

所述的浮盘倾角计算测量方法，其中，上述步骤具体的包括：