光纤传感器在罐区无电实时监测系统中的应用

　　0 引言

　　光纤传感器是最近几年出现的新技术，现在已经可以用来测量60多种物理量，它的出现给石油、化工工业的自动化计量、安全检测和安全管理带来重大变革。光纤传感器特别是利用光纤光缆采集和传输信号，做到现场无电检测，安全防爆，特别适于易燃易爆场所的计量、检测和管理。

　　1 监测系统的构成

　　监测系统，主要应用现代化的传感技术、测试技术、计算机技术、现代网络通信技术对罐区储罐的液位、泄漏检测、罐区火警信息进行实时监测，动态掌握储罐实时信息，为储罐的管理、维护、安全性评估提供依据。

　　整个监测系统包括硬件和软件两个部分，其中硬件部分包括四个系统，即：光纤传感器系统;数据采集系统;数据通信与传输系统：数据分析和处理系统。各系统间通过光纤网络联系而进行运作。

　　1.1 光纤传感器系统

　　根据对罐区整体结构模型的优化分析，需要在罐区安装的传感器及有关附件包括：光纤液位传感器、管线泄漏监测分布式光纤传感器、分布式光纤温度传感器，以及信号放大器、调理器等附件。

　　1.2 数据采集系统

　　包括安装在罐区外的由微电脑控制的数据采集站，每个采集站是基于PC的数据采集分站。它们的主要功能是收集由光纤传感器传来的数据，进行信号调理、实现数据的初步处理和储存，然后传输到监控中心数据处理和分析系统中。

　　1.3 数据通信与传输系统

　　包括网络操作系统平台、站点的设立、安全监测局域网的网络协议、与其他局域网或主干网的连接等。

　　1.4 数据处理和分析系统

　　用数台高性能工作站连接罐区数台数据采集站形成一个计算机网络。工作站是台式计算机，安装在罐区外监测管理中心，并配置所需的数据显示软件。工作站实现了采集数据处理、监测数据显示、系统控制管理与维护、安全分析评估。

　　罐区实时监测系统主要包括如下功能：

　　1)报告各储罐的当前状态信息，包括储罐储藏的物品、液位、是否泄漏等信息。

　　2)设定日常信号报警系统，用于罐区的日常安全管理。

　　3)监测罐区火警信息，并进行初步火警处理。

　　2 光纤传感器系统

　　光纤测量单元和光纤传感器安装在罐区现场，光电转换器、电源和计算机系统安装在数据采集站，两者之间通过光缆连接。

　　2.1 光纤液位传感器

　　由于储罐容积较大，很小的液位变化都可能引起较大的误差，为使误差在限制范围内，一般要求能测量的液位准确度在1mm以内。现在市场上的高精度光纤液位传感器的精度已经能达到这一指标。根据测量原理的不同，市场上有多种光纤液位传感器。根据系统的实际情况，我们选择了YW-B型光纤液位传感器。YW-B型光纤液位传感器利用力平衡原理实现液位的检测，系统由测量单元(包括浮盘、钢丝、重锤、导向轮、绳轮、磁力耦合器等机械部分)、光纤传感器、光电转换器、光缆和电源等组成。当被测介质液面变化时，测量浮盘上下移动，测量钢丝带动光纤传感器内光码盘转动，同时光纤传感器内光纤传感探头输出光信号，经光缆传输到光电转换器，经判向计数后，显示出储罐内液位值，同时输出信号给计算机，实现罐区液位自动监测。