[发明专利]烷烃类混合气体激光探测装置

说明书

烷烃类混合气体激光探测装置涉及信息技术，尤其是激光气体探测技术和信号处理技术领域。本发明针由可调谐波长单频激光器、InGaAs材质激光探测器、可调谐激光器波长控制器、混合气体吸光率记录器、离散余弦变换器、混合气体特征记录器组成，根据烷烃类碳氢共价键红外光吸收的本质给出了烷烃类混合气体实现激光探测的基本组成模块，对波长吸光率曲线的步进波长进行了确定，使用可调谐激光器波长控制器对可调谐激光器进行波长步进式控制，同时对可调谐激光器的工作波长的范围进行了确定，烷烃类混合气体激光探测装置组成简单，易于推广，针对烷烃类混合气体的临爆预警具有根据被测混合气体环境进行差别设置的特点。

技术领域

本发明涉及信息技术，尤其是激光气体探测技术和信号处理技术领域。

背景技术

目前，石油化工作为工作区的重大隐患，工作区域需要对可燃气体采用一种可靠、稳定的方法对其浓度进行实时检测，监测其不超过临界值，以保证日常安全生产。储油罐是一种大型容器，是炼油厂、油田、油库以及石油管道行业中的重要设备，专门用于接收、储存和发放易燃、易爆的油品介质。正是由于它储存的油品具有易燃、易爆、易产生静电的特殊性质，使其成为石油储运行业中安全管理工作的重要对象。在油罐日常的使用和管理中，任何一个人的不安全行为和物的不安全状态，都可能造成事故的发生，导致巨大的经济损失和人身伤害事故。储油罐的安全管理是油库管理的其他各项工作的前提，是安全生产的生命线，也是改善经营环境、提高企业经济效益的基础。因此，加强储油罐的安全管理，及时发现和消除储油罐的不安全因素，杜绝各类事故的发生，对石油储运企业具有重要意义。

公知石油化工使用的常用二次密封舱管道抽气、管道传输、安全区域化验，抽气方式感知，感知滞后性，抽气形成负压，空气进入密封舱，给石油安全生产带来极大危害。倘若因此发生燃烧或爆炸，那将是极其重大的安全事故，对社会安定以及人类进步也会造成巨大的影响。如何避免在可燃气体检测时无源（即不带电）、实时状态，能够安全、高效直接判断大型应用场所中可燃气体的泄漏范围，已经成为亟需解决的问题。

目前中国石油在储油罐的二次密封舱使用定时抽风装置，将混合油气抽出到安全区域用带电的传感器进行检测，如果出现浓度过大，再启动注入氮气的装置来降低储油罐风险。此方法面临几个现实问题，第一抽取的时间频率过频繁耗能大，抽取的时间频率过稀疏无法及时发现险情，即使不断抽取储油罐气体用来检测由于安全区域距离油罐事发地距离很远也不能保证及时发现问题；第二抽取气体的方位固定，无法对储油罐全区域进行检测尤其是储油罐的中心区域。

同样在汽油储存领域也有汽油油气在内浮顶储油罐存储时易泄漏到浮盘与罐顶之间的空间中，遇有雷电或静电感应，可以燃爆储油罐，造成安全事故的隐患。内浮顶储油罐是立式圆筒形金属油罐的一种，由于其在降低油品损耗、减少火灾危险性以及满足环保要求等方面较其它形式油罐更具优势。内浮顶把介质即罐内储料和空气有效隔绝，从一定程度上也降低了发生火灾爆炸的危险等级，因此目前在炼化企业大量使用内浮顶罐储装汽油及其它易挥发性油品。但是，内浮顶储油罐使用一段时间后，由于浮盘、运动部件、密封件磨损，储存原料的气相（具备可燃气气体性质气体）部分，泄漏到浮盘与罐顶之间的空间中，遇有雷电或静电感应，可以燃爆储油罐，造成安全事故。目前解决问题的办法是，定期对轻质油监控指标包括蒸汽压（C4含量）、硫含量等进行采样分析；采样分析频次应每罐每周不少于1次；建立可燃气体浓度检测制度，没有设置氮封设施的轻质油储罐每月检测不少于1次，设置氮封措施的储罐可适当延长，但至少每季度检查1次。因此，需要一种能够在储油罐上在线监测油气的装置，要求这种装置，是绝对安全的，当装置感知油气超标时，能够立即通知值班人员，采取“注氮”或“停车检查”等具体技术措施。

即使按照上述规定操作，现场操作人员的工作强度较大，难以持久合规操作，监管人员工作也难以量化落实。并且，人工巡检周期较长，难免在巡检周期外，漏检油气超标时机，埋下安全隐患。为安全运行起见，需要对内浮顶油罐内的油气进行在线监测。