[发明专利]一种基于太赫兹受抑全内反射的管道混油监测系统

说明书

本发明公开了一种基于太赫兹受抑全内反射的管道混油监测系统，涉及管道检测领域，包括：发射器和接收器均放置在绝缘层内，不与管道、油品以及太赫兹受抑全内反射棱镜传感器直接接触，仅使太赫兹波透过太赫兹窗口；经发射器发射出的太赫兹波经过太赫兹窗口，打到全内反射棱镜传感器的左侧入射面，发生折射与反射，折射的部分进入传感器内部；太赫兹波在传感器内部传播，在传感器与油品接触的表面发生受抑全内反射现象；从太赫兹受抑全内反射棱镜传感器右侧出射面出射的太赫兹波带有过的油品的特征信息；出射的太赫兹波再次经过太赫兹窗口，被接收器所接收，产生的电信号通过线缆被太赫兹仪获取，得到油品的太赫兹受抑全内反射光谱。

技术领域

本发明涉及管道检测领域，尤其涉及一种基于太赫兹受抑全内反射的管道混油监测系统。

背景技术

随着我国经济总量和经济实力的不断提高，我国对石油资源的需求量稳步攀升。GDP年增长7％至8％年石油需求量就会增加4％至5％。目前我国是全球第一大原油进口国、第二大石油消费国，预计至2020年，我国石油消费需求将达到6亿吨以上。与此同时，国内石油产能有限，供需缺口增大，2017年我国石油资源对外依存度升至65.4％。在此资源局面之下，减少油品在储运过程中的各种事故和损耗，具有重大经济和战略意义。

管道运输具有运量大、占地少、耗能少、成本低，且不受气候影响等优点，是陆上油气大批量长距离运输的最佳方式。截止2016年，我国油气管道长度已超过12万公里。国内外成品油管道普遍采用顺序输送技术，即多种油品在同一条管道中前后依次顺序输送。在此过程中，前行和后行的不同油品会发生扩散混油，进而形成混油段。实际使用的成品油管道中往往同时存在多种油品和多个混油段。全长1740千米的西南成品油管道，全线每个汽柴油混油段均有800～900立方米，每月需要下载进行处理的混油超过2500立方米。全国每年需要处理的混油达到数十万立方米。

管道混油检测的准确性和效率将极大地影响管道运输的成本和损耗，甚至事关生产安全。为了保守起见，管道混油检测的不准确，将迫使更多的油品被当做混油处理，造成油品浪费和成本提升。更重要的是，一旦管道混油检测失误，将会导致储罐被导入错误的油品，造成整个油品储罐污染，损失巨大。

目前国内外常用的管道混油检测方法包括：密度测定法、光学测定法、超声波测定法、示踪原子测定法、电容检测法、光谱色谱检测法等。在国内实际生产中以密度测定法为主，光学测定法为辅。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存下以下缺点和不足：

1、密度测定法对管道中油品进行跟踪检测，是实际生产中实施的主要方法，然而难以区分密度相近的油品，检测分辨率低。

2、光学测定法利用红外等常用光学波段测定油品的透明度和折射率，灵敏度高，但容易受到油品杂质影响，非常不适于国内油品品质较低的实际情况，在国内实际使用中问题较多，稳定性差，维护难度高。

3、超声波测定法检测油品中超声波的传播速度，极易受到超声杂音的影响，检测精度不高。

4、示踪原子测定法通过在油品中掺入放射性同位素的方法进行油品检测，技术门槛高，安全要求高，并会造成油品污染。

5、电容检测法测量油品介电常数，测量精度低，在油品管道中安装带电器件，安全性差。

6、光谱色谱检测法测量油品吸收光谱和色谱指纹图，精度高，但预处理复杂、测量时间长，无法实现在线监测。

发明内容

本发明提供了一种基于太赫兹受抑全内反射的管道混油监测系统，本发明具有无需参比信号，仅于管道单侧放置光路，检测结构简单，可在管道主管或直径较大支管处进行在线测量，不受管道直径限制等优点，详见下文描述：

一种基于太赫兹受抑全内反射的管道混油监测系统，所述系统包括：太赫兹受抑全内反射棱镜传感器、发射器、接收器、太赫兹窗口、以及太赫兹仪，