[发明专利]一种用于外浮顶储罐温度监测的分布式光纤性能测试装置

说明书

本发明提出的是一种用于外浮顶储罐温度监测的分布式光纤性能测试装置，其结构包括储罐壁模拟装置，加热系统；所述储罐壁模拟装置包括热源钢板和固定支架；所述热源钢板包括小范围热源钢板和大范围热源钢板；所述加热系统包括嵌入式单片机、固态继电器、热电偶、测温模块、圆柱形加热棒；所述嵌入式单片机内写入有模拟储罐硫化腐蚀氧化自热的升温算法。本发明针对外浮顶储罐的实际测温要求进行设计，为工程实际和相关实验研究提供了更加可靠的性能测试和试验平台；针对外浮顶储罐硫化腐蚀氧化自热提供了对应的加热模式算法，为分布式光纤测温性能测试提供更接近于实际应用环境的项目条件。

技术领域

本发明涉及一种用于外浮顶储罐温度监测的分布式光纤性能测试装置，属于分布式光纤温度传感技术、安全科学与工程领域。

背景技术

分布式光纤测温系统作为一种新型测温设备，没有测量盲区、成本低、可靠性高、施工维护简单，被广泛用于温度检测领域；因此，如何通过一定的测试来评判分布式光纤在某个环境下的实际应用能力就显得非常重要。

由于分布式光纤自身的测温特性，周围环境温度和光纤自身的测温长度都会对返回的温度结果造成影响；目前针对分布式光纤测温系统技术要求和试验方法的国家标准为《GB 16280-2014线型感温火灾探测器》，其中对于分布式光纤测温性能的测试主要在恒温箱中完成。

但是恒温箱产生的温度分布与很多实际环境产生的温度分布不同，分布式光纤在恒温箱环境中和实际环境中的测温结果会有很大不同，在恒温箱环境中的相关测量数据对于实际工程应用中没有过多参考价值，很难通过在恒温箱环境中的相关测试来判断分布式光纤在实际环境中的测温性能，无法对分布式光纤在实际环境中的测温性能进行准确测试。

例如：在石油石化行业中，大规模使用的外浮顶储罐作为重大的工业危险源，在遭受到雷击、原油硫化腐蚀氧化等情况下，浮盘密封圈温度会急剧上升，最终导致内部油气空间以及密封圈被点燃，引发火灾甚至爆炸；由于储罐的危险性，常用的带电测温设备，如热电偶等都无法安置；目前常用的外浮顶储罐测温设备是光纤光栅测温系统，但是该系统为散点式测量，存在测量盲区，且安装施工复杂、后期维护不便、可靠性差，相比于光纤光栅测温系统，分布式光纤测温系统作为一种新型测温设备，没有测量盲区、成本低、可靠性高、施工维护简单，被广泛推荐用于浮顶罐密封圈的火灾探测；但对于分布式光纤用于外浮顶罐温度监测的研究，由于在外浮顶储罐上直接试验风险较高，目前仍然存在理论与试验相分离的状态。

除去自然灾害、人为破坏等不可控偶发危险，外浮顶储罐的安全风险主要来自于含硫原油对罐壁的长时间腐蚀；腐蚀产物在接触到氧气后会发生急剧的氧化升温，进而点燃油气空间导致火灾爆炸的发生；虽然外浮顶储罐硫化腐蚀自热氧化的相关理论已经得到详细研究，但是相关温度变化规律并没有运用到对外浮顶储罐的安全监测保护当中。

为了满足目前针对分布式光纤对外浮顶储罐温度测量的性能测试手段缺失，以及相关理论研究实验平台存在空白的问题，因此需要建立一套针对外浮顶储罐温度监测的分布式光纤性能测试平台，并将储罐硫化腐蚀氧化自热的温度测量作为测试内容用于评判分布式光纤的实际应用能力。

发明内容

本发明提出的是一种用于外浮顶储罐温度监测的分布式光纤性能测试装置，其目的旨在解决现有对分布式光纤测温性能进行测试的设备无法模拟石油石化行业中外浮顶储罐硫化腐蚀氧化自热升温的问题。

本发明的技术解决方案：一种用于外浮顶储罐温度监测的分布式光纤性能测试装置，其结构包括储罐壁模拟装置1，加热系统2；所述储罐壁模拟装置1包括热源钢板和固定支架13；所述热源钢板包括小范围热源钢板和大范围热源钢板；所述加热系统2包括嵌入式单片机23、固态继电器22、热电偶26、测温模块25、圆柱形加热棒24；所述嵌入式单片机23内写入有模拟储罐硫化腐蚀氧化自热的升温算法。

本发明的有益效果是：

1)本发明提供了一种基于外浮顶储罐罐壁热源简化模型的分布式光纤温度监测测试平台；