监控装置、油罐及油罐监测方法与流程

1.本发明涉及油罐储运技术领域，尤其涉及一种监控装置、油罐及油罐监测方法。


背景技术：

2.为减少储罐内介质挥发，降低损耗节约能源，保护环境，常常在储罐内设置浮盘。浮盘是一种通过浮力使之随着储罐液面升降而升降的覆盖在液面上的节能环保设备。由于浮盘是降低能源损耗和减少voc排放的主要设备，且该设备在储罐内运行，现有手段无法掌握该关键设备的运行状态，需要通过信息化的手段来解决这个问题，确保浮盘在储罐内正常运行。
3.传统的浮盘无法对其运行状态和功能进行实时监测，若将检测器固定在浮盘上。由于石油储罐内的浮盘上部空间是密封空间，储罐内的介质挥发后会聚集在上述密封空间内，易燃易爆，属于危险爆炸场所。若对检测器进行维护需要将整个储罐停运、清洗，检测氧气、可燃气体及其他有毒有害气体后才能进入，维护难度大，维护成本高。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种用于浮盘和储罐实时监测的装置，且解决了浮盘检测器运维成本高的问题。
5.为实现上述目的，本技术提供了一种监控装置，应用于油罐，所述油罐包括：
6.罐体，所述罐体有中空腔室且上部开口；
7.罐顶，所述罐顶设置在所述罐体的顶端，用于封闭所述罐体的开口；
8.浮盘，所述浮盘设置在所述罐体的中空腔室且随所述罐体内的油上下浮动；
9.所述监控装置包括：
10.检测模块，所述检测模块设置在所述罐顶上，所述检测模块用于采集所述油罐的实时参数，所述实时参数包括距离参数、温度参数、voc参数；
11.控制模块，所述控制模块和所述检测模块电性连接以用于对所述油罐的实时参数的获取，所述控制模块用于与用户设备和/或服务器通信连接。
12.作为本技术进一步的改进，所述监控装置包括不少于两组所述检测模块，多组所述检测模块沿所述罐顶周向均布设置；
13.所述控制模块与多组所述检测模块电性连接，用于对所述油罐的多组实时参数的获取。
14.作为本技术进一步的改进，每组所述检测模块包括距离检测器、温度检测器和voc检测器。
15.作为本技术进一步的改进，所述距离检测器是光学距离检测器、超声波距离检测器中的任意一种。
16.作为本技术进一步的改进，所述控制模块包括处理单元和通信单元，所述处理单元包括多个数据接口，每个数据接口分别连接至所述距离检测器、所述温度检测器和所述
voc检测器中的任意一种，用于获取所述油罐的实时参数；
17.所述通信单元用于与所述用户设备和/或服务器建立通信连接。
18.作为本技术进一步的改进，所述通信单元至少包括有线通信单元和无线通信单元中的任意一种。
19.作为本技术进一步的改进，所述无线通信单元至少包括4g通信单元、5g通信单元、wifi通信单元、蓝牙通信单元和nfc通信单元中的任意一种；
20.所述有线通信单元至少包括eth通信单元、m-bus通信单元、usb通信单元、rs-485通信单元、rs-232通信单元中的任意一种。
21.为实现上述目的，本技术还提供了一种油罐，所述油罐包括：
22.罐体，所述罐体有中空腔室且上部开口；
23.罐顶，所述罐顶设置在所述罐体的顶端，用于封闭所述罐体的开口；
24.浮盘，所述浮盘设置在罐体的中空腔室且随所述罐体内的油上下浮动；
25.所述油罐还包括上述所述的监控装置。
26.为实现上述目的，本技术还提供了一种油罐监测方法，所述方法包括：
27.获取实时的油罐参数，所述油罐参数包括标识信息和其所对应的实测值；
28.将所述油罐参数发送至用户设备和/或服务器；
29.基于所述油罐参数的实测值获取所述油罐参数的状态值；
30.将所述油罐参数的状态值与其对应的参考阈值范围进行比对，当存在至少一个所述油罐参数的实测值不处于对应的参考阈值范围时，生成第一提示信息并发送至所述用户设备。
31.作为本技术进一步的改进，所述基于所述油罐参数的实测值获取所述油罐参数的状态值包括：
32.当所述标识为距离标识时，将所述距离标识对应的实测值与基础值求差作为状态值；
33.当所述标识为温度标识时，将所述温度标识对应的实测值作为状态值；
34.当所述标识为voc标识时，将所述voc标识对应的实测值作为状态值。本技术的有益效果在于，通过提供了一种监控装置，该监控装置包括检测模块和控制模块，所述检测模块设置在所述罐顶，所述检测模块用于获取所述油罐的实时参数，所述实时参数包括距离参数、温度参数、voc参数；所述控制模块和所述检测模块电性连接以用于对所述油罐的实时参数的获取，所述控制模块用于与用户设备和/或服务器通信连接。该监控装置应用于油罐时，无需储罐停运即可实现对监控装置的维护，维护方法简单，成本低。
附图说明
35.图1是本技术的油罐结构示意图；
36.图2是本技术的检测模块在罐顶的一种安装状态的结构示意图；
37.图3是本技术的检测模块和控制模块的连接结构示意图；
38.图4是本技术的监控装置、用户设备和服务器的连接结构示意图；
39.图5是本技术的油罐监测方法的流程示意图；
40.图中：100、监控装置；110、检测模块；120、控制模块；200、用户设备；300、服务器；
41.111、voc检测器；112、温度检测器；113、距离检测器；
42.1、罐体；2、罐顶；3、浮盘；4、供电单元；5、通信单元。
具体实施方式
43.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.本技术实施例提供了一种监控装置100，应用于油罐，所述油罐包括罐体1、罐顶2和浮盘3。所述罐体1有中空腔室且上部开口。所述罐顶2设置在所述罐体1的顶端，用于封闭所述罐体1的开口。所述浮盘3设置在所述罐体1的中空腔室且随所述罐体1内的油上下浮动。
45.所述监控装置包括：检测模块110和控制模块120，其中：所述检测模块110设置在所述罐顶2上，所述检测模块110用于采集所述油罐的实时参数，所述实时参数包括距离参数、温度参数、voc参数；所述控制模块120和所述检测模块110电性连接以用于对所述油罐的实时参数的获取，所述控制模块120用于与用户设备和/或服务器通信连接。所述油罐的实时参数包含浮盘的运行状态参数，如：浮盘到检测模块的距离参数等。
46.作为优选的实施例，参见图1至图4的结构示意图，所述监控装置100包括不少于两组所述检测模块110，多组所述检测模块110沿所述罐顶2周向均布设置，所述控制模块与多组所述检测模块电性连接，用于对所述油罐的多组实时参数的获取。相比现有技术中只对油罐内一个采集点的实时参数进行监测，设置多组检测模块110可以取得多个不同油罐采集点的实时参数，以用于后续数据分析。当采集的多个采集点的油罐的任一个实时参数异常时，都可以对用户进行警报提醒，提高了油罐的安全性。
47.发明人发现，现有的油罐基本无检测装置，若将监测模块4固定于浮盘3随油位上下浮动，使检测模块110的使用寿命受到影响，检测模块110出现故障时也不便于维修。而当检测模块110设置在罐顶2时，便于用户对检测模块110的安装和检修。还可以利用罐顶2的通气孔位置，将多组检测模块110分别放置在多个通气孔上，更便于用户对检测模块110的安装和检修。
48.本实施例中，距离参数可以是检测模块110检测其距离浮盘3的直线距离参数，温度参数可以是检测模块110检测到浮盘3位置的温度参数，voc参数可以是检测模块110在罐顶2位置检测到的挥发性有机化合物(voc)的浓度。
49.所述控制模块120和多组所述检测模块110电性连接以用于对所述油罐的实时参数的获取，所述控制模块120还用于与用户设备200和/或服务器300通信连接。所述控制模块120可以为多个cpu处理单元，所述cpu处理单元与检测模块110一一对应且采取组合式安装的方式。所述控制模块120还可以只有一个，参考图4的结构示意图，通过一个控制模块120可以和多组检测模块110电性连接。相比多个控制模块120分别对多组检测模块110进行数据采集，一个控制模块120的结构设计可以节约监控装置100的成本，一方面也便于将油罐的实时参数集中采集与处理，减少了数据采集的误差，提高了后续数据分析的精度和处理的响应速度。
50.其中，用户设备200可以包括但不限于以下至少之一：手机(如android手机、ios手机等)、笔记本电脑、平板电脑、掌上电脑、mid(mobile internet devices，移动互联网设备)、pad、台式电脑、智能电视等。通过控制器与上述用户设备200建立通信连接，可以使用户设备200查看油罐监测的实时参数。服务器300可以是传统的本地服务器300，服务器300还可以是云服务器300，当服务器300是云服务器300时，可以是第三方提供商为用户提供的能够使用的公有云，也可以是为一个客户单独使用而构建的私有云，还可以是中心云，还可以是中心云延伸的边缘云，本技术对此不做限制。通过服务器300可以将油罐的实时参数进行储存，便于后期对上述数据的调取和分析，安全性比较高。由于本地服务器300的网络连接大都离不开本地局域网络，将油罐的实时参数存储到本地存储器可能需要在网关等环节进行大量投入，所以通过云服务器300可以在提供更完备的保护的情况下降低成本。
51.由此，通过沿所述罐顶2周向均布设置的多组所述检测模块110，提高了检测模块110的使用寿命，减少了对检测模块110安装和检修的难度，图2为检测模块110在罐顶2周向均布的一个实施例结构示意图。通过控制模块120的设置，节约了监控装置100的成本，减少了数据采集的误差，提高了后续数据分析的精度和处理的响应速度。由此，本实施例提供的监控装置100应用于油罐中，可以对油罐的运行维护提供更好的安全保障。
52.在一些实施方式中，参考图3的结构示意图，每组所述检测模块110包括距离检测器113、温度检测器112和voc检测器111。通过距离检测器113、温度检测器112和voc检测器111的设置，可以使每组检测模块110都能对油罐的温度参数、距离参数和voc参数进行检测。例如当所述监控装置100包括不少于两组所述检测模块时，可以对多组检测模块110分别测得的距离参数进行比对，预先设定每组检测模块110对浮盘的初始垂直距离为基础值，基础值可以为某一时间点时，每组检测模块110对浮盘的垂直距离，将实时检测的每组检测模块110对浮盘的垂直距离设定为实际值，每组检测模块110对应的实际值减去对应的基础值，当差值超出预设阈值范围时，可以认为油罐内的浮盘3有倾斜的趋势或浮盘3损坏，油罐的安全程度比较差。还可以对多组检测模块110分别测得的温度参数进行比对，当温度参数超出预设温度阈值范围时，可以认为油罐内的浮盘3需要维护，以实现油罐安全程度的判定。同理，可以对多组检测模块110分别测得的voc参数进行比对，以实现油罐安全程度的判定，本实施例不在赘述。
53.由此，通过距离检测器113、温度检测器112和voc检测器111的设置，使监控装置100对油罐的运行维护提供的安全保障更完备。
54.在一些实施方式中，所述距离检测器113是光学距离检测器、超声波距离检测器中的任意一种。鉴于油罐的深度值比较大，距离检测器113优选使用光学距离检测器，光学距离检测器使用安全且成本低，所述光学距离检测器可以为红外光学距离检测器、激光距离检测器。当选用超声波距离检测器时，因为超声波距离检测器是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等影响，可以取得精度较高的检测数据。由此，可以给用户提供多种不同的选择。
55.在一些实施方式中，参考图3的结构示意图，所述控制模块120包括处理单元和通信单元5，所述处理单元包括多个数据接口，每个数据接口分别连接至所述距离检测器113、所述温度检测器112和所述voc检测器111中的任意一种，用于获取所述油罐的实时参数。
56.所述通信单元5用于与所述用户设备200和/或服务器300建立通信连接。其中，所
述通信单元5至少包括有线通信单元和无线通信单元中的任意一种。当通信单元5包括有线通信单元时，通信连接不容易受到外界的干扰。当通信单元5包括无线通信单元时，用户设备200可以选择手机等移动设备，便于用户实时获取油罐的参数。
57.其中，所述无线通信单元至少包括4g通信单元、5g通信单元、wifi通信单元、蓝牙通信单元和nfc通信单元中的任意一种。通过无线通信单元可以实现与用户设备200和/或服务器300的4g通信连接、5g通信连接、wifi通信连接、蓝牙通信连接和nfc通信连接。
58.所述有线通信单元至少包括usb通信单元、rs-485通信单元、rs-232通信单元中的任意一种。通过有线通信单元可以实现与用户设备200和/或服务器300的usb通信连接、rs-485通信连接、rs-232通信连接。
59.在一些实施方式中，当所述监控装置包括不少于两组所述检测模块时，每组所述检测模块110之间的直线距离不大于10米。对有大面积罐顶2的油罐，可以设置更多组的检测模块110，以获取更多油罐的采集点的实时参数。当每组检测模块110之间的直线距离不大于10米时，所获取的实时参数用于对油罐安全性的分析，更准确。
60.在一些实施方式中，参考图3的结构示意图，所述监控装置100还包括供电单元4，所述供电单元4用于实现所述检测模块110和所述控制模块120的供电。其中，所述供电单元4是电池供电、市电供电中的任意一种。当供电单元4是电池供电时，更节约投资。当供电单元4是市电时，供电更稳定。在一具体应用中，可以采用电池和市电的双路供电，确保监控装置100的正常运行。
61.参见图1的结构示意图，本技术实施例还提供了一种油罐，所述油罐包括：
62.罐体1，所述罐体1有中空腔室且上部开口；
63.罐顶2，所述罐顶2设置在所述罐体1的顶端，用于封闭所述罐体1的开口；
64.浮盘3，所述浮盘3设置在罐体1的中空腔室且随所述罐体1内的油上下浮动；
65.所述油罐还包括上述实施例所述的监控装置100。
66.参见图5的流程示意图，本技术实施例还提供了一种油罐监测方法，所述方法包括步骤s101～步骤s104。
67.步骤s101、获取实时的油罐参数，所述油罐参数包括标识信息和其所对应的实测值；
68.步骤s102、将所述油罐参数发送至用户设备200和/或服务器300；
69.步骤s103、基于所述油罐参数的实测值获取所述油罐参数的状态值；
70.步骤s104、将所述油罐参数的状态值与其对应的参考阈值范围进行比对，当存在至少一个所述油罐参数的实测值不处于对应的参考阈值范围时，生成第一提示信息并发送至所述用户设备200。
71.由此，不仅实时地获取多个油罐参数的标识信息和实测值，还可以将这些油罐参数发送至服务器300和/或用户设备200，当将油罐参数发送至用户设备200时，用户可以利用用户设备200实时、准确地监控油罐的相关性能，不受时间和地点的限制；当将油罐参数发送至服务器300时，油罐参数不易丢失，传输过程安全可靠，且稳定性佳、响应速度快。在一些实施方式中，所述多个油罐参数包括第一温度参数至第n温度参数、第一距离参数至第n距离参数和第一voc参数至第n voc参数，n为不小于1的正整数。
72.在一具体应用中，当所述监控装置包括四组所述检测模块时，实时获取的油罐参
数如表一至表四所示：
73.表一：浮盘水平状态监测
[0074][0075][0076]
其中：第三距离标识相对应的实测值与基础值之间的差值实测值不处于对应的参考阈值范围，可以生成第一提示信息并发送至所述用户设备200。其中第一提示信息可以是预设好的提示信息，例如是“第三距离标识超过设定阈值范围，请注意！”的提示短信。
[0077]
表二、油罐内温度监测
[0078]
标识实测值参考阈值范围第一温度标识20℃≦85℃第二温度标识20.2℃≦85℃第三温度标识20℃≦85℃第四温度标识20℃≦85℃
[0079]
上述第一温度标识到第四温度标识的实测值均在参考阈值范围内，则不生成第一提示信息，反之则生成第一提示信息并发送至所述用户设备200。其中第一提示信息可以是预设好的提示信息，例如是“温度标识超过设定阈值范围，请注意！”的提示短信。
[0080]
表三、浮盘静置状态下储罐voc排放监测
[0081]
标识排放限值实测值参考阈值范围第一voc标识800ppm100ppm《800ppm第二voc标识800ppm108ppm《800ppm第三voc标识800ppm112ppm《800ppm第四voc标识800ppm129ppm《800ppm
[0082]
上述第一voc标识到第四voc标识的实测值均在参考阈值范围内，则不生成第一提示信息，反之则生成第一提示信息并发送至所述用户设备200。其中第一提示信息可以是预设好的提示信息，例如是“voc标识超过设定阈值范围，请注意！”的提示短信。
[0083]
表四、浮盘上升状态下储罐voc排放监测
[0084]
标识排放限值实测值参考阈值范围第一voc标识1000ppm300ppm《1000ppm第二voc标识1000ppm308ppm《1000ppm第三voc标识1000ppm312ppm《1000ppm第四voc标识1000ppm329ppm《1000ppm
[0085]
上述第一voc标识到第四voc标识的实测值均在参考阈值范围内，则不生成第一提
示信息，反之则生成第一提示信息并发送至所述用户设备200。其中第一提示信息可以是预设好的提示信息，例如是“voc标识超过设定阈值范围，请注意！”的提示短信。
[0086]
由此，通过将所述油罐参数的状态值与对应的参考阈值范围进行比对，当存在至少一个所述油罐参数的状态值不处于对应的参考阈值范围时，生成第一提示信息并发送至所述用户设备200，智能化程度比较高。
[0087]
本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“对应于”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0088]
当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
[0089]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种监控装置，应用于油罐，所述油罐包括：罐体，所述罐体有中空腔室且上部开口；罐顶，所述罐顶设置在所述罐体的顶端，用于封闭所述罐体的开口；浮盘，所述浮盘设置在所述罐体的中空腔室且随所述罐体内的油上下浮动；其特征在于，所述监控装置包括：检测模块，所述检测模块设置在所述罐顶上，所述检测模块用于采集所述油罐的实时参数，所述实时参数包括距离参数、温度参数、voc参数；控制模块，所述控制模块和所述检测模块电性连接以用于对所述油罐的实时参数的获取，所述控制模块用于与用户设备和/或服务器通信连接。2.根据权利要求1所述的监控装置，其特征在于，所述监控装置包括不少于两组所述检测模块，多组所述检测模块沿所述罐顶周向均布设置；所述控制模块与多组所述检测模块电性连接，用于对所述油罐的多组实时参数的获取。3.根据权利要求2所述的监控装置，其特征在于，每组所述检测模块包括距离检测器、温度检测器和voc检测器。4.根据权利要求3所述的监控装置，其特征在于，所述距离检测器是光学距离检测器、超声波距离检测器中的任意一种。5.根据权利要求3所述的监控装置，其特征在于，所述控制模块包括处理单元和通信单元，所述处理单元包括多个数据接口，每个数据接口分别连接至所述距离检测器、所述温度检测器和所述voc检测器中的任意一种，用于获取所述油罐的实时参数；所述通信单元用于与所述用户设备和/或服务器建立通信连接。6.根据权利要求5所述的监控装置，其特征在于，所述通信单元至少包括有线通信单元和无线通信单元中的任意一种。7.根据权利要求6所述的监控装置，其特征在于，所述无线通信单元至少包括4g通信单元、5g通信单元、wifi通信单元、蓝牙通信单元和nfc通信单元中的任意一种；所述有线通信单元至少包括eth通信单元、m-bus通信单元、usb通信单元、rs-485通信单元、rs-232通信单元中的任意一种。8.一种油罐，其特征在于，所述油罐包括：罐体，所述罐体有中空腔室且上部开口；罐顶，所述罐顶设置在所述罐体的顶端，用于封闭所述罐体的开口；浮盘，所述浮盘设置在罐体的中空腔室且随所述罐体内的油上下浮动；所述油罐还包括权利要求1-7任一项所述的监控装置。9.一种油罐监测方法，其特征在于，所述方法包括：获取实时的油罐参数，所述油罐参数包括标识信息和其所对应的实测值；将所述油罐参数发送至用户设备和/或服务器；基于所述油罐参数的实测值获取所述油罐参数的状态值；将所述油罐参数的状态值与其对应的参考阈值范围进行比对，当存在至少一个所述油罐参数的实测值不处于对应的参考阈值范围时，生成第一提示信息并发送至所述用户设备。
10.根据权利要求9所述的油罐监测方法，其特征在于，所述基于所述油罐参数的实测值获取所述油罐参数的状态值包括：当所述标识为距离标识时，将所述距离标识对应的实测值与基础值求差作为状态值；当所述标识为温度标识时，将所述温度标识对应的实测值作为状态值；当所述标识为voc标识时，将所述voc标识对应的实测值作为状态值。

技术总结
本申请涉及一种监控装置，该监控装置包括检测模块和控制模块，所述检测模块设置在所述罐顶，所述检测模块用于获取所述油罐的实时参数，所述实时参数包括距离参数、温度参数、VOC参数；所述控制模块和所述检测模块电性连接以用于对所述油罐的实时参数的获取，所述控制模块用于与用户设备和/或服务器通信连接。该监控装置应用于油罐时，无需储罐停运即可实现对监控装置的维护，维护方法简单，成本低。成本低。成本低。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：中国石油工程建设有限公司华北分公司
技术研发日：2022.01.17
技术公布日：2023/7/26