【正文】 。隨后，由于基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，在石油、化工、制藥、冶金、煤炭等工業(yè)生產(chǎn)中，陸續(xù)出現(xiàn)了利用光學(xué)原理、熱導(dǎo)原理、熱催化原理、熱電效應(yīng)、彈性形變、半導(dǎo)體、器件、氣敏元件等多種工作原理和不同性能的各類檢測(cè)儀器，對(duì)影響生產(chǎn)安全的各種因素實(shí)現(xiàn)了不同程度的監(jiān)測(cè)，并逐漸形成了不同種類的檢（監(jiān)）測(cè)儀器儀表。管理人員按照由生產(chǎn)部門所制定的生產(chǎn)計(jì)劃和常年積累下來(lái)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)罐區(qū)進(jìn)行監(jiān)視與控制的管理方式越來(lái)越顯示出其在實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、合理性方面的不足。位于現(xiàn)場(chǎng)的一次儀表采集各油罐的液位參數(shù)并通過(guò)統(tǒng)一的模擬信號(hào)如4一20mA的直流電流信號(hào)或某種專用的通訊協(xié)議送往集中控制室的二次儀表。該方法原始而又繁瑣，人為因素影響大，精度低。 安全監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r[在石化煉油企業(yè)中，企業(yè)均建有大量的各種儲(chǔ)罐。初期階段的安全管理，可以說(shuō)是純粹的事后管理，即完全被動(dòng)地面對(duì)事故，無(wú)奈地承受事故造成的損失；在積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)之后，管理者采用了條例管理的方式，即事故后總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，制定出一系列的規(guī)章制度來(lái)約束人的行為，或采取一定的安全技術(shù)措施控制系統(tǒng)或設(shè)備的狀態(tài)，避免事故的再發(fā)生，這時(shí)已經(jīng)有了事故預(yù)防的概念。 安全監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)生背景 人類防范事故的科學(xué)已經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月，從事后型的“亡羊補(bǔ)牢”到預(yù)防型的本質(zhì)安全；從單因素的就事論事到安全系統(tǒng)工程；工業(yè)安全科學(xué)理論體系在不斷發(fā)展和完善。 安全監(jiān)控系統(tǒng)的由來(lái)及其發(fā)展?fàn)顩r安全監(jiān)控系統(tǒng)是隨著安全問(wèn)題的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，隨著生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患,所以“儲(chǔ)油罐區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究”這一項(xiàng)目具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值?！坝凸迏^(qū)安全監(jiān)控及防護(hù)技術(shù)研究”被列為國(guó)家“九五”項(xiàng)目，“石油化工儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程滅火聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)研究”被列為公安部項(xiàng)目，所有這些表明，油罐區(qū)的安全問(wèn)題正日益得到重視。 parameter monitoring。 the level of the oil tank area, pressure, temperature, leakage and other important parameters of realtime detection, control。 Japan in 1971 and built a 16 104m3 floating roof tank。本文介紹的內(nèi)容有一定的實(shí)用價(jià)值，可供儲(chǔ)油罐區(qū)建立安全監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)參考。油罐區(qū)是重大工業(yè)危險(xiǎn)源，數(shù)量多、危險(xiǎn)性大。儲(chǔ)罐是企業(yè)生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，具有占地面積廣、布置密集和儲(chǔ)存量大等顯著特點(diǎn)。因其儲(chǔ)存的物質(zhì)大多具有易燃、易爆特性和毒害性，將其劃為高危險(xiǎn)性的操作單元。罐區(qū)油品的進(jìn)出、收付非常頻繁，由此引發(fā)的事故也較多，一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，環(huán)境污染，而且還可能引發(fā)更大的聯(lián)鎖失火、爆炸等惡性事故，給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)重大損失，甚至?xí)o社會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。關(guān)鍵詞：儲(chǔ)油罐區(qū)安全監(jiān)控；光纖傳感器；消防監(jiān)控系統(tǒng)。 Saudi Arabia has successfully built a 20 104m3 floating roof tank. The world39。 on the oil tank area of automatic fire detection, alarm, fire extinguishing systems。 fire monitoring。儲(chǔ)油罐區(qū)是油氣田安全生產(chǎn)的重要部分，油罐內(nèi)儲(chǔ)存大量油品，具有易燃燒、易揮發(fā)、靜電放電、受熱膨脹、流動(dòng)擴(kuò)散等特點(diǎn)，是火災(zāi)防范中的重點(diǎn)。儲(chǔ)油罐區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)是軟件和硬件監(jiān)控相結(jié)合的安全監(jiān)控系統(tǒng)，把罐區(qū)的諸多參數(shù)（如液位、壓力、溫度、泄漏等）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警和控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，并在罐區(qū)設(shè)置自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)，一旦發(fā)生事故，及時(shí)將火災(zāi)控制住。并采取措施加以防范,古時(shí)候，人們從事生產(chǎn)的工具很簡(jiǎn)單，所使用的能源也很少，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)發(fā)生安全問(wèn)題及火災(zāi)事故的原因比較簡(jiǎn)單，往往憑經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)就可找出事故發(fā)生的原因和防止事故發(fā)生以及減少事故損失的方法。追溯安全科學(xué)理論體系的發(fā)展軌跡，探討其發(fā)展的規(guī)律和趨勢(shì)，對(duì)于系統(tǒng)、完整和前瞻性地認(rèn)識(shí)安全科學(xué)理論，以指導(dǎo)現(xiàn)代安全科學(xué)實(shí)踐和事故預(yù)防工程具有現(xiàn)實(shí)的意義。而安全監(jiān)控系統(tǒng)的誕生則成為現(xiàn)代化安全管理的重要標(biāo)志。企業(yè)的生產(chǎn)及管理部門每天都需要掌握罐內(nèi)存儲(chǔ)介質(zhì)的液位、溫度、體積和質(zhì)量等重要數(shù)據(jù)，既要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和及時(shí)，又要確保儲(chǔ)罐的安全，防止意外事故的發(fā)生。危險(xiǎn)區(qū)中的有害有毒氣體對(duì)操作工的身體造成很大的危害，而且在氣候惡劣的條件下，操作工在油罐上爬上爬下很不安全。此時(shí)操作人員就可以坐在控制室里通過(guò)二次儀表縱觀各油罐的狀況了。同時(shí)，由于煉油裝置的自動(dòng)化水平的不斷提高對(duì)罐區(qū)的管理也提出了更高的要求，因此管理人員的責(zé)任和壓力也不斷增加，這對(duì)生產(chǎn)的安全是很不利的。20世紀(jì)50年代之后，由于電子通訊和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能夠把工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不同部位的測(cè)量信息遠(yuǎn)距離傳輸并集中監(jiān)視、集中控制和報(bào)警的生產(chǎn)控制裝置，初步實(shí)現(xiàn)了由“間斷”、“就地”檢測(cè)到“連續(xù)”、“遠(yuǎn)地”檢測(cè)的飛躍，由單體檢測(cè)儀表發(fā)展到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。由于可以從連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、屏幕顯示圖形和經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理得到各種圖表，及時(shí)掌握整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程參數(shù)、環(huán)境參數(shù)和生產(chǎn)機(jī)械的狀態(tài)，就保證了生產(chǎn)的連續(xù)與均衡、減少停頓和阻塞，防止重大事故發(fā)生。但必須指出，我國(guó)安全監(jiān)測(cè)傳感器目前種類較少，質(zhì)量不穩(wěn)定；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用與國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距，這些都需要在今后重點(diǎn)解決。 安全監(jiān)控系統(tǒng)形勢(shì)分析 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)油罐區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究成果和研究動(dòng)向隨著石油化工工業(yè)的發(fā)展，石化企業(yè)開(kāi)始建造大型的儲(chǔ)油罐，由于罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故的危害極大，使得國(guó)內(nèi)外的石油化工企業(yè)對(duì)儲(chǔ)油罐區(qū)重要參數(shù)的監(jiān)測(cè)要求越來(lái)越高，不但要求操作簡(jiǎn)單、精度高，還要求在惡劣的環(huán)境下具有持續(xù)傳感的能力，并具有數(shù)字化輸出、報(bào)警和實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。由于光纖傳感器的傳輸信號(hào)是光，因此具有本質(zhì)防爆特性，并具有體積小、精度高、耐腐蝕、抗電磁干擾強(qiáng)、可傳距離遠(yuǎn)以及操作簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是能在極端惡劣危險(xiǎn)的環(huán)境中工作，將其應(yīng)用于油罐區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)具有不可替代的作用。大大提高了冶金、化工、建材等行業(yè)高溫測(cè)量的自動(dòng)化檢測(cè)水平；為電力系統(tǒng)高壓設(shè)備參數(shù)測(cè)量和安全監(jiān)測(cè)提供新的手段；為特大型工程的長(zhǎng)期安全運(yùn)行提供全新可靠的監(jiān)測(cè)方法；還將帶動(dòng)和興起一批為之配套的加工工業(yè)和新型敏感材料、特種光纖等新材料工業(yè)的發(fā)展。2）國(guó)外現(xiàn)狀由于國(guó)外的計(jì)算機(jī)技術(shù)較我國(guó)要發(fā)達(dá)，這些國(guó)家已經(jīng)形成較為完整的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) ，可以對(duì)油罐進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。傳感器原理及應(yīng)用，天津大學(xué)出版社，2002，一些國(guó)家已將光纖高溫測(cè)量?jī)x、光纖液位傳感器等應(yīng)用于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，從而提高了安全監(jiān)控系統(tǒng)的有效性。第二章 主要介紹光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，了解光纖液位計(jì)、光纖壓力計(jì)、光纖光柵溫度傳感器等的工作原理。第六章 總結(jié)2 光纖傳感器簡(jiǎn)介光纖傳感技術(shù)是20世紀(jì)70年代伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的，以光波為載體，光纖為媒質(zhì)，感知和傳輸外界被測(cè)量信號(hào)的新型傳感技術(shù)。2)提高分布式傳感器的空間分辨率、靈敏度，降低其成本，設(shè)計(jì)復(fù)雜的傳感器網(wǎng)絡(luò)工程。 光纖傳感器的基本工作原理及分類光纖傳感器主要由光源、傳輸光纖及光檢測(cè)等部分組成，其基本原理是將光源的光經(jīng)光纖送入調(diào)制區(qū)，在調(diào)制區(qū)內(nèi)，外界被測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用，使其光學(xué)性質(zhì)如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)(顏色)、頻率、相位、偏振態(tài)等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)光纖送入光探測(cè)器，并把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)而獲得被測(cè)參數(shù)，如圖2一1所示。傳感型光纖傳感器是利用對(duì)外界信息具有敏感能力和檢測(cè)功能的光纖(或特殊光纖)作為傳感元件，將“傳”和“感”合為一體的傳感器。在已經(jīng)實(shí)際運(yùn)用的光纖傳感器中，此類光纖傳感器占大多數(shù)。 光纖傳感器的特點(diǎn)光纖傳感器不受雷電和電磁場(chǎng)的干擾；由于光纖傳感器是利用光波傳輸信息，當(dāng)光信息在光纖中傳輸時(shí)，不會(huì)與電磁場(chǎng)產(chǎn)生作用，因而，信息在傳輸過(guò)程中抗電磁干擾能力很強(qiáng)，也不會(huì)影響到外界的電磁場(chǎng)。2mm，溫度177。/℃，可在－250～500℃的范圍內(nèi)工作，由于光纖外層的材料耐熱性能決定了它工作溫度的極限，因此可以在高溫下測(cè)量。因此特別適用于易燃、易爆、有強(qiáng)烈腐蝕性對(duì)象的測(cè)量[1]。武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，光纖傳感安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，陳逢春，2004，5非接觸、非破壞測(cè)量，對(duì)被測(cè)對(duì)象或系統(tǒng)無(wú)干擾；由于光纖傳感是通過(guò)光的反射、投射式衍射等方式被調(diào)制而獲得所需信息的，因而不會(huì)產(chǎn)生破壞性。由于光纖具有這些優(yōu)點(diǎn)，人們開(kāi)始在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用光纖傳感器。它可以直接將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并在儀表中顯示出當(dāng)前測(cè)量的液位值，當(dāng)液位值不在正常范圍之內(nèi)時(shí)，儀表將自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)還可通過(guò)RS232輸出信號(hào)給計(jì)算機(jī)等其他設(shè)備。 圖22 光纖液位計(jì)原理框圖（[3]圖截自油罐區(qū)的光纖安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)探討，湖北安全生產(chǎn)信息網(wǎng)，文靜，2008 7 31）工作原理：光纖液位計(jì)是利用光脈沖調(diào)制原理研制的一種傳光型傳感器，系統(tǒng)由測(cè)量單元（包括浮球、鋼絲繩、重錘、導(dǎo)向輪、繩輪、磁力耦合器等機(jī)械檢測(cè)部分）、光纖傳感器、光電變送器、二次儀表、電源和計(jì)算機(jī)以及光纜組成，其工作原理如圖所示?，F(xiàn)場(chǎng)和控制室之間液位信息的傳遞由光纜連接，做到了罐區(qū)無(wú)電檢測(cè)、本質(zhì)安全防爆[1]。 靈敏度：1mm；光纖光柵調(diào)制解調(diào)器和二次儀表安裝在控制室內(nèi)，使用現(xiàn)場(chǎng)和控制室之間采用單芯單模光纜進(jìn)行信號(hào)傳輸。由于光纖光柵溫度傳感器采用光信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和傳輸，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)電檢測(cè)，本質(zhì)安全防爆。+150℃（可定制量程）； 外觀尺寸：30mm5mm2mm(可定制其他尺寸)武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，5當(dāng)今社會(huì)已進(jìn)入了以光纖通信技術(shù)為主要特性的信息時(shí)代，光纖傳感技術(shù)代表了新一代傳感器的發(fā)展趨勢(shì)，光纖傳感器產(chǎn)業(yè)已被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最具有發(fā)展前途的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、滲透能力強(qiáng)、市場(chǎng)前景廣等特點(diǎn)為世人矚目，特別是在一些易燃、易爆、易腐蝕等場(chǎng)合如石油、化工等行業(yè)的廣泛應(yīng)用受到人們的極大關(guān)注[1]。儲(chǔ)油罐由于腐蝕泄漏，或在收付過(guò)程中容易導(dǎo)致?lián)]發(fā)的石油氣泄漏，容易引起火災(zāi)爆炸事故，因此實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)甲烷氣體的濃度、防止爆炸，對(duì)于罐區(qū)安全運(yùn)行、人身安全有著至關(guān)重要的作用（自己寫的）。油氣泄漏引發(fā)的爆炸事故在石化行業(yè)中造成了極大的危害，為了保證罐區(qū)安全及人身安全，首先要提高甲烷濃度的檢測(cè)質(zhì)量。如圖1一2所示:設(shè)一束波長(zhǎng)為入，光強(qiáng)為幾的單色平行光射向可燃和空氣混合的被測(cè)氣體時(shí)，氣室中的樣品在入處具有吸收線或吸收帶，光被吸收和散射一部分后透射過(guò)去。 圖26 光纖液位報(bào)警器原理框圖其主要結(jié)構(gòu)由光纖探頭、機(jī)械密封層、光電轉(zhuǎn)換器和防爆接線盒等組成。型光纖液位報(bào)警器的主要參數(shù)： 介質(zhì)工作壓力：≤； 光纖光柵火災(zāi)報(bào)警器光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)主要由光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)器和光纖光柵火災(zāi)探測(cè)信號(hào)處理器組成。寬帶光源所發(fā)出的光藕合進(jìn)光纖，通過(guò)Y形光分路器入射到用光纖串接的全同光纖光柵中，全同光纖光柵回選擇性地反射一窄帶光，窄帶光的中心波長(zhǎng)為全同光纖光柵的布拉格波長(zhǎng)。通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)掃描可調(diào)濾波器的濾波波長(zhǎng)，即可對(duì)探測(cè)區(qū)域內(nèi)的最高溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。系列光纖光柵感溫火災(zāi)探測(cè)器的主要參數(shù)：型固定、B 響應(yīng)時(shí)間：≤20s；現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)易燃、易爆油料儲(chǔ)罐的安全檢測(cè)，是我國(guó)重點(diǎn)推廣的高新技術(shù)產(chǎn)品。張?zhí)烨?lián)合站儲(chǔ)油罐區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)初步方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)簡(jiǎn)介整個(gè)系統(tǒng)的組成如下圖所示,它由3部分組成:①基于研華工控機(jī)的監(jiān)控部分,該部分主要包括監(jiān)控畫面、報(bào)警系統(tǒng)和報(bào)表系統(tǒng)等；②以二次儀表為主,加上光電轉(zhuǎn)換器、感溫火災(zāi)信號(hào)處理器構(gòu)成的監(jiān)測(cè)臺(tái)；③由光纖液位傳感器、光纖溫度傳感器、光纖壓力傳感器和光纖氣體傳感器構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集部分?？煽啃裕合到y(tǒng)運(yùn)行安全可靠，性能穩(wěn)定，可以在惡劣環(huán)境長(zhǎng)期連續(xù)工作。經(jīng)濟(jì)性：系統(tǒng)的造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理，性能價(jià)格比高。（3）可以顯示罐區(qū)分布圖的畫面，畫面上的數(shù)據(jù)(如液位、溫度、壓力等)按數(shù)據(jù)采樣周期更新。（7）可隨時(shí)打印當(dāng)前或歷史數(shù)據(jù)報(bào)表。站內(nèi)的原油流程主要是：從各個(gè)油井和增壓點(diǎn)的來(lái)油首先進(jìn)入雙容積量油分離器，進(jìn)行來(lái)油計(jì)量，計(jì)量后的原油經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的沉降凈化后往其他集油站外輸或者進(jìn)行裝車外輸。該設(shè)備主要由上下兩個(gè)容器組成，上面的容器起到來(lái)油緩沖的作用，下面的容器則是一個(gè)容積已知的容器，它的主要作用就是進(jìn)行來(lái)油計(jì)量。(1) 內(nèi)容：①監(jiān)測(cè)罐區(qū)共16點(diǎn)氣體濃度。⑤監(jiān)測(cè)三個(gè)雙容積量油分離器液位高低報(bào)警。(2) 功能：①信號(hào)采集：信號(hào)采集包括對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表及模塊信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換處理。 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)如前所述，聯(lián)合站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案有三種：上位機(jī)加I/O板卡的方案、上位機(jī)加485總線加I/O模塊和工業(yè)儀表的方案以及上位機(jī)加PLC的方案?？刂迫齻€(gè)雙容積量油分離器的液位高低、三個(gè)齒輪卸油泵的開(kāi)關(guān)共9路是數(shù)字量輸出信號(hào)。另外它還具有很寬的溫度、濕度范圍，可滿足各種工作現(xiàn)場(chǎng)的特殊要求。③強(qiáng)勁的數(shù)據(jù)處理能力：擁有一顆超強(qiáng)、穩(wěn)定的心臟——中央處理器，優(yōu)異的兼容性，支持奔騰處理器，保證系統(tǒng)快速、穩(wěn)定地工作。ADAM4520主要特點(diǎn)：l 自動(dòng)內(nèi)部RS485總線監(jiān)督 l 自動(dòng)數(shù)據(jù)流控制 l kbps l 3000 Vdc隔離保護(hù)（ADAM4520） 儀表部分（1） YZ3301 (RS232/422/485至多模光纖轉(zhuǎn)換器) YZ3301適合于工業(yè)環(huán)境下高可靠性通信。二次儀表與傳感器配套使用，可對(duì)液位、溫度、壓力等信號(hào)進(jìn)行跟蹤測(cè)量，滿足高危的工作條件，主要技術(shù)參數(shù)如下： 貯存溫度: －55～＋60℃ 工作溫度：－45℃～＋60℃ 相對(duì)濕度：≤98%RH 工作電壓：177。 光纖轉(zhuǎn)換器將該兩組帶有液位變化信息的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號(hào)，經(jīng)放大整形后，進(jìn)行判向和計(jì)數(shù)