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基于电子云导体模型的成品油油品在线检测系统研究

诸葛晶昌  
【摘要】: 目前,我国成品油市场正处于高速发展的时期。成品油需求的提升对成品油的输送提出了更高的要求。在众多运输行业之中,成品油管道运输更方便、更快捷、更经济、更安全、更环保。目前,世界成品油管道总长度43万公里,我国已建成品油管道超过1.2万千米。成品油管道运输的技术经济优越性主要体现在成品油的顺序输送上。国外47%的成品油是管道输送的,而我国成品油运输长期依赖铁路,管道运输比例仅为4%,主要是由于我国的成品油管道运输技术相对落后,尚不能实现灵活的多批次、多品种运输,制约了成品油管道运输的经济优越性。 成品油管道运输技术主要包括:泄漏检测、混油浓度监测、混油段跟踪和油品切割的自动控制。其中,混油浓度监测关系到泄漏检测的定位精度,以及混油段跟踪和油品切割的效果,也是影响我国成品油管道技术发展的关键。本文在课题组前期工作基础上,对成品油管道油品检测技术和电子云导体模型进行深入研究,建立了成品油电子云导体模型,提出了一种基于成品油电子云导体模型的混油浓度计算方法,并设计实验对模型和混油浓度计算方法进行验证。构建了一套基于电子云导体模型的成品油油品在线检测系统。理论证明,该系统不仅能检测管道内油品介质,而且能够对管道内混油浓度进行监测,实现对混油段的跟踪。 本文主要进行以下几方面的工作: 1.深入研究电子云导体模型的建立、性质以及影响因素,提出并建立了成品油电子云导体模型,并且考虑到了成油品中的电子云空间相对于单个电子情况下的变化,分析了成品油电子云导体模型的等效体积、形状以及与光波相对位置的影响。 2.提出了一种对电子云导体折射能的模拟仿真方法,通过ANSYS对电子云导体线圈匝数、线圈大小、电子云导体体积、电子云导体形状、电子云导体与光波磁场相对位置等因素变化对折射能大小以及折射能在电子云导体中分布的影响进行了分析。 3.提出了一种基于成品油电子云导体模型的混油浓度计算方法,通过明确构成混油的两种单一油品的电子云导体模型、两种油品在混油中的比例以及混油的电子云导体模型之间的关系,进行混油浓度的计算,并对该混油浓度计算方法进行了实验验证。 4.研制了一套实验装置,通过对单一油品、不同种类油品各种比例混油以及相同种类不同型号油品各种比例的混油进行一系列实验,验证了成品油电子云导体模型的正确性和基于电子云导体模型的混油浓度测量可行性。 5.设计了一套基于电子云导体模型的成品油油品在线检测系统,详细给出了系统的工作原理和混油的检测原理,理论上证明了该系统可以通过对流经采样点的油品进行在线检测而实现混油浓度的监测,并且根据各个采样点的位置和混油浓度变化的时刻完成对混油段的跟踪。


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