一种油品界面智能检测探头及其密封方法

技术领域

本发明属于输油设备技术领域，具体涉及到一种输油检测仪表设备。

背景技术

管道运输由于运量大，油品损耗少，还可以省去装卸、运输等多个作业环节，明显降低运输费用，而且管道运输对复杂地形和恶劣气候条件适应性强，对环境无污染，运输过程安全可靠。

成品油属于易燃，易爆，易挥发的危险品，采用密封的管道运输具有极高的安全性，而且作为液体货物，流动性较好，管道运输有着天然的优势。可是成品油种类多，如果为每一种油品都单独建设管道，费用高，管道利用率低，十分不划算，因此，目前在世界范围内成品油均采用顺序输送方式。

但是顺序输送方式就需要检测不同油品的传输界面，缩小界面定位误差，提高测量精度，实现实时快速检测就能减少油品损耗，提高传输效率，降低输油成本。早期人们从尝试采用密度计进行检测，检测准确性差，反馈周期长。暨南大学在专利CN200910193923.2提出了一种基于透射光谱的输油管道油品界面的检测方法，其检测方法利用光源模块发出不同波长的光分别通过入射光纤及准直光部件照射到流动的油品后，透射的光经过聚光部件及出射光纤进入光谱仪模块，通过对光谱光强等数据的计算分析，并根据光谱和光强与油品的关系，解决油品界面区分问题。虽然这种方法结构较为复杂，但是其采用光学检测的思路却被人们接受。和测透射后的光强度相比，基于光的折射与反射原理，利用临界角双反射方法来测量长输成品油管道内介质折射率的变化，实现对输送过程中各油品间混油界面的监测更加简捷，对管道的改造更小。

这种利用光的折射与反射原理的系统采用分体式结构，由探头、连接光缆和控制器三个部分构成。比如中国石油化工股份有限公司提出的CN

201220501542.3光纤探头和液体界面检测装置和CN 201811024344.0一种顺序输送混油控制跟踪方法及系统都有探头部分，虽然探头形状存在差异，但是将光学部分和检测装置本体部分稳定固定都是同样的要求。由于折射与反射原理的光学组件的角度和连接稳定新对光反射量有着重要影响，对于不同成品油本身差别就很小的检测，对于光学器件的稳定性有较高要求。

另外作为高压管道，其安装拆卸过程及敏感头部都需要有对应的密封措施，否住会造成成品油泄露，形成生产事故，但是现有界面传感器和管道普遍采用普通螺丝固定，敏感头部仅仅采用胶粘等方法固定光学部分，但是这种固定往往会因为长时间承受管道液压出现松动或者损坏，导致测试设备失效的情况。

发明内容

针对现有技术中采用胶粘固定界面检测仪的光学敏感器件，长时间密封部位会出现松动或者损坏，导致测试设备失效、甚至成品油泄露的技术问题。本发明提供了一种油品界面智能检测装置探头密封方法和装置，利用多重密封实现密封效果提升，通过固定胶和密封胶防止半球面镜头松动，通过O型圈和O型圈挡圈防止芯体卡头与套管缝隙漏油，通过组合接头防止安装后与管道连接处漏油，在管道运输带压领域具有广泛的适用性。

本发明提供了一种油品界面智能检测探头，包括探头，所述探头前面设有透镜组件，探头中部套结有组合接头。

透镜组件外部为芯体卡头，透镜组件前端设有半球面镜头，芯体卡头内设有光纤，光纤和芯体卡头之间设有固定胶，固定胶上设有楔形槽，固定胶外设有密封胶，密封胶一端包裹在半球面镜头底部周围，密封胶另外一部分覆盖在楔形槽上。

组合接头包括紧固件和防松件，紧固件前面设有第一密封圈，防松件和紧固件之间设有弹片，紧固件前面设有第二密封圈。

本发明中，探头外部设有套管，套管和芯体卡头之间设有O型圈。

本发明中，O型圈一侧设有O型圈挡圈。

本发明中，密封胶的侧剖面呈高尔夫球杆型。

本发明中，防松件为第一螺母和第三螺母，紧固件为第二螺母，第二螺母前面设有第一密封圈，第一螺母前面设有弹片，第三螺母和第一螺母之间设有第二密封圈。

本发明中，楔形槽远离半球面镜头深度大于靠近半球面镜头的。

本发明还提供了一种油品界面智能检测探头密封方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将半球面镜头熔接在光纤上，光纤头部用固定胶固定，等固定胶固化后沿四周开楔形槽。

(2)将光纤和固定胶端面修正平。

(3)将带有固定胶的光纤穿过芯体卡头，竖起芯体卡头，注入密封胶固定半球面镜头。

(4)固定好后将芯体卡头外套上O型圈和O型圈挡圈通过螺纹和探头套管旋紧固定并密封。

更进一步的，本发明中光纤和固定胶端面修正平后与固定胶侧壁呈90°。

更进一步的，本发明中芯体卡头旋入套管时从芯体卡头加紧旋转套管。

本发明还提供了一种油品界面智能检测探头安装时密封方法，密封安装时套上第一密封圈将第二螺母和待安装管道外侧的螺纹孔连接，插入探头，将第一螺纹旋紧到第二螺纹后面，给第三螺纹套上密封圈后从第一螺纹内部旋入。

本发明的有益效果:

本发明提供的一种油品界面智能检测探头及其密封方法，在实际工况下，光纤探头中蓝宝石半球面镜头需承受2200PSI(14.97MPa)的压力。蓝宝石半球面镜头与不锈钢外壳之间的密封结构通过结构熔接和楔形槽设计，具有良好的密封性和安装可靠性，在光路设计、密封设计、结构设计方面使得光纤探头密封良好，封闭彻底。光学传感器中两根光纤通过多层级封装熔接，使其稳定固定在蓝宝石半球面镜头的平面上，熔接质量使得光信号的强度较大和传输稳定，通过和管道连接部分的防松动结构，提高了连接的可靠性，经过两个部位的密封结构设计，提升了产品综合可靠性指标。

附图说明

图1是本发明探头结构示意图。

图2是本发明透镜组件部分局部放大结构示意图。

图3是本发明组合接头部分局部放大结构示意图。

图1-3中：1-透镜组件，2-组合接头，3-套管，4-第一螺母，5-芯体卡头，6-第一螺纹，7-O型圈挡圈，8-第二螺母，9-O型圈，10-第一密封圈，11-光纤，12-弹片，13-第三螺母，14-半球面镜头，15-密封胶，16-楔形槽。

具体实施方式

下面结合附图1-3和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，但本发明的方法不限于下述实施例。

在本发明中，为了便于描述，对本发明中，各部件的相对位置关系的描述是根据附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等位置关系是依据附图1的布图方向来确定的。

实施例一：油品界面智能检测探头

本发明提供了一种油品界面智能检测探头，包括探头，所述探头前面设有透镜组件1，探头中部套结有组合接头2。

透镜组件1外部为芯体卡头5，透镜组件1前端设有半球面镜头14，芯体卡头5内设有光纤11，光纤11和芯体卡头5之间设有固定胶，固定胶上设有楔形槽16，固定胶外设有密封胶15，密封胶15一端包裹在半球面镜头14底部周围，密封胶15另外一部分覆盖在楔形槽16上。

组合接头2包括紧固件和防松件，紧固件前面设有第一密封圈10，防松件和紧固件之间设有弹片12，紧固件前面设有第二密封圈。

本发明中，探头外部设有套管3，套管3和芯体卡头5之间设有O型圈9。

本发明中，O型圈9一侧设有O型圈挡圈7。

本发明中，密封胶15的侧剖面呈高尔夫球杆型。

本发明中，防松件为第一螺母4和第三螺母13，紧固件为第二螺母8，第二螺母8前面设有第一密封圈10，第一螺母4前面设有弹片12，第三螺母13和第一螺母4之间设有第二密封圈。

本发明中，楔形槽16远离半球面镜头14深度大于靠近半球面镜头14的。

实施例二：油品界面智能检测探头密封方法

本发明还提供了一种油品界面智能检测探头密封方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将半球面镜头14熔接在光纤11上，光纤11头部用固定胶固定，等固定胶固化后沿四周开楔形槽16。

(2)将光纤11和固定胶端面修正平。

(3)将带有固定胶的光纤穿过芯体卡头5，竖起芯体卡头5，注入密封胶15固定半球面镜头14。

(4)固定好后将芯体卡头5外套上O型圈9和O型圈挡圈7通过螺纹和探头套管旋紧固定并密封。

更进一步的，本发明中光纤11和固定胶端面修正平后与固定胶侧壁呈90°。

更进一步的，本发明中芯体卡头5旋入套管3时从芯体卡头5加紧旋转套管3。

实施例三：油品界面智能检测探头安装时密封方法

本发明还提供了一种油品界面智能检测探头安装时密封方法，密封安装时套上第一密封圈10将第二螺母8和待安装管道外侧的螺纹孔连接，插入探头，将第一螺纹6旋紧到第二螺纹后面，给第三螺纹套上密封圈后从第一螺纹6内部旋入。

如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。