基于电子云导体模型的成品油管道混油监测系统及关键技术研究

成品油管道通常采用顺序输送方式，混油段的监测是提高油品输送效益，保证输送安全的关键技术之一。本课题以我国大型成品油管道顺序输送时混油界面检测为研究对象，建立油品特性、管输环境与电子云导体模型参数之间的关系，提出基于电子云导体模型的油品在线识别方法和管道内混油监测方案。建立输送介质的电子云导体模型；研究不同介质间相互扩散时模型的变化以及影响扩散过程的因素；探索管道内高噪声环境下微弱信号的提取及油品特征信息的解析方法。 研究基于电子云导体模型的成品油管道油品识别技术与混油监测方法，在此基础上，研制一套具有油品在线识别功能的成品油管道混油监测系统并在一条实际管道上运行。

成品油管道运输的技术经济优越性使其在世界范围内得到快速发展。成品油的管道运输不可避免的会产生混油段，对混油段的处理不当，将会大大降低顺序输送的效益。本项目通过探索不同种类油品的电子云导体模型，从本质上找到不同油品之间的差异，以多种前沿光学方法作为探测手段，包括光纤端面回波探测方法，表面等离子体子法，以及太赫兹时域光谱技术，准确的对混油段进行实时监测。经过研究，我们给出了不同种油品的电子云导体模型的等效体积，该体积直接决定了不同种类油品具有不同的折射率，是区别不同种类油品的一个本质参数。该方法为估算复杂分子组成的物质的折射率提供了一种可行的方法，而这在以前几乎无法计算。同时，我们还研究得到了定量分析两种油品组成混油的成分的方法，该方法得到的单一油品百分比含量相对误差小于4%。设计了光纤端面回波传感器，研制了便携式的混油的太赫兹时域光谱分析系统可用于现场实验，编写了混油定量分析的程序，实现了混油成分的自动识别功能。该项研究发展了电子云导体模型理论，使这一理论具有实际的可操作性，推动了太赫兹时域光谱技术在石油安全储运领域的发展。