汽車油罐車自動檢定系統探究

(廣州能源檢測研究院 廣東 廣州 511447)

汽車油罐車是公路運輸用液體石油和化工產品的專用特種車輛。它在機動車輛，拖車或半掛車的底盤上配備了測量罐。它不僅是一個儲存和運輸工具，而且在通過檢查后也使用，用于石油轉移和貿易結算的測量儀器。

一、汽車罐車構成和技術要求

作為專用車輛，油罐車一般由專業設備制造商生產。汽車油罐車的容量一般為5立方米，8立方米，10立方米和15立方米。不規則汽車油箱也可以由具有相應技術條件和生產許可證的單元再制造。容量一般為2立方米至30立方米，甚至50立方米。罐車通常由罐體，汽車車身(包括車架，建筑工地，發動機等)以及油泵等輔助設備組成。油箱的形狀基于公路運輸燃油的流動特性，與車型結合設計制造。它通常是一個橢圓形的容器，也可以根據客戶要求制造。該罐與4毫米厚的鋼板焊接。主體頂端蓋有蓋(人孔)，底部油罐一般設有底部防波擋板，如進/出口管與閥門。也可以設置縱向防波擋板。水箱上部和下部水箱設有梯子，頂部設有人孔，人孔蓋和護欄。井蓋設有觀察口和排氣閥。排氣閥可以調節罐內外的壓力差。當出口閥門的壓力大于外部壓力6kP-8kPa時，出口閥門打開。當罐內壓力小于2kPa-3kPa時，罐內外壓力相同。油箱底部設有加油管和沉淀池，最下部設有排渣裝置。油罐車可以配備泵送系統，以將車輛中的燃油填充到其他油接收器中。油輪還配備安全裝置以防止和消除靜電。

二、系統組成原理

系統組成如圖1所示，汽車油罐車自動容量校驗裝置主要由三個二級標準金屬量規1000L，500L和200L，一個高精度液位計，四個溫度傳感器，循環水系統和電磁系統組成。閥門控制系統，計算機數據控制和顯示軟件等組成。在測試之前，計算機驗證系統將根據輸入罐的最大容量配置容量驗證點數和容量驗證值等參數。在測試過程中，系統根據相關的驗證參數打開或關閉相應的電磁閥，并開始送入相應的標準的金屬。控制系統根據標準金屬量規中液位高度限位點的檢測狀態控制進水電磁閥關閉，并測量標準金屬量具中的水溫。從標準金屬量計高度溢出的水通過管道返回循環水塔。

三、系統的硬件設計

(一)控制系統

控制箱如圖2所示，硬件部分主要由測量回路和控制回路組成。測量環路由一個液位計測量信號，一個四路溫度測量信號和一個三路液位高度限制檢測信號組成，控制回路執行六路電磁閥開關。測量回路和控制回路由單片機系統控制。單片機系統通過RS232端口與PC通信。驗證軟件系統顯示測量數據并發送電磁閥切換指令。單片機系統由單片機，數模轉換模塊，電子轉換開關和通信接口組成。

(二)標準體積的控制

為了節約制造成本，標準金屬量規注水高度不受高精度水準儀的控制。相反，計算機驗證系統會檢測標準金屬標準高度限制點，通過預先設定的提前值來確定標尺是否已滿。控制標準金屬量表入口電磁閥關閉，從標準金屬量限位高度溢出的水通過回流管返回循環水塔。限制高度根據每個標準金屬量規的證書進行調整。液位限制點由液位開關來檢測，并將開關信號發送至計算機系統進行控制。

(三)油罐空高值的測量

儲罐空高度測量由高精度液位變送器測量組成。根據JJG 133-2005“汽車油罐車容量”國家計量檢定規程的要求，只需要75%至100%的額定容量來進行容量值驗證。從節約成本的角度來看，高精度液位計變送器應符合以下技術指標：量程：1.5m；綜合的精度：0.2%FS；輸出信號：4-20mA(兩線制)；電源電壓：DC24V；介質溫度：0-85°C；環境溫度：(-20-85)°C；負載電阻：電流輸出型最大800Ψ；絕緣電阻：大于2000MΨ；密封等級：IP68；振動效果：機械振動頻率在20-1000Hz范圍內，輸出變化小于0.1%FS；電氣接口(信號接口)：緊線防水螺母和五芯通風電纜連接；電纜長度：8m。

(四)水溫的測量

水溫測量有四個輸入信號：水箱內的水溫傳感器信號，三個標準金屬秤1000L，500L和200L中的水溫傳感器信號。Pt鉑電阻溫度傳感器選型，測量范圍：0°C-50°C，測量精度：±0.1°C，具有防腐，防水，防震，全密封，不銹鋼結構的特點，配制DL-2電流變送器輸出4-20mA信號。

四、系統的軟件設計

(一)操作界面設計

界面操作程序是使用VisualFoxPro6.0設計和開發的。操作界面具有簡單，方便，易于理解的特點。其使用了仿真驗證工作流程圖的樣式。計算機操作界面清晰可見驗證過程，每個控制點的狀態和每個測量點的采樣數據。菜單只需要輸入少量的選擇性的數據。操作菜單可以自動生成原始的記錄，容量表和驗證證書。它具有數據庫的功能，可以查詢過去的汽車油罐車容量驗證的信息。

(二)數據處理與容量表編制

容量表是使用分段線性插值法編譯的，即在每兩個相鄰的驗證點之間執行線性處理以給出對應的空間高度(mm)對應的容量值(L)。系統程序可以從1到20mm任意選擇空氣的間距。

五、汽車油罐容量測量方法

由于其內部結構的特殊性和環境驗證的限制，汽車油箱不適用于任何測量方法或測量方法。通常采用容量比較法。隨著科技的進步和科學技術的發展，流量測量技術和智能測量技術的應用已成為可能。根據JJG133-2005“汽車油罐車容量”，容量驗證采用容量比較法或流量計法驗證油罐容量，并根據容量比較法進行仲裁驗證。容量比較方法主要設備使用一組二級金屬量規(MPE：2.5x10-1)作為標準設備，例如2000L，1000L，500L，200L，100L，50L等等，從已知的一次和兩次標準容量，金屬量規(可以組合使用)被注入汽車油罐車中。根據注入的標準體積值，金屬表和水箱中的水溫，液位(或空氣高度)的高度進行測量，并計算體積水平的關系，流量計方法用于測量油箱的容量。根據流量計的流量特性，選擇好的重復性流量計，選擇好的重復性流量點，在固定點使用流量，并通過時間控制實現固定容量。這種方法主要取代標準的金屬量規以提高工作效率。如果結合自動測量液位實現動態測量，可以快速檢測油輪的容量，并且能夠可以建立油輪的容量水平(空對高度)關系。

六、結束語

經過一年多的運行，系統穩定性好，故障率低，能夠滿足驗證程序的要求，工作效率高。它在提高驗證工作質量和降低驗證成本方面都發揮了更大的作用。實踐證明，該系統的改造設計方案成功，達到了預期的設計效果，并且具有一定的應用和推廣的價值。