一種液罐車質量換算系統的設計

趙強

摘 要：針對國內液罐車標載運輸要求，以及超載治理嚴、處罰力度大的現狀，開發了一種液罐車質量換算系統。介紹了該系統的主要功能、技術原理、工作原理、總體設計和布置。該液罐車質量換算系統工作原理簡單，能有效避免液罐車超載風險，可降低操作人員勞動強度，保證用戶運輸效率，提升車輛管理水半，是一種簡捷、高效、智能的液罐車質量換算系統。

關鍵詞：液罐車質量換算系統液位傳感器預警功能報警功能

中圖分類號：U469.6+1文獻標識碼：A文章編號：1004-0226（2019）02-0089-03

l前言

液罐車是主要用于運輸或臨時存儲石油化工液體、農業、食品液態貨物的罐式專用車輛，其在物流運輸中已廣泛應用。日前國內液罐車已基本實現了標載運輸，尤其足運輸石油化工液體的液罐車，已針對超載執行三方追責制度，臨管嚴格，處罰力度非常大。可是，現有車輛缺少必要的稱重功能來保證司機、車輛管理者實時地掌握車輛質量信息，防止超載。同時，還要保證在法規范圍內運輸盡量多的介質，提高運輸效益。

2質量換算系統的功能和原理

針對現有車輛存在的問題以及客戶需求，筆者以實現液罐車有效稱重為日標，設計丌發了一種液罐車的質量換算系統。

2.1系統功能

a.稱重功能。通過實時臨測液位高度，換算整車總質量，顯示于駕駛室車載終端（顯示屏）上，讓操作者實時掌握裝載信息。

b.預警功能。根據介質密度，設置標定預警液位高度。裝料時，當液位高度達到預警液位，系統發出語音和聲光預警提醒，提示操作人員，關注裝料情況，防止過載。

c.報警功能。根據介質密度，設置標定報警液位高度。裝料時，當液位高度達到報警液位，此時已滿載，系統發出語音和聲光報警，提示操作人員結束裝料作業，防止超載。

d.管理功能。搭建臨控服務后臺，與液罐車實現信息交互，后臺可實時臨測車輛液位高度、車貨總重等狀態，根據裝載情況，管理者可實時介入管理。

2.2系統技術原理

該系統的技術原理如圖1所示，液罐車的截面、外形固定，則不同液位對應不同的容積，在運輸不同介質時，根據不同的介質密度計算出相對應的介質裝載質量，加上液罐車整備質量及人的質量，從而計算出液罐車車貨總質量。

2.3系統工作原理

如圖2所示，通過三維軟件建立液罐車罐體模型，測算不同液位高度對應的容積，結合介質密度、液罐車整備質量等，得出整車總質量，輸出液位一裝載容積一整車總質量對應關系表，如表1所示。

如圖3所示，將《液位一裝載容積一整車總質量對應關系表》寫入車載控制器。通過防爆液位傳感器探測液位高度信號，液位高度信號傳輸至車載控制器，通過對應表的換算，將對應的液位高度、裝載質量、整車總質量信息發送至車載終端（顯示屏）進行顯示。當液位高度達到預警液位線時，車載控制器、車載終端會向預警裝置發送語音和聲光提醒信號，提醒操作人員注意。當液位達到報警液位時，發送報警信號，提醒操作人員結束裝料作業。車載終端（顯示屏）與臨控后臺進行實時通訊，可選擇發送液位預警/報警信息、液位高度、裝載質量、整車總質量等信息，管理者可通過臨控后臺實時臨控車輛情況，及時介入管理。

3質量換算系統的總體設計

3.1系統總體布置

如圖4所示，液罐車的質量換算系統主要由汽車底盤、罐體、車載終端（顯示屏）、車載控制器、液位傳感器、信號線、安裝法蘭、預警/報警裝置等組成。車載終端（顯示屏）布置在駕駛室儀表臺上，具有顯示稱重信息、發出語音提醒的功能;預警肘艮警裝置布置在裝卸料口處，具有發出語音提醒、聲光提醒的功能。

液位傳感器布置在罐體頂部正中部，可消除因車輛前后高度微小差異引起的系統誤差，傳感器通過法蘭或螺紋與罐體連接，如圖5所示。

3.2液位傳感器

如圖6所示，傳感器浮球通過浮力懸浮在液面上，信號到達傳感器浮球處自動反向返回系統，通過計算信號反饋時間，計算傳感器探桿的有效長度，從而換算出罐體內的液位高度值。液位傳感器帶有防爆功能，防護等級IP68，測量綜合精度2‰。

3.3車載終端（顯示屏）界面設計

如圖7所示，車載終端（顯示屏）上實時顯示液罐車液位高度、裝載質量、整車質量信息。針對運輸不同介質的需求，設置有常用介質密度鍵（如汽油、柴油）、其他密度選項。如果需要裝運其他介質，需向系統內寫入介質相對應的關系對應表，在其他密度選項中輸入密度值，即可實現稱重系統功能。同時，顯示界面同時具備預警提醒和滿載報警的語音提醒功能。顯示信息不限于上述信息，還可根據需求，顯示裝載液體體積、預警/報警液位等信息。

3.4監控系統設計

臨控系統由后臺主機、車載質量換算系統、手機APP等組成。車載質量換算系統與后臺主機、手機APP間通過4G/5G網絡實現實時通訊，臨控后臺和車輛管理者可以實時掌握車輛的質量、液位等信息。當發生超載、超重情況時，車載系統自動向臨控后臺及車輛管理者手機發送報警提醒，管理者可及時介入進行管理.防止超載、罰款等風險。

3.5系統調試和標定

液罐車定型后，進行系統調試和標定，如圖8所示。為消除液罐車加工制造等誤差，通過實測多組數據對《液位一裝載容積一整車總質量對應關系表》進行修正，保證系統精度等級。

4結語

該液罐車質量換算系統通過液位一裝載容積一裝載質量相對應的基礎技術原理，丌發了具備實時稱重、裝料預警、裝料報警及臨控管理功能的質量換算系統，解決了液罐車用戶超載顧慮，簡化了裝料操作，在不超載的前提下，提高了用戶的運輸效益。