新型加油槍自動檢定裝置的研發

何才寧 韓中華

〔1 中國石化廣東石油分公司 廣東廣州 510620；2 青島澳科儀器有限責任公司 山東青島 266000〕

隨著社會經濟的高速發展及科學技術水平的不斷提升，加油站的規模和數量都發生了很大變化，給監督計量和檢定工作帶來新的挑戰。燃油加油機是計量行業比較常見的計量器具，其計量精度的高低，既關系到消費者加油的合法權益，又關系到計量檢定機構檢定的權威性，所以加油機檢定結果的準確性和可靠性具有非常重要意義。傳統的金屬標準容器檢定裝置存在檢定效率低，人工檢定引入誤差因素較多等問題。雖然目前國內市面上可以見到一些加油槍自動化檢定裝置，但仍存在一些問題，比如計量精度差、供電不方便、溫度精度差、整機不便攜帶等。本文將針對傳統及現有加油槍檢定裝置的問題，新設計一種新型智能化的加油槍自動檢定裝置，以提供一種優選的解決方案。

1 傳統加油機檢定裝置存在的問題

傳統加油機檢定大多采用人工靜態容積對比法，參照《JJG 443—2015燃油加油機檢定規程》中的要求，需要人工記錄：標準金屬容器卡尺讀數、實際加油機注油顯示油量、加油槍口油品溫度、標準容器油品溫度，參考標準內計算公式，計算實際油槍精度。

傳統加油機檢定裝置的操作過于復雜，對檢定人員的操作規范性要求較高，特別是讀取加油槍出口油溫、標準容器內穩油后的油溫、標準容器內油面的高度等人工操作必然會附加一定的誤差或人為誤差。如，注油過程中液面上泡沫產生的讀數誤差，注油過程中油品在標準容器中飛濺誤差，溫度讀取誤差、人工讀取計量數據誤差、人工記錄數據誤差等，每個因素都影響檢定結果。

另外，裝卸燃油過程中需要時間、人力較多。初次檢定的加油機必須對三個流量點進行檢定，每個流量點均需要3次操作，也就是說，對一個初次檢定的加油機每一把槍必須要進行9次有效的裝卸油操作，而一個后續檢定的加油機也至少需要兩個流量點，每點3次的操作。如果一個站有多臺需要標定的加油機，這不僅給檢定人員帶來繁重的工作，同時也會影響加油站正常運營，且測量出來的數值不夠準確，對計量檢定的精度產生一定的影響。

基于上述情況，需要利用目前國內成熟的相關技術，研發一種高精度高效率燃油加油機智能檢定裝置來提高加油槍檢定的效率和檢定結果的準確性。

2 國內油槍自動檢定裝置的分析

經過對現場加油槍自動檢定裝置的調研分析及與計量機構的溝通，國內現有設備雖然能實現加油槍自動檢定，但仍然存在以下問題，影響檢定效率和準確性：

2.1 整機體積較大

用于加油機檢測的裝置，根據《GB 50156—2012汽車加油加氣站設計與施工規范》要求需滿足3836系列防爆要求設計，現國內市面上有些油槍自動檢定裝置采用隔爆設計，標定裝置隔爆形式的設計雖然滿足防爆設計的要求，但隔爆形式的設計必然會帶來體積及重量的增加，仍然給標定工作帶來繁重的負擔。

另一個方面就是集成化程度較差，傳統的計量標準容器只需要20L、50L或100L的容器，油槍自動化檢定裝置需要在傳統容器的基礎上加裝傳感器、處理計算單元、顯示單元等。如果集成度做的不夠好，整機體積會受到較大影響，且整機組件連接線束較雜亂，線束耐受疲勞度要求較高，這必定給檢定工作人員的操作帶來不便。

2.2 供電不方便

加油機油槍自動檢定裝置的供電問題在業內也是個不小的難題。國內市面上考慮防爆設計常見供電形式大多采用安全關聯設備安全柵供電。關聯設備安全柵作為限能設備能有效地保護危險場所的現場設備，在正常工作條件下能使系統完好地工作，而在故障條件下能限制到達危險場所的電壓、電流，但是安全柵供電必然會帶來外接電源線的煩惱。使用該設備檢定工作人員需要從安全區域接一條電源線過來，這對于工作人員檢定工作及裝卸油工作都帶來不小的麻煩。

2.3 傳感器性能較差

加油機加油槍自動檢定裝置的自動化完全依賴于設備傳感器組件的性能，比如溫度采集是否準確，穩油自動計量高度是否準確。現國內尚有部分設備仍采用傳統18B20溫度傳感器，這種溫度傳感器精度最高只能達到0.5℃且溫度跟隨性較差，這對最終的油槍檢定結果的精度會產生較大影響，整機性能較差，另對于穩油自動計量高度的傳感器，缺少自主生產能力，定制能力較差，性能及產品穩定性不易保證。

2.4 配套方案較少

目前，加油機油槍自動檢定裝置整機缺少從核心傳感器一體化制作生產的供應生產廠家，而且大部分設備是本地設備，無法與互聯網進行數據互聯，無法實現數據的高效流通管理。更缺少根據現場情況提供的定制服務，比如加裝便攜設備等相關定制服務。

3 新型油槍自動檢定裝置配套設計

結合傳統及現有油槍檢定裝置的問題，現介紹一種新型智能油槍自動裝置，其具備集成化程度高、數據穩定、可由充電電池供電、數據支持手機上傳的本安設計設備。整套設備設計已取得防爆合格證書，且設計精度滿足萬分之五以內的要求，已經取得山東省計量科學研究院的整機標定證書，可應用于加油站油槍定期檢定。

3.1 設計介紹

該設計整機結構主要分為：標準容器部分和計量顯示部分，兩部分通過結構設計較好的一體化結合。標準容器部分采用巧妙的導油結構，解決不同油速可能存在標準容器濺油問題，把手等多處增加人體工程學設計，方便工作人員標定工作。計量顯示部分，容器內油品液面計量主要是采用高精度的磁致伸縮液位計，具有很好的穩定性，溫度計量采用多線制AAA級別高精度Pt100,溫度誤差可滿足0.1℃、且溫度跟隨性能好。計量顯示部分采用高性能處理計算單元和高分辨率顯示單元，參照《JJG 443—2015燃油加油機檢定規程》中的要求，清晰準確顯示各項關鍵數據參數及最終檢定結果(見圖1)。

圖1 油槍自動檢定裝置

整機設計滿足GB 3836防爆系列本安設計要求，且整機采用一體化設計，集成化程度高，在傳統標準容器基礎上加裝集成度較高的精簡高性能傳感器、高速處理計算單元、高分辨率顯示單元，整機外觀簡約大方，解決了線束雜亂，體積龐大等問題。

整機供電方面，本設計提供本安電池供電，無需安全柵供電，更無需外接安全區域的電源線。顯示端配有電池電量提示，可用配套的充電設備進行自主靈活充電，供電方面給現場標定人員帶來方便。另外，采用便捷的電池更換方式，無需拆裝工具，方便人員對整機設備的電力補充。

該設計整機檢定數據支持手機上傳功能，檢定結束后，可用手機獲取檢定結果，上傳至管理服務中心，方便進行互聯網系統數據管理。

另外，整機包括核心傳感器一體化均可以自主生產，可根據具體現場應用環境的不同，提供人性化軟件、硬件的定制服務工作。

3.2 檢定過程

檢定人員手持油槍，槍口放入注油感應口，開始定量注油，系統自動拾取注油開始信號，智能化采集油槍口出油溫度和容器內油品溫度，注油結束后，系統自動檢定穩油情況，并記錄各項油品溫度、高度等相關參數，直接彈出檢定報告結果及各項關鍵參數，可配套使用手機APP讀取檢定結果及相關參數，保存在手機上或上傳至中心服務器，輕松實現網絡數據互聯，實現高效的檢定數據管理工作。整個檢定過程，檢定人員省去了計量油槍口出油油溫、計量容器內穩油后油溫、讀取計量液面高度和計算檢定結果的過程，不僅節省了檢定時間，也排除了人為誤差，提高了檢定精度。

4 總結

作為油品結算的燃油加油機是強制性檢定計量器具，其計量的準確性與經營者和消費者的合法權益息息相關。傳統的燃油加油機檢定為人工操作，存在工作效率低、易引入附加誤差或人為誤差等問題，而現市面上一些自動油槍檢定裝置則存在體積較大、穩定性較差、定制較難等問題。本技術研究主要采用先進成熟的傳感器技術和通訊技術，參考技術規范《JJG 443-2015燃油加油機檢定規程》、《JJG 259-2005標準金屬量器檢定規程》、《GB 50156-2012汽車加油加氣站設計與施工規范》、《GB 3836—2010.1爆炸性環境 第1部分：設備通用要求》系列防爆規范，根據現有的相關設備的可改進點及現場檢定操作習慣，設計了一款新型高智能化、高集成化、高自動化、高管理化、高定制化、高人性化的油槍自動檢定裝置，該產品已取得防爆合格證和山東省計量科學研究院的整機標定證書，可方便檢定人員油槍檢定工作。

本文設計的燃油加油機油槍自動檢定裝置可以有效降低勞動強度，提高標定效率，提高系統集成化、自動化程度，提高標定準確性。同時，對于維護老百姓的合法權益，促進節能降耗，協助工作人員科學、公正的標定，具有十分重要的意義。