一體式儲(chǔ)油罐智能檢測(cè)系統(tǒng)

陳德 李子豪 黃丁一

摘? 要：本項(xiàng)目旨在設(shè)計(jì)一種智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：該系統(tǒng)首次將油罐車(chē)輛的監(jiān)測(cè)裝置與用戶手機(jī)相連接，不管是在行駛過(guò)程中、還是在車(chē)外，用戶都能通過(guò)自己的手機(jī)知道此時(shí)油罐內(nèi)以及車(chē)輛的各個(gè)參數(shù)，以全方位的掌握車(chē)輛的情況。該系統(tǒng)為油罐車(chē)司機(jī)提供安全防護(hù)措施：裝置內(nèi)安裝了通訊報(bào)警模塊，一旦油罐內(nèi)的油量、油溫、油氣濃度、壓力值超過(guò)了預(yù)設(shè)的閾值，司機(jī)的手機(jī)將會(huì)發(fā)出警示，從而確保了司機(jī)的用戶安全，避免了更大事故的發(fā)生。該系統(tǒng)還加入了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)GPS技術(shù)，油罐車(chē)公司可以準(zhǔn)確清楚車(chē)輛運(yùn)行狀況。

引言：

在以往的油品運(yùn)輸過(guò)程中，多采用人工方式對(duì)油罐車(chē)液位進(jìn)行計(jì)量，需要測(cè)量人員登到罐車(chē)車(chē)頂進(jìn)行測(cè)量，工作效率低，無(wú)法確保測(cè)量的精確性，同時(shí)增加了安全隱患。油罐車(chē)的人工檢測(cè)還需要許多特定的條件：

1.檢測(cè)地點(diǎn)應(yīng)在室內(nèi)，環(huán)境的溫度應(yīng)在5攝氏度-35攝氏度之間;

2.檢測(cè)所用介質(zhì)一般是循環(huán)水，并且在一次的測(cè)量過(guò)程中水溫變化不能超過(guò)2度.

3.檢測(cè)的場(chǎng)地要平整，向罐體內(nèi)排水時(shí)不能有水濺出。

并且在檢測(cè)前還需要大量的準(zhǔn)備工作，例如：在檢測(cè)的車(chē)輛到達(dá)檢測(cè)地點(diǎn)之前要先進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行測(cè)試，通水時(shí)間不少于5分鐘，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)罐進(jìn)行潤(rùn)罐，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)罐校準(zhǔn)流量計(jì)，并記錄每次的結(jié)果;要檢測(cè)的車(chē)輛到達(dá)測(cè)試地點(diǎn)后，要靜置一段時(shí)間，使得罐壁溫度和室溫平衡等等。

如上所述，目前油罐車(chē)的檢測(cè)對(duì)條件要求嚴(yán)格，因此決定設(shè)計(jì)一款一體式儲(chǔ)油罐的檢測(cè)系統(tǒng)，從而解決了這些條件的約束問(wèn)題。

1.發(fā)展現(xiàn)狀：

目前主要有以下幾種方法對(duì)油罐車(chē)進(jìn)行監(jiān)測(cè)：

JJG 133 -2016《汽車(chē)油罐車(chē)容量》檢定規(guī)程中規(guī)定汽車(chē)油罐車(chē)容量檢定一般采用容量比較法或流量計(jì)法。石理碧等^[1]在質(zhì)量流量計(jì)法在油罐車(chē)容量檢測(cè)中應(yīng)用的可行性中提到容量比較法使用二等金屬量器作計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)油罐車(chē)罐體頻繁進(jìn)行注水和排水，采用人工 讀取數(shù)據(jù)，工作量大，效率低。為提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，確保量值溯源準(zhǔn)確可靠，他們采用重復(fù)性優(yōu)于0. 04%艾默生質(zhì)量流量計(jì)研制成了一套符合檢定規(guī)程要求的油罐車(chē)容量檢測(cè)裝置。大大降低檢定人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了原有計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的技術(shù)層次。^[2]針對(duì)與這種情況出現(xiàn)了許多便捷式儀表，比如電容式液位儀，差壓式液位儀，以及我們應(yīng)用到的超聲波液位儀。

2.工作原理：

其大致的工作方式如下：通過(guò)發(fā)射能量波，能量波遇到障礙物反射，由一個(gè)接收裝置接受反射信號(hào)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差來(lái)確定液位的變化情況。利用溫度傳感器和濕度傳感器來(lái)測(cè)量罐內(nèi)的溫濕度。除此之外，我們將智能監(jiān)測(cè)器與App相連，將油罐車(chē)內(nèi)部信息實(shí)時(shí)發(fā)送給手機(jī)。這樣我們就可以在第一時(shí)間得到油罐車(chē)信息，從而與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而分析得到油罐車(chē)的安全性問(wèn)題。

3.設(shè)計(jì)思路：

（1）我們利用超聲波的測(cè)距儀、溫濕度傳感器和亞克力玻璃管模擬了這個(gè)設(shè)計(jì)，通過(guò)超聲波測(cè)距儀我們得到了玻璃管內(nèi)部液體的高度，進(jìn)而計(jì)算得知玻璃管內(nèi)液體的容量，通過(guò)溫濕度傳感器得到了溫度、濕度的具體數(shù)值。

（2）通過(guò)將容量、溫濕度的信息發(fā)送到手機(jī)app，這樣我們就能直觀的感受到玻璃管內(nèi)液體的信息，從而判斷它的安全性。

4.硬件組成：

系統(tǒng)主要由超聲波測(cè)距模塊、溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊組成。

各部分功能說(shuō)明如下：1.超聲波測(cè)距模塊：通過(guò)發(fā)射和接收能量波，從而得到罐內(nèi)的液面信息，計(jì)算得出罐內(nèi)液體的容積。2.溫度模塊：負(fù)責(zé)將罐內(nèi)的溫度信息提取出來(lái)并發(fā)送到手機(jī)app。3.濕度模塊：負(fù)責(zé)將罐內(nèi)濕度信息提取出來(lái)，并發(fā)送到手機(jī)app。

5.應(yīng)用領(lǐng)域：

汽車(chē)油罐車(chē)是載運(yùn)輕質(zhì)油的重要工具，也是用于油品交換、貿(mào)易結(jié)算的主要計(jì)量器具，屬于國(guó)家強(qiáng)制監(jiān)定項(xiàng)目。汽車(chē)油罐車(chē)容量表的準(zhǔn)確與否，直接影響到用戶的交接、個(gè)人和企業(yè)的利益。汽車(chē)油罐車(chē)作為油庫(kù)到油站的承運(yùn)工具，其監(jiān)測(cè)結(jié)果受計(jì)量地點(diǎn)和環(huán)境的不確定性影響，這就要求油罐車(chē)計(jì)量人員在容量監(jiān)定過(guò)程中，更深入地考慮到容量表的實(shí)用性^[3]，目前汽車(chē)油罐車(chē)的監(jiān)測(cè)都需要到一個(gè)固定的地方進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)，只有這樣才能對(duì)油罐車(chē)進(jìn)行系統(tǒng)的、全方面的監(jiān)測(cè)。目前還沒(méi)有能夠固定的監(jiān)測(cè)器，不再固定的地方就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與控制?；谟凸捃?chē)的智能監(jiān)測(cè)器不僅僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油罐車(chē)儲(chǔ)油量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還可以將油罐車(chē)的溫度、濕度進(jìn)行監(jiān)控。主要就是應(yīng)用于油罐車(chē)，儲(chǔ)油罐也可以應(yīng)用。

6.結(jié)束語(yǔ)：

本產(chǎn)品旨在于針對(duì)罐裝運(yùn)輸車(chē)提供更智能更多功能的檢測(cè)裝置，優(yōu)化司機(jī)的使用體驗(yàn)，保證危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)陌踩?。在功能上不僅實(shí)現(xiàn)基本參數(shù)的測(cè)量，還增加了更多例如油氣密度，碰撞強(qiáng)度的測(cè)量，以保證運(yùn)輸安全。同時(shí)針對(duì)罐裝車(chē)這一特殊的容器環(huán)境，本產(chǎn)品還具備GPS定位，數(shù)據(jù)超標(biāo)APP報(bào)警，車(chē)輛碰撞自動(dòng)報(bào)警等功能。本產(chǎn)品配套開(kāi)發(fā)手機(jī)APP，讓司機(jī)能夠在APP上方便的查看數(shù)據(jù)，修改閾值，如有數(shù)據(jù)超標(biāo)還將通過(guò)手機(jī)APP通知司機(jī)，以此保證行車(chē)安全，減少司機(jī)負(fù)擔(dān)。

參考文獻(xiàn)

[1]? 石理碧，滿李寧，尹望華. 質(zhì)量流量計(jì)法在油罐車(chē)容量檢測(cè)中應(yīng)用的可行性[J]. 計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2018，045（001）：81-82.

[2]? 任磊，陳祥光，劉春濤. 原油儲(chǔ)罐油水界面測(cè)量方法的研究及應(yīng)用[J]. 儀器儀表學(xué)報(bào)，2008（10）：172-177.

[3]? 鄧?guó)櫛? 汽車(chē)油罐車(chē)容量檢定中應(yīng)注意的問(wèn)題[J]. 上海計(jì)量測(cè)試，2014，000（003）：54-55.