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关于数字化远程分体式超声波物位计监测系统的实践运用解析

发布时间:2019-09-07  发布作者:

摘要 :超声波油位传感器是一款专为企业的车队管理者设计的油量监控设备,可用于防范车辆油料被盗、优化运营成本、优化司机驾驶行为、辅助统计决策等。传感器利用超声波探头来探测油位高度,再通过主机的内置程序对油量高度信号进行智能处理,较后将油量信息通过 GPS 发送到系统平台,解析后生成油量报表。同时此款传感器原理主要是测量液位高度,所以只要是液态环境均可以使用。
1 运用分体式超声波物位计监测系统意义及现状
车队的管理人员一般都会制定相关的政策来规范车量的用油,公司一般都会规定合理的基础用油量,会及时进行运输成本的统计分析,车队管理部门将影响燃油消耗成本的各因素、各环节作为统计分析的要素,按车型、运营线路等要求统计车辆的实际耗油量,并将影响燃油消耗成本的各因素落实到责任部门、车组、直至个人,及时分析影响燃油消耗成本升降的各因素,避免以后浪费燃油现象的发生,达到有效节油的目的。即使这样的油量监控,往往很难奏效。
科技日新月异的时代当然要用科学的方法管理车辆,新研发生产的 GPS 油量监控系统,可以帮您有效监控车辆的油耗,有效控制车辆的油耗成本。通过 GPS对车辆定位,即使车辆行驶在外,也能在计算机上直观车辆的行驶轨迹,行驶速度以及停车记录。油量监控系统的油耗监控功能可以为和记最新网址提供直观的油耗曲线图,油耗曲线上可以显示正常耗油情况和非正常耗油情况,让您轻轻松松掌控车辆的运行情况和耗油情况。与此同时,还可以加强对驾驶员的车辆行踪跟踪,实时监控。防止偷油漏油现象发生,杜绝一切油耗。
2 超声波油量监控系统的组成
该监控系统基于卫星定位的油量监控系统由以下三部分组成 :超声波油量传感器、GPS/ 北斗定位终端、服务器平台。
其中超声波油量传感器和 GPS/ 北斗定位终端为组成硬件平台,需要现场安装到车上,服务器平台是软件,它把硬件传送上来的数据完美直观的展现给用户。
3 分体式超声波物位计监测系统的原理及特点
(1)超声波油量传感器简介。超声波油位传感器是一款为企业的车队管理者设计的油量监控设备,可用于防范偷油盗油现象、优化运营成本、优化司机驾驶行为、辅助统计决策等。传感器利用超声波探头来探测油位高度,再通过主机的内置程序对油量高度信号进行智能处理,较后将油量信息通过 GPS 发送到系统平台,解析后生成油量报表。传感器支持串口与模拟量输出,与大多数品牌的 GPS/ 北斗一体机实现对接,可轻松的将传感器接入后台监管系统。
产品采用的是由本公司自主研发并国内首创的非接触式测量超声波传感器技术,目前广泛应用于汽车油耗监控项目。
(2)超声波测距传感器模块使用原理详解。超声波测距模块是用来测量距离的一种产品,通过发送和接收超声波,利用时间差和声音传播速度,超声波在空气中的传播速度为 V,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△ t,就可以计算出发射点距障碍物的距离 S,即 :S=V · △ t/2 从而计算出模块到前方障碍物的距离。
由于超声波也是一种声波,其声速 V 与温度有关。在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的。常温下超声波的传播速度是 334 m/s,但其传播速度 V 易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响,其中受温度影响较大,如温度每升高 1 ℃,声速增加约0.6 m/s。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正(本系统正是采用了温度补偿的方法)。已知现场环境温度 T 时, 超声波传播速度 V 的计算公式为 :V=331.45+0.607 T。
(3)声波频率分类。频率低于 20 Hz 的声波称为次声波 ;频率 20~10 KHz 的声波称为听波 ;频率 20KHz~1 GHz 的声波称为超声波 ;频率> 1 GHz 的声波称为特超声波或者微波超声。
(4)回声测距原理。换能器发射出具有一定脉宽、一定能量的声脉冲,声波经过水面反射后再由换能器接收到回波根据声波往返的时间及水中声速计算出水深。即 :公式 H=VT/2。
其中 H :水深 ;V :水中声速 ;T :声波在水中往返的时间。
(5)超声波特点。超声波具有指向性强,能量高、消耗慢,在介质中传播的距离较远等特点。
(6)传感器原理。该外贴式超声波液位传感器采用回声测距原理,通过超声波在液体中的传输速度,以及在液面发生反射回传的时间间隔,直接计算得到当前液体深度。
传感器探头内集成温度传感器、角度传感器,配合换能器在不破坏容器的情况下,输出当前状态信号数据,该数据信号为电信号,需要通过振荡器、接收换能器、放大器、芯片等进行数据算法处理,得出准确的液位值。
4 超声波产品特点
(1)精度高。油位传感器油位高度测量的分辨率为0.2 mm,测量精度为 ±0.5%,在高温及高寒的外部环境下,都可以保证较高的测量精度。
(2)长期稳定性好。油位传感器采用超声波测量的方法,实行非接触式测量,区别于目前普遍采用的直接接触式的浮子式、压力式、磁制滑动式测量方法,从而避免油位传感器受到燃油的腐蚀和污染,可保持长期测量的稳定性。
(3)易安装维护。只需将传感器探头安装在油箱外部下方即可,无需改变原有的油箱测量系统,无需对油箱进行开孔和更改,并能保证原有汽车油表的正常运行。
(4)环保无污染,耗能小,非接触式测量,无需对油箱打孔或改装而造燃油污垢及污染。
(5)可靠性强。在恶劣的环境下还能正常工作,防潮,防酸,阻燃,抗干扰,智能化。该产品可单独使用,使用辅助显示屏直接查看数据,亦可与 GPS 设备配合使用,通过 GPS 设备将数据传输到后台,进行数据统计、报表分析与查询。
5 应用范围和油量检测功能
(1)适用于各型汽车油量和罐装液体油箱的液面变化检测。(2)利用 GPS 实时传输监控检测汽车油量变化数据,采用直观的图形,可以清楚看到加油时间,地点和油量,以及油量异常时间。
如图 1 所示:1 表示正常的油耗,油量是缓慢下降;2 表示油量异常,直线下降,可能是漏油或偷油 ;3 表示油量直线上升,属于加油 ;4 表示是没有油量变化,属于停车时间段。
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6 结语
(1)数字化远程分体式超声波物位计监测系统的服务对象可为 :运输车辆、出租车辆、公交车辆、消防车辆、急救车辆、边防车辆、押钞车辆、危险品车辆、应急指挥车辆、贵宾车队、私家车辆以及汽车租赁等。
(2)通过数字化远程分体式超声波物位计监测系统提供的油量消耗数据能及时确定油量合理消耗使用量,同时也适用于大型罐体油量消耗使用的监控监测,如钻井队使用的储油罐等。可以远程实时监控油量液面变化情况,根据需要及时调送补充油料,对于油料大幅下降等异常情况进行实时监控,保证油料都用在生产上。
(3)数字化远程分体式超声波物位计监测系统可推广应用于钻井泥浆液面的监控监测等,实时监控泥浆液面高低变化,避免了以往不知道准确液面深度情况下的过度注入泥浆液,造成不必要的环境污染,在保证安全生产的前提下又节约了生产成本。

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