帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定裝置與方法
2023-12-01 02:39:01
帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定裝置與方法
【專利摘要】本發明涉及一種帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定裝置及檢定方法。本發明包括水泵、穩壓罐、調節閥、第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥、第一標準表、第二標準表、第三標準表、活塞式標準體積管、第四開關閥、第五開關閥、第六開關閥和循環水池，以及包括汽車油罐車在內的液位變送器和溫度變送器。本發明實現了流量、液位、溫度等信號的自動讀取和數據的自動處理，容量檢定結果的存儲和報表的列印。本發明能對標準流量計進行自校準，確保了量值傳遞的準確可靠。檢定過程實現自動化，降低了人為誤差，提高了檢定效率和裝置的準確性。
【專利說明】帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定裝置與方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於自動化檢測【技術領域】，涉及一種帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定裝置及檢定方法。
【背景技術】
[0002]汽車油罐車是運輸液體石油和化工產品等的專用車，是裝運輕質油的重要工具。經檢定後的油罐可作為計量器具用於油品交易、貿易結算，屬於國家強制檢定的記錄器具項目。近年來，隨著能源危機的爆發，原油價格的不斷上漲，汽車油罐車容量的精確計量也引起了人們普遍的關注和重視。根據JJG133-2005《汽車油罐車容量檢定規程》，對汽車油罐車容量檢定的方法有容量比較法和流量計法。其中容量比較法採用標準金屬量器來對汽車油罐車的容積進行比對測量，從而得出油罐車的容積。而流量計法採用定點使用是重複率不低於0.05%的流量計作為標準表，通過計算通過標準表的累積流量，從而確定油罐車的容積。
[0003]從已有的汽車油罐車容量檢定裝置來看，容量比較法和流量計法都有使用。但是容量比較法多採用人工操作，工作量大、效率低下，人為因素的存在也使檢定結果的可靠性難以保證。流量計法作為一種高效率的檢定方法，用於實際的油罐車檢定中，提高了工作效率、降低了勞動強度。
[0004]現有的流量計法汽車油罐車容量檢定裝置主要存在以下幾個問題:
1.檢定效率不高:由於採用一個流量計作為標準表，當標準表定點使用時，水流量往往不是很大，注水的時間較長，使得檢定的效率不是很高。
[0005]2.標準表的正確與否不易發現:標準表在使用過程中，當其出現問題時，由於不存在檢查機制，無法及時的發現標準表存在的問題，導致檢定結果存在錯誤的風險。
[0006]3.標準表的維護繁瑣:按照檢定規程，需要對標準表進行定期的檢定，標準表的拆卸與送檢比較麻煩，影響實際的生產檢定的進度和效益。
[0007]4.勞動強度大:人工的放水、讀數，勞動強度比較大，而且易引入人為誤差。
【發明內容】
[0008]本發明針對現有裝置技術上的不足，提供了一種帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定裝置及檢定方法。
[0009]帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定裝置，包括水泵、穩壓罐、調節閥、第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥、第一標準表、第二標準表、第三標準表、活塞式標準體積管、第四開關閥、第五開關閥、第六開關閥和循環水池，以及汽車油罐車內的液位變送器和溫度變送器。
[0010]水泵通過管路與循環水池連通，水泵的出口與穩壓罐的入口連接，穩壓罐的出口與調節閥的入口連接，調節閥的出口與檢定測量管路的入口連接，檢定測量管路的出口有兩個支路，一路為標準表校準支路，另一支路依次通過第六開關閥與油罐車相連，所述的油罐車中還安裝有液位變送器和溫度變送器。
[0011]所述的檢定測量管路由第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥、第一標準表、第二標準表和第三標準表組成，第一開關閥和第二開關閥的入口相互連接，構成檢定測量管路的入口。第一開關閥的出口與第一標準表的入口連接，第二開關閥的出口與第二標準表和第三標準表的入口連接，第一標準表和第二標準表的出口與第三開關閥的入口連接。第三開關閥的出口和第三標準表的出口連接，構成檢定測量管路的出口。
[0012]所述的標準表校準支路上依次設置有第四開關閥、活塞式標準體積管、第五開關閥。第四開關閥的入口與檢定測量管路的出口連接，第四開關閥的出口與活塞式標準體積管的入口連接，活塞式標準體積管的出口與第五開關閥的入口連接，第五開關閥的出口與循環水池相連通。
[0013]利用上述帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定裝置進行檢定的方法:
啟動水泵後，循環水池中的液體經過穩壓罐後獲得穩定壓力的流體；通過PLC控制調節閥開度以獲得合適的流量；通過PLC控制第一開關閥、第二開關閥和第三開關閥的開啟和關閉，可以使第一標準表、第二標準表和第二標準表以單只、兩隻並聯、二隻並聯或二隻串聯的方式接入檢定測量管路中使用，其中第二標準表採用可正反向測量的流量計；溫度變送器、液位變送器採集汽車油罐中檢定所需的數據。具體選用的標準表情況為，當第一開關閥開啟，第二開關閥和第三開關閥關閉，第一標準表、第二標準表和第三標準表串聯使用；當第一開關閥、第二開關閥和第三開關閥都開啟，第一標準表、第二標準表和第三標準表並聯使用；當第一開關閥和第三開關閥開啟，第二開關閥關閉，只使用第一標準表；當第一開關閥關閉、第二開關閥和第三開關閥開啟，第二標準表和第三標準表並聯使用。
[0014]利用上述帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定裝置進行標準表校準的方法:
通過PLC控制第一開關閥開啟，第二開關閥和第三開關閥關閉，使第一標準表、第二標
準表和第三標準表處於串聯狀態，通過PLC控制使第六開關閥關閉，液體通過第四開關閥流入活塞式標準體積管，從而對標準表進行校準。檢定完成後，活塞式標準體積管中的液體通過第五開關閥流入循環水池。
[0015]本發明能對標準流量計進行自校準，確保了量值傳遞的準確可靠。檢定過程實現自動化，降低了人為誤差，提高了檢定效率和裝置的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明中裝置結構示意圖。
[0017]圖2為本發明中各用電單元連接示意圖。
[0018]圖3為本發明的校準功能流程圖。
[0019]圖1中:1、水泵，2、穩壓罐，3、調節閥，4-1、第一開關閥，4-2、第二開關閥，4-3、第三開關閥，5-1、第一標準表,5-2、第二標準表,5-3、第三標準表,6、活塞式標準體積管,7-1、第四開關閥，7-2、第五開關閥，8、第六開關閥，9、被檢汽車油罐，10、液位變送器，11、溫度變送器，12、循環水池。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，水泵I通過管路從循環水池12中抽水，液體進過穩壓罐2後獲得壓力穩定的液體。根據測量的需要，通過PLC控制調節閥3的開度，獲得合適的流量大小。當該系統處於讀汽車油罐的檢定階段時，PLC控制第四開關閥7-1關閉、第六開關閥8打開。檢定過程中，所需流量較小時，通過PLC控制第一開關閥4-1和第三開關閥4-3開啟，第二開關閥4-2關閉，這時只使用第一標準表5-1，也可以控制第一開關閥4-1開啟，第二開關閥4-2和第三開關閥4-3關閉，使第一標準表5-1、第二標準表5-2和第三標準表5_3串聯使用，這時三隻標準表之間還具有比對的作用，提高了測量數據的置信水平；當所需流量適中時，通過PLC控制第一開關閥4-1關閉、第二開關閥4-2和第三開關閥4-3開啟，此時第二標準表5-2和第三標準表5-3並聯使用；當所需的液體流量更大時，控制第一開關閥4-1、第二開關閥4-2和第三開關閥4-3都開啟，使第一標準表5-1、第二標準表5-2和第三標準表5-3並聯使用。檢定過程中，通過液位變送器10採集油罐中的液位值，通過溫度變送器11測量溫度值，獲取檢定所需的實驗數據，完成對油罐車容積的檢定。
[0021]該系統需要對標準表進行自校準時，通過PLC控制開關閥，使第四開關閥7-1開啟、第六開關閥8關閉，同時控制第一開關閥4-1開啟，第二開關閥4-2和第三開關閥4-3關閉，使第一標準表5-1、第二標準表5-2和第三標準表5-3處於串聯狀態。液體通過三隻標準表後進入活塞式標準體積管6，從而完成對標準表的校準。校準結束後，打開第五開關閥7-5，將活塞式標準體積管6中的液體排入循環水池12。
[0022]在本實施例中，三隻標準表的規格型號相同，均為可進行正反測量的流量計。
[0023]如圖2所示，帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定系統採用PC作為上位機、PLC作為下位機的形式，這樣保證了數據採集和控制的實時性和可靠性。PLC採用西門子S7系列的S7-200可編程控制器，通過RS-485通信口與計算機相連，採用支持PPI或MPI通信協議進行通信。CPU選用的型號為CPU 224XP CN，該CPU具有14個數字量輸入點和10個數字量輸出點，提供2路模擬輸入和I路模擬輸出，6路高速計數器(4路30kHz單相高速計數器和2路200kHz雙向高速計數器)，用戶數據(如標誌位狀態、數據塊、定時器、計數器)可通過內部的超級電容存儲大約5天。S7-200 PLC的操作數據類型可以是位、字節、字或雙字，主機中有IEC 1131-3指令集，提供多種不同的應用協議。另外該控制器可以擴展最多7個模塊，包括168個數字量點數和38個模擬量點數。2路RS-485通信接口可以與其他設備進行通信，包括上位機和其他控制器。
[0024]在該系統中，主要採集的數據有溫度信號、液位信號和流量信號，這些信號均為標準的4-20mA信號，這些輸入信號通過S7-200 PLC的擴展模擬量輸入模塊EM231進行採集。該模塊具有12位解析度，即解析度為5 u A，最大轉化時間為250 y S。該模塊以現場設備提供的直流24V電源進行供電，共有4組模擬量輸入通道。模擬輸入模塊通過組態開關DIP對其測量量程進行設置。這些參數可以滿足系統實際採集實驗數據的需要。
[0025]在該系統中，需要控制的是，調節閥和開關閥。對開關閥的控制主要通過開關量控制，通過S7-200的I/O 口繼電器輸出進行控制，220V AC隔離輸出，達到控制開關閥開啟和關閉的目的。對於調節閥，則是通過4-20mA電流進行，設備運行中4-20mA輸出信號通過S7-200 PLC的擴展模擬量輸出模塊EM232進行輸出，模塊中的光電耦合器將內外電路隔開，防止外部電磁幹擾信號對PLC內部電路造成幹擾。該模塊為直流24V電源供電，共有2組模擬量輸出通道，電流輸出的時間為2ms。
[0026]如圖3所示，為汽車油罐車容量檢定功能和自校正功能實現流程圖。通過本地PC打開登錄系統，經用戶名和密碼驗證成功後可進入檢定校準功能頁面，否則將無法正常進入檢定校準界面。
[0027]登陸成功後，首先選擇對標準表的校準還是對油罐車的檢定。其中對標準表的校準全部自動實現，最後給出標準表的校準結果。當標準表存在問題時，程序會自動結束，不能繼續進行檢定，需要結束程序對標準表進行檢查。
[0028]選擇油罐車容積檢定後，需要對汽車油罐的標定容量進行選擇，然後對標準表的使用進行選擇，可以是單只、雙只並聯、三隻並聯或者三隻串聯的任意一種形式。同時還要對數據採集通道設置、量程選擇以及傳感器參數等進行設置，並且可導入導出配置文件。
[0029]完成相關的參數設置後，可以選擇檢定功能的手動或自動實現。
[0030]手動檢定過程為，手動輸入容量檢定點，啟動後PLC控制調節閥開度，達到流量設定值，穩定後開始對被檢油罐進行檢定，採集相關儀表數據，並實時顯示液位、溫度、流量等數據及曲線，該點校準完成後，則開始下一檢定點的檢定。重複以上過程至所有檢定點完成檢定。
[0031]自動檢定過程為，根據選擇的被檢油罐容積和檢定規程，系統將自動設置容量檢定點，啟動後程序將按照檢定規程的步驟完成整個檢定過程。
[0032]檢定完成後可選擇生成、存儲、列印報表和容量表，並選擇再次檢定或退出程序。在退出程序之前，系統將將關閉水泵和相應閥門。
【權利要求】
1.帶自校準的汽車油罐車容量自動檢定裝置，包括水泵、穩壓罐、調節閥、第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥、第一標準表、第二標準表、第三標準表、活塞式標準體積管、第四開關閥、第五開關閥、第六開關閥和循環水池，以及汽車油罐車內的液位變送器和溫度變送器，其特徵在於: 水泵通過管路與循環水池連通，水泵的出口與穩壓罐的入口連接，穩壓罐的出口與調節閥的入口連接，調節閥的出口與檢定測量管路的入口連接，檢定測量管路的出口有兩個支路，一路為標準表校準支路，另一支路依次通過第六開關閥與油罐車相連，所述的油罐車中還安裝有液位變送器和溫度變送器； 所述的檢定測量管路由第一開關閥、第二開關閥、第三開關閥、第一標準表、第二標準表和第三標準表組成，第一開關閥和第二開關閥的入口相互連接，構成檢定測量管路的入口 ；第一開關閥的出口與第一標準表的入口連接，第二開關閥的出口與第二標準表和第三標準表的入口連接，第一標準表和第二標準表的出口與第三開關閥的入口連接；第三開關閥的出口和第三標準表的出口連接，構成檢定測量管路的出口 ； 所述的標準表校準支路上依次設置有第四開關閥、活塞式標準體積管、第五開關閥；第四開關閥的入口與檢定測量管路的出口連接，第四開關閥的出口與活塞式標準體積管的入口連接，活塞式標準體積管的出口與第五開關閥的入口連接，第五開關閥的出口與循環水池相連通。
2.利用權利要求1所述的裝置進行檢定的方法，其具體特徵在於: 啟動水泵後，循環水池中的液體經過穩壓罐後獲得穩定壓力的流體；通過PLC控制調節閥開度以獲得合適的流量；通過PLC控制第一開關閥、第二開關閥和第三開關閥的開啟和關閉，可以使第一標準表、第二標準表和第二標準表以單只、兩隻並聯、二隻並聯或二隻串聯的方式接入檢定測量管路中使用，其中第二標準表採用可正反向測量的流量計；溫度變送器、液位變送器採集汽車油罐中檢定所需的數據。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於: 通過PLC控制第一開關閥開啟，第二開關閥和第三開關閥關閉，使第一標準表、第二標準表和第三標準表處於串聯狀態，通過PLC控制使第六開關閥關閉，液體通過第四開關閥流入活塞式標準體積管，從而對標準表進行校準，活塞式標準體積管中的液體通過第五開關閥流入循環水池。
【文檔編號】G01F25/00GK103499373SQ201310463960
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】孫斌, 趙江萍, 趙玉曉 申請人:中國計量學院