摘要 :超聲波油位傳感器是一款專為企業(yè)的車隊管理者設(shè)計的油量監(jiān)控設(shè)備,可用于防范車輛油料被盜、優(yōu)化運(yùn)營成本、優(yōu)化司機(jī)駕駛行為、輔助統(tǒng)計決策等。傳感器利用超聲波探頭來探測油位高度,再通過主機(jī)的內(nèi)置程序?qū)τ土扛叨刃盘栠M(jìn)行智能處理,較后將油量信息通過 GPS 發(fā)送到系統(tǒng)平臺,解析后生成油量報表。同時此款傳感器原理主要是測量液位高度,所以只要是液態(tài)環(huán)境均可以使用。
1 運(yùn)用分體式超聲波物位計監(jiān)測系統(tǒng)意義及現(xiàn)狀
車隊的管理人員一般都會制定相關(guān)的政策來規(guī)范車量的用油,公司一般都會規(guī)定合理的基礎(chǔ)用油量,會及時進(jìn)行運(yùn)輸成本的統(tǒng)計分析,車隊管理部門將影響燃油消耗成本的各因素、各環(huán)節(jié)作為統(tǒng)計分析的要素,按車型、運(yùn)營線路等要求統(tǒng)計車輛的實際耗油量,并將影響燃油消耗成本的各因素落實到責(zé)任部門、車組、直至個人,及時分析影響燃油消耗成本升降的各因素,避免以后浪費(fèi)燃油現(xiàn)象的發(fā)生,達(dá)到有效節(jié)油的目的。即使這樣的油量監(jiān)控,往往很難奏效。
科技日新月異的時代當(dāng)然要用科學(xué)的方法管理車輛,新研發(fā)生產(chǎn)的 GPS 油量監(jiān)控系統(tǒng),可以幫您有效監(jiān)控車輛的油耗,有效控制車輛的油耗成本。通過 GPS對車輛定位,即使車輛行駛在外,也能在計算機(jī)上直觀車輛的行駛軌跡,行駛速度以及停車記錄。油量監(jiān)控系統(tǒng)的油耗監(jiān)控功能可以為我們提供直觀的油耗曲線圖,油耗曲線上可以顯示正常耗油情況和非正常耗油情況,讓您輕輕松松掌控車輛的運(yùn)行情況和耗油情況。與此同時,還可以加強(qiáng)對駕駛員的車輛行蹤跟蹤,實時監(jiān)控。防止偷油漏油現(xiàn)象發(fā)生,杜絕一切油耗。
2 超聲波油量監(jiān)控系統(tǒng)的組成
該監(jiān)控系統(tǒng)基于衛(wèi)星定位的油量監(jiān)控系統(tǒng)由以下三部分組成 :超聲波油量傳感器、GPS/ 北斗定位終端、服務(wù)器平臺。
其中超聲波油量傳感器和 GPS/ 北斗定位終端為組成硬件平臺,需要現(xiàn)場安裝到車上,服務(wù)器平臺是軟件,它把硬件傳送上來的數(shù)據(jù)完美直觀的展現(xiàn)給用戶。
3 分體式超聲波物位計監(jiān)測系統(tǒng)的原理及特點(diǎn)
(1)超聲波油量傳感器簡介。超聲波油位傳感器是一款為企業(yè)的車隊管理者設(shè)計的油量監(jiān)控設(shè)備,可用于防范偷油盜油現(xiàn)象、優(yōu)化運(yùn)營成本、優(yōu)化司機(jī)駕駛行為、輔助統(tǒng)計決策等。傳感器利用超聲波探頭來探測油位高度,再通過主機(jī)的內(nèi)置程序?qū)τ土扛叨刃盘栠M(jìn)行智能處理,較后將油量信息通過 GPS 發(fā)送到系統(tǒng)平臺,解析后生成油量報表。傳感器支持串口與模擬量輸出,與大多數(shù)品牌的 GPS/ 北斗一體機(jī)實現(xiàn)對接,可輕松的將傳感器接入后臺監(jiān)管系統(tǒng)。
產(chǎn)品采用的是由本公司自主研發(fā)并國內(nèi)首創(chuàng)的非接觸式測量超聲波傳感器技術(shù),目前廣泛應(yīng)用于汽車油耗監(jiān)控項目。
(2)超聲波測距傳感器模塊使用原理詳解。超聲波測距模塊是用來測量距離的一種產(chǎn)品,通過發(fā)送和接收超聲波,利用時間差和聲音傳播速度,超聲波在空氣中的傳播速度為 V,而根據(jù)計時器記錄的測出發(fā)射和接收回波的時間差△ t,就可以計算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離 S,即 :S=V · △ t/2 從而計算出模塊到前方障礙物的距離。
由于超聲波也是一種聲波,其聲速 V 與溫度有關(guān)。在使用時,如果溫度變化不大,則可認(rèn)為聲速是基本不變的。常溫下超聲波的傳播速度是 334 m/s,但其傳播速度 V 易受空氣中溫度、濕度、壓強(qiáng)等因素的影響,其中受溫度影響較大,如溫度每升高 1 ℃,聲速增加約0.6 m/s。如果測距精度要求很高,則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Uū鞠到y(tǒng)正是采用了溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ。已知現(xiàn)場環(huán)境溫度 T 時, 超聲波傳播速度 V 的計算公式為 :V=331.45+0.607 T。
(3)聲波頻率分類。頻率低于 20 Hz 的聲波稱為次聲波 ;頻率 20~10 KHz 的聲波稱為聽波 ;頻率 20KHz~1 GHz 的聲波稱為超聲波 ;頻率> 1 GHz 的聲波稱為特超聲波或者微波超聲。
(4)回聲測距原理。換能器發(fā)射出具有一定脈寬、一定能量的聲脈沖,聲波經(jīng)過水面反射后再由換能器接收到回波根據(jù)聲波往返的時間及水中聲速計算出水深。即 :公式 H=VT/2。
其中 H :水深 ;V :水中聲速 ;T :聲波在水中往返的時間。
(5)超聲波特點(diǎn)。超聲波具有指向性強(qiáng),能量高、消耗慢,在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)等特點(diǎn)。
(6)傳感器原理。該外貼式超聲波液位傳感器采用回聲測距原理,通過超聲波在液體中的傳輸速度,以及在液面發(fā)生反射回傳的時間間隔,直接計算得到當(dāng)前液體深度。
傳感器探頭內(nèi)集成溫度傳感器、角度傳感器,配合換能器在不破壞容器的情況下,輸出當(dāng)前狀態(tài)信號數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)信號為電信號,需要通過振蕩器、接收換能器、放大器、芯片等進(jìn)行數(shù)據(jù)算法處理,得出準(zhǔn)確的液位值。
4 超聲波產(chǎn)品特點(diǎn)
(1)精度高。油位傳感器油位高度測量的分辨率為0.2 mm,測量精度為 ±0.5%,在高溫及高寒的外部環(huán)境下,都可以保證較高的測量精度。
(2)長期穩(wěn)定性好。油位傳感器采用超聲波測量的方法,實行非接觸式測量,區(qū)別于目前普遍采用的直接接觸式的浮子式、壓力式、磁制滑動式測量方法,從而避免油位傳感器受到燃油的腐蝕和污染,可保持長期測量的穩(wěn)定性。
(3)易安裝維護(hù)。只需將傳感器探頭安裝在油箱外部下方即可,無需改變原有的油箱測量系統(tǒng),無需對油箱進(jìn)行開孔和更改,并能保證原有汽車油表的正常運(yùn)行。
(4)環(huán)保無污染,耗能小,非接觸式測量,無需對油箱打孔或改裝而造燃油污垢及污染。
(5)可靠性強(qiáng)。在惡劣的環(huán)境下還能正常工作,防潮,防酸,阻燃,抗干擾,智能化。該產(chǎn)品可單獨(dú)使用,使用輔助顯示屏直接查看數(shù)據(jù),亦可與 GPS 設(shè)備配合使用,通過 GPS 設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_,進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表分析與查詢。
5 應(yīng)用范圍和油量檢測功能
(1)適用于各型汽車油量和罐裝液體油箱的液面變化檢測。(2)利用 GPS 實時傳輸監(jiān)控檢測汽車油量變化數(shù)據(jù),采用直觀的圖形,可以清楚看到加油時間,地點(diǎn)和油量,以及油量異常時間。
如圖 1 所示:1 表示正常的油耗,油量是緩慢下降;2 表示油量異常,直線下降,可能是漏油或偷油 ;3 表示油量直線上升,屬于加油 ;4 表示是沒有油量變化,屬于停車時間段。
6 結(jié)語
(1)數(shù)字化遠(yuǎn)程
分體式超聲波物位計監(jiān)測系統(tǒng)的服務(wù)對象可為 :運(yùn)輸車輛、出租車輛、公交車輛、消防車輛、急救車輛、邊防車輛、押鈔車輛、危險品車輛、應(yīng)急指揮車輛、貴賓車隊、私家車輛以及汽車租賃等。
(2)通過數(shù)字化遠(yuǎn)程分體式超聲波物位計監(jiān)測系統(tǒng)提供的油量消耗數(shù)據(jù)能及時確定油量合理消耗使用量,同時也適用于大型罐體油量消耗使用的監(jiān)控監(jiān)測,如鉆井隊使用的儲油罐等?梢赃h(yuǎn)程實時監(jiān)控油量液面變化情況,根據(jù)需要及時調(diào)送補(bǔ)充油料,對于油料大幅下降等異常情況進(jìn)行實時監(jiān)控,保證油料都用在生產(chǎn)上。
(3)數(shù)字化遠(yuǎn)程分體式超聲波物位計監(jiān)測系統(tǒng)可推廣應(yīng)用于鉆井泥漿液面的監(jiān)控監(jiān)測等,實時監(jiān)控泥漿液面高低變化,避免了以往不知道準(zhǔn)確液面深度情況下的過度注入泥漿液,造成不必要的環(huán)境污染,在保證安全生產(chǎn)的前提下又節(jié)約了生產(chǎn)成本。