专利名称：基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统，属于油罐车监控技术领域。
背景技术：
现有的油田多处于偏远山区，因此石油运输成为石油行业里的一个重要组成部分。石油运输又分为长途和短途运输两种，长途运输主要是通过管道和铁路运输，而短途及没有管道和铁路的区域主要是依靠油罐车进行作业。油罐车以其机动灵活很好地弥补了管道和铁路运输的不足。但其由于作业分散，运输过程中常常因为人为及客观原因造成运输效率的低下，甚至出现油品缺失等问题。石油及其衍生品是易燃易爆物品，司机在运输途中，除非发生道路无法通过或其它车辆故障等情况，一般不允许随意停车，以免发生意外事故。然而个别司机不但中途随便停车，甚至私自从储油罐中偷油以牟取暴利。目前大部分 的罐车监控系统更多的是采用对车上的各种仪表进行监控或是视频监控的手段，都存在着很明显的监控死角，特别是对罐车最重要的罐体部分的监控更是存在明显缺失。随着监控手段的不断改善，盗取罐车内油品的司机还采用放油加水的方式保持罐内的液体容体保持不变，避过到油计量。发明内容本实用新型为解决现有的油罐车监控技术存在的采用视频监控手段时存在监控死角、无法检测采用放油加水的方式盗取罐车内油品的问题，进而提出了一种基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统，包括车载设备和远端监控设备；所述车载设备包括超声界面仪、GPS模块和GPRS模块，所述超声界面仪设置在油罐车的罐体上，所述GPS模块的数据输入输出端与所述GPRS模块的数据输入输出端连接，所述远端监控设备包括数据服务器和GSM模块，所述数据服务器的数据输入输出端与所述GSM模块的数据输入输出端连接。本实用新型的有益效果是通过高精度的外贴式超声界面仪为基础，重点监控罐体内油品的油层和水层的变化，能够实时监控罐车在运输过程中的内两种液体的体积变化情况，还辅以温度检测，根据油品在不同温度下的体积变化情况计算出装油时与到油时的体积变化，采用GPS还可以记录罐车在运输过程中是否存在随意停车等情况，将车辆的位置、车速、罐体内一种或两种液体体积的变化情况随时予以记录并通过GPRS模块实时发送到数据服务器中，管理人员即可以通过电子地图实时查看罐车的实时情况，并对油品进行有效的监控。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图I是本实用新型的具体实施方式
提供的基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统的结构示意图。[0010]具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本具体实施方式
提供了一种基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统，如图I所示，包括车载设备I和远端监控设备2 ;车载设备I包括超声界面仪11、GPS模块12和GPRS模块13，超声界面仪11设置在油罐车的罐体上，GPS模块12的数据输入输出端与GPRS模块13的数据输入输出端连接，远端监控设备2包括数据服务器21和GSM模块22，数据服务器21的数据输入输出端与GSM模块22的数据输入输出端连接。具体的，超声波界面仪11可利用最新的多波束超声技术，将超声波透过固态层、液态层并在气态层发生反射，通过对反射波的分析判断和计算，得到罐体内的液体分层高 度。该仪器克服了在罐体外安装的能量损失和在不同声阻抗情况下的声波大部分散射损失，特别是在复杂的现场环境下的微弱信号的提取保证了仪器能够可靠地运行。该仪器不同于以往的超声波液位计或是其它技术方式的界面仪，具有两个主要的优点，一是完全外测式，不与罐体内液体产生直接接触，稳定可靠，二是可以应用于两相液体的各式储存罐中，比如原油储罐中(一般未经脱水的原油储罐会形成油水分层)，主要是根据液体的分层面反射得到罐内液体的高度值。该仪器的技术指标如下测量分辨率< O. 5mm ;测量高度< 5米；485通讯；安装方式装在罐车底部与液面垂直，磁性吸附；防爆等级Exd IIBT6隔爆；使用温度-20 85°C。GPS模块12用于进行车辆的实时定位和速度监控，其主要技术指标如下频率L1，1575. 42MHz ；C/A码1. 023MHz ;通道数20;灵敏度芯片灵敏度 _159dBm ；定位精度(开阔的区域)I) Autonomous :< 10 米 at 2D RMS ；2) SBAS : < 7 米 2D RMS，WAAS 修正；3) DGPS : < I 5 米，DGPS 修正；4)同步到GPS卫星时间为I微秒；启动时间(开阔的区域，固定条件下):I)重新捕获时间I秒(平均)；2)热启动时间6秒(平均);3)温启动42秒(平均)；4)冷启动时间2分钟(平均)；动态条件I)高度18000米(< 60000英尺)最大值；2)速度736米/秒(< 1000英哩/小时)最大值；3)加速度4G，最大值。每个GPRS模块13都需要一张开通APN功能的SM卡，用于与数据服务器进行数据通讯，通讯过程需要承担一定的流量费，按照测算，每个监测点，每个月的流量费用不超过50元。数据服务器能够实现以下的功能接收和处理各个监测点的实时上传的数据；在电子地图上标注各个监测点的实际位置；监测数据的历史记录查询；监测点报警结果的输出；管理各个监测点的参数，如检测时间间隔设定等；短信提示管理功能；其他必要的人机接口。本具体实施方式
提供的基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统的工作原理是超声界面仪11可以贴在油罐车的罐体底部，通过固定频率的超声波发射和接收装置，实时测量罐体内的界面高度。如果罐体内含有两种不同密度且不相溶的液体(如油和水)，则在罐内会分成两成液面，超声波界面仪11通过接收不同界面返射回来的回波，利用时差法计算液面的高度，整个测量的精度可高达O. 1_。一旦罐体内的液位发生超过O. Imm的变化时，可通过GPRS模块13向远端监控设备2报警，能够有效应对盗窃油罐车的常见手段，特别是有的油罐车根据装油时和卸油时的温度变化，来达到多装油少交油的目的，超声界面仪11中安装的温度实时检测器可随时记录不同时间的温度值，在交油时换算成相应的体积容量，避免因温度变化而产生的体积差。装在车辆上的GPS模块12实时接收相关的卫星 信号进行导航和位置标定，可以实时监控车辆所在的位置及车速，并将所采集到的各种信息通过GPRS模块13发送到远端监控设备2的数据服务器21，数据服务器21再根据设置的相关参数将信息通过GSM模块22发送到相关人员的手机里，实现全方位的油罐车监控。进一步地，车载设备I还可以包括车载供电模块和备用电池，车载供电模块的电源输入端与车载电瓶连接，车载供电模块的电源输出端与GPS模块12和GPRS模块13的电源输入端连接，备用电池的电源输出端与GPS模块12和GPRS模块13的电源输入端连接。车载设备I可采用车载供电和备用电池的双重供电方式，备用电池保证在没有其它电源供给的情况下监测系统仍能够继续工作，供电部分也可以按照需要加大电池容量以保证更长时间的电源供应。备用电池可采用3组3. 7V长效锂电池串联，总容量为12AH/12V，可为每个监测点的设备提供不超过5天的工作电流，也可以根据需要加大电池容量以为设备提供更长时间的电源。另外，车载设备I还可以设置一个存储器，存储器的数据输入输出端与GPRS模块13的数据输入输出端连接。在遇到没有GPRS信号时将自动将记录的数据存储在存储器内，待通讯恢复后及时将数据上传到数据服务器内，保证了系统监控的连续性。系统还有自检测措施，安装在车辆上的装置一旦一段时间没有与数据服务器进行通讯，系统也会发出警报提示，此功能不仅能够有效确定装置的稳定工作，还能避免人为关掉现场的检测装置。一台数据服务器最多可同时为不超过64台的现场检测装置提供数据连接。本具体实施方式
提供的基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统能够实时监测罐体内液体的界面变化，界面高度发生突然变化时系统及时报警并记录发生的时间和地点，记录罐车在接油时的界面高度，在罐车到达运输地点时检测罐内的界面高度，如果与接油时记录的高度发生超过O. I %变化时系统也会发出报警提示；监控罐车的运动轨迹，管理人员可以在电子地图上随时调看车辆所在位置及在运输途中停驶的时间、地点及停驶的时间跨度等；监测罐车的行驶速度，一旦行驶速度超过规定的值时系统及时发出警报，提示司机减缓车速，可有效提高车辆行驶的安全性。安装过程中，采用的外贴式超声界面仪自身带有较强磁性，可直接吸附在罐体的底部，其它模块放在仪器盒内放置在罐车上固定即可。一般不需要单独再接电源线，自备电池耗光后可直接拆下来进行充电或更换。一般罐车在行驶过程中会产生液面的波动造成测量误差较大，但由于本系统主要针对非自然损耗的监测，因此，系统只需要在车停止时(液面处于静止状态)进行检测即可。本具体实施方式
提供的基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统具有如下的优
占-
^ \\\ ·I、采用外贴式超声界面仪对罐体内的液位进行检测，避免与罐体内液体进行接触，可以适用于高腐蚀性液体的检测；2、可对具有双层液体层面的罐体进行检测，特别适用于罐内含有两种液体(如油和水)的罐车监控；3、测量精度高,测量精度达到Imm量级,对罐体内的液体进行精度计量,真在杜绝·非自然损耗的产生，一旦发生液位剧烈变化，系统将自动输出报警提示；4、采用GPRS和GPS可对罐车在运输过程中的位置和速度进行监测，有助于对罐车运输效率进行科学管理；5、采用面向对象软件编写的专用数据处理软件，人机界面更加友好，功能更加简捷直观；6、安装方式灵活，超声波界面仪直接吸附在罐底，其他部件固定在罐车上即可；7、监测无死角，系统直接对罐体内的液体进行体积测算，不会受到其他外界因素的干扰。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统，其特征在于，包括车载设备和远端监控设备；所述车载设备包括超声界面仪、GPS模块和GPRS模块，所述超声界面仪设置在油罐车的罐体上，所述GPS模块的数据输入输出端与所述GPRS模块的数据输入输出端连接，所述远端监控设备包括数据服务器和GSM模块，所述数据服务器的数据输入输出端与所述GSM模块的数据输入输出端连接。
2.根据权利要求I所述的基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统，其特征在于，所述车载设备还包括车载供电模块和备用电池，所述车载供电模块的电源输入端与车载电瓶连接，所述车载供电模块的电源输出端与所述GPS模块和GPRS模块的电源输入端连接，所述备用电池的电源输出端与所述GPS模块和GPRS模块的电源输入端连接。
3.根据权利要求I所述的基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统，其特征在于，所述车载设备还包括存储器，所述存储器的数据输入输出端与所述GPRS模块的数据输入输出端连接。
专利摘要本实用新型提供了一种基于高精度超声界面仪的油罐车监控系统，包括车载设备和远端监控设备；所述车载设备包括超声界面仪、GPS模块和GPRS模块，所述超声界面仪设置在油罐车的罐体上，所述GPS模块的数据输入输出端与所述GPRS模块的数据输入输出端连接，所述远端监控设备包括数据服务器和GSM模块，所述数据服务器的数据输入输出端与所述GSM模块的数据输入输出端连接。本实用新型能够实时监控罐车在运输过程中的内两种液体的体积变化情况，采用GPS还可以记录罐车在运输过程中是否存在随意停车等情况，管理人员可以通过电子地图实时查看罐车的实时情况，并对油品进行有效的监控。
文档编号G05B19/418GK202694105SQ20122024671
公开日2013年1月23日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者孙清源 申请人:科林声(北京)科技有限责任公司