不停业标罐系统的制作方法

本实用新型涉及油罐标定用的装置，具体涉及一种应用反罐容原理，加油站在不停业情况下进行地下油罐标定的网络在线标罐系统。

背景技术：

油罐，尤其是加油站的地下油罐都要有相应的油罐容积表 (也可称作罐容表或容积表)，即一个记载有油罐中液位高度与油量关系的表格，在知道油罐中液位高度的情况下，通过该表格能够获知油罐中剩余油的体积；一般来说，所述油罐容积表都是国家有关部门根据国家标准，如国家规定的检定规程JJG226-96进行检定的；现有技术中，所述油罐容积表一经检定就不再更改，但是事实上国家规定的检定方法也存在误差，其准确性仍然有待提高，具体来说，该方法属于标准器容量法，即把被检定的油罐清理干净后，将标准器内已确定液体介质的量值注入油罐，在油罐内测量液体的高度，从低至高进行重复，直到被检定的油罐盛满介质为止，将标准器内的多次量值累计传递到油罐。在各测量点外，将量值进行差分，得到容积表。所述检定与标罐含义相同，都是指代通过一定的辅助设备和方法获知油罐的容积表的过程。

该检定方法的特点：标准器内确定液体介质的量值具有高准确度，但是作为一个系统，测量液位的高度误差和介质量值如何分配，使该方法的准确度受到较大影响，但方法上仍是解决问题的思路之一。

该检定方法的难点：该方法由于清罐、停业、安全、高费用等问题，很难开展普及检定；同时，测量液位高度的误差及如何分配介质量值使其在实际操作中存着较大难度。

另外，由于该方法属于一次性检定的方法，不能在后续的多次重复使用时对该表格进行合理的修改和更正，也就不能使得该表格逐渐完善并趋近于真实值。

针对上述检定方法的多种缺陷，现有技术中也有人提出了相关的其他的方法，如CN201320213216中披露的一种储油罐容积标定装置，但是也只能解决其中的一小部分问题，整个方案的构思仍然不够科学合理，仍然有待改进和提高。

由于上述原因，本发明人对现有的储油罐容积标方法及相应辅助设备做了深入研究，以便设计出一种能够解决上述问题的新的不停业标罐系统以及采用其的油罐标定方法，也可称之为反罐容法。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种加油站不停业只能在线标罐系统，简称不停业标罐系统，该系统中，利用加油站的加油机和加油站液位仪及加油站管控系统，通过液位高度采集部获得加油站油罐中的液面不断下降时高度信息，并根据油罐中液面的波动幅度判断油罐中液面是否平稳、稳定，当其稳定时记录时间和稳定时的液面高度，再通过流量采集部获知从油罐中抽油的加油机所抽取的油液的流量信息，进而获知相邻两个稳定时刻之间的时间段内油罐中被抽出的油液量，随着油罐中的油液被逐渐抽出，获得越来越多的数据，进而通过容积表生成模块生成容积表；从而完成本实用新型。

具体来说，本实用新型的目的在于提供一种不停业标罐系统，该系统包括液位高度采集部1、流量采集部2、GPAS无线发射装置和油罐4；

其中，在所述油罐4上设置有液位仪5，在所述油罐上还设置有向外输油的输油装置；

所述输油装置包括加油机61、加油机集线器62和管控机 63，

所述液位高度采集部1包括与液位仪5相连的RS232接口和与RS232接口相连的计时存储模块11，所述计时存储模块11 包括PCF8563芯片和AT45DB16ID芯片；

所述流量采集部2包括与加油机集线器62相连的 LM3S6911型号网口，和/或，所述流量采集部2包括与管控机63 相连的HR911105A型号网络端口。

其中，所述液位高度采集部1用以获得油罐4中逐渐下降的液面的高度信息；

所述流量采集部2用以获得输油装置从油罐4中输出的油液的流量信息。

其中，所述液位高度采集部1还包括稳态判断模块12，所述稳态判断模块12包括STM32101BET6型号芯片。

其中，所述稳态判断模块12用以判断油罐中液位是否处于稳定状态，并通过GPAS无线发射装置传递出判断结果和油罐处于稳定状态的时间信息。

其中，所述液位仪每隔预定时间测量一次油罐中的液面高度，当相邻两次测得的液面高度值之差为0.005mm以下时，所述稳态判断模块12判断油罐中液位处于稳定状态。

其中，所述标罐系统还包括通过GPAS无线发射装置与液位高度采集部1、流量采集部2相连的容积表生成模块3，所述容积表生成模块3包括LM3S6911型号芯片。

其中，所述容积表生成模块3根据接收到的信息获知在相邻两个稳定状态构成的时间段内油罐中输出的油液量，

所述容积表生成模块3根据所述输出的油液量与稳定状态时油罐中的液面高度信息生成容积表。

其中，该系统还包括设置在油罐中的温度传感装置7，所述温度传感装置7用于实时获得油罐中的温度信息，并将该信息传递给容积表生成模块3。

其中，在所述加油机61上设置有加油枪，所述加油机集线器与加油枪相连。

其中，所述加油机61上的抽油管伸入到油罐底部。

本实用新型所具有的有益效果包括：

(1)根据本实用新型提供的不停业标罐系统以及采用其的油罐标定方法，能够使得油罐，尤其是加油站中的油罐在正常工作的情况下进行油罐标定，不必停工，成本低，操作简便；

(2)根据本实用新型提供的不停业标罐系统以及采用其的油罐标定方法，可以在任意油罐中重复使用，重复标定，以便使得该油罐的容积表越来越精确，减少油罐在使用过程中对油的损耗和浪费；

(3)根据本实用新型提供的不停业标罐系统以及采用其的油罐标定方法，可以在动态的过程中，或者可以在不考虑油罐工作状态的情况下获得油罐中的相关数据，最终得到精确的容积表，从而提高工作效率，缩短标定时间。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的不停业标罐系统整体结构示意图；

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的不停业标罐系统中液位高度与流量的关系示意图；

图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的不停业标罐方法的流程示意图。

附图标号说明：

1-液位高度采集部

11-计时存储模块

12-稳态判断模块

2-流量采集部

3-容积表生成模块

4-油罐

5-液位仪

61-加油机

62-加油机集线器

63-管控机

7-温度传感装置

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本实用新型提供的不停业标罐系统，如图1中所示，该系统包括液位高度采集部1、流量采集部2和容积表生成模块3，

其中，所述液位高度采集部1用以获得油罐中液面的高度信息；

所述流量采集部2用以获得油罐中油液流量信息；

所述容积表生成模块3用以接收液位高度采集部1和流量采集部2获得的信息，并根据该信息获得容积表。优选地，所述容积表生成模块3通过GPAS无线发射装置与液位高度采集部1 和流量采集部2相连。

优选地，所述不停业标罐系统设置在油罐4上，尤其是加油站中地埋的油罐，对该地埋的油罐进行标罐作业；在所述油罐4 上设置有液位仪5，在所述油罐上还设置有向外输油的输油装置。本实用新型中所述的液位仪是专用于油罐中的液位仪，是本领域中的常用设备，能够按照预定频率获得油罐中的液面高度值，并将获得的高度数值信息传递出来，输送至指定的接收终端。

在一个优选的实施方式中，所述不停业标罐系统能够在加油站的油罐不停止作业的情况下工作，获得相关信息以计算罐容表；优选地，需要在油罐中注满油或者基本注满油时启动工作，随着油罐中的油量逐渐减少，逐步记录相关信息；具体来说，所述液位高度采集部1用以获得油罐4中逐渐下降的液面的高度信息；所述流量采集部2用以获得输油装置从油罐4中输出的油液的流量信息。

进一步优选地，所述液面的高度信息包括油罐中的液面高度数值和对应的时间信息；所述时间信息精确到毫秒级别。

所述液位高度采集部1包括与液位仪相连的计时存储模块 11，该计时存储模块不仅能够存储液位仪测得的液面高度信息，还能够记载获得每个高度信息的时间。

在一个优选的实施方式中，所述液位高度采集部1还包括稳态判断模块12，所述稳态判断模块12用以判断油罐中液位是否处于稳定状态，并将判断结果和油罐处于稳定状态的时间信息都传递给容积表生成模块3；一般来说，油罐中的油液被抽取出来，必然导致油罐中油液表面的波动，所以液位仪测量到的液面高度与真实值之间必然存在一定的差异，在波动的液面中选择最为接近真实值的稳定状态是及其重要和困难的。

优选地，所述液位仪每隔预定时间测量一次油罐中的液面高度，当相邻两次测得的液面高度值之差为0.005mm以下时，所述稳态判断模块12判断油罐中液位处于稳定状态，并将所述相邻两次测得的液面高度值中后一次的液面高度值作为稳定状态下的液面高度值，所述预定时间优选为20毫秒。

通过利用液面稳定时的液面高度及相应的流量进行计算，能够大大提高最终获得的容积表的精度，并且不会降低标定效率。

在一个优选的实施方式中，所述输油装置包括加油机61和加油机集线器62和管控机63，所述加油机为本领域加油站中通用的加油设备，其上还设置有加油枪，所述加油机集线器与加油枪相连，能够实时测出从加油枪中排出的油液的流量/体积。优选地，所述加油机上的抽油管伸入到油罐底部，以使得从油罐向外抽油对油罐内液面平稳性的影响最小。

优选地，所述一个加油站中设置有多个加油机，即有多个加油枪，所述加油机集线器62和管控机63中都记载有多个加油枪的加油数据信息。

所述流量采集部2与加油机集线器62物理相连，或者所述流量采集部2与管控机63信号相连/网络相连，能够读取/拷贝出测控系统记录的流量数据，从而使得标罐系统能够获知相邻两个稳定状态所间隔的时间段内罐中油液的输出量。

进一步地，所述容积表生成模块3根据接收到的信息获知在相邻两个稳定状态构成的时间段内油罐中输出的油液量，

所述容积表生成模块3根据所述输出的油液量与稳定状态时油罐中的液面高度信息生成容积表。

进一步优选地，所述不停业标罐系统还包括设置在油罐中的温度传感装置7，所述温度传感装置7用于实时获得油罐中的温度信息，并将该信息传递给容积表生成模块3。

在一个优选的实施方式中，所述液位高度采集部和流量采集部都包括硬件接口，并根据加油站测控设备通讯协议编制不同通讯软件，使液位高度采集部跨接在油罐标定系统上，流量采集部跨接在加油站测控系统上，就是利用加油站液位仪、加油机的集线器，采集液位和加油机加油记录数据，打包后通过网口或采集器GPAS无线发射装置传到容积表生成模块，容积表生成模块处理数据后生成罐容表。

具体来说，所述液位高度采集部包括RS232接口、具有 AT45DB16ID芯片、PCF8563芯片的计时存储模块和具有 STM32101BET6芯片的稳态判断模块，所述流量采集部包括 tcpip网络模块、LM3S6911型网口，还任选地包括能够进入加油站管控系统的网络端口，所述容积表生成模块3包括 LM3S6911型芯片；优选地，所述液位高度采集部和流量采集部可以共用一个GPAS无线发射装置，进一步优选地，所述液位高度采集部和流量采集部可以在硬件上集成在一起，其采集的数据包括：采集时间、液位高度、平均温度、原罐体积，及多把加油枪累计加油量。

所述容积表的生成，在获得上述基础数据的基础上，需要采用分段线性插值的方法，具体来说：

在检定中，油罐在20℃时各点容积值可用下式表示：

V_d0表示油罐检定最底液位容积值也称底量，(L)；

V_di表示检测点对应的容积值(L)

V_ji表示i检测点对应该油罐的加油枪流量总累计数(L)

V_ji-1表示1-4号加油抢i检测点流量累计数(L)对应该油罐的加油枪流量总累计数(L)

β₂表示油罐油品体胀系数(/℃)；需要根据具体油品进行确认或选择；

β₁表示油罐体胀系数(一般取0.0002/℃)；

t_i表示i检测点油品平均温度(℃)；

t_i-1表示前一检测点油品平均温度(℃)；

表示(1-4)号加油枪i检测点流量累计数(L)；

表示(1-4)号加油枪前一次检测点流量累计数(L)；

号加油枪流量计检定误差：≦0.3％；该数据信息记载在加油枪或者其使用说明上。

上述公式是按照具有四把加油枪设置的，如果加油枪数量变化，公式也需要相应调整，即在式(二)中增加或者减少对应的项数，如具有三把加油枪，则式(二)调整为：

根据本实用新型提供的一种不停业标罐方法，该方法是通过上文所述的不停业标罐系统实现的。

该方法也称之为反罐容法，如图2中所示；现有技术中，油罐流量计容积法是注油法，本实用新型是反其道而行之，设置成抽油法，即在从注满油液的罐中逐渐抽出油液的过程中采集相关数据进而获得容积表的方法；很明显，抽油法比注油法有液位稳定、温度变化小、精度高等优点；所述抽油标定油罐容积表方法称为反罐容法，其方法是在标定前将被标定油罐注满油品，由抽油设备抽油，抽油设备根据液面下降高度停泵，液面稳定后锁定液位和流量累计数据，标定系统边抽油边锁定检定点的流量计累计数和油面高度，此项操作反复进行，直到油罐液位到达最低点油罐标定结束。最低点时油罐剩余量为底量，标定系统通过锁定的数据应用分段线性插值方法计算油罐个点容量値生成罐容表，抽油方法标定油罐容积表的方法称为反罐容油罐检定法，简称反罐容法。所述抽油设备即为输油装置。图2中，H0、H1、H2、H3至Hn等分别表示的是液面高度信息，并且是稳定状态下的液面高度信息，与之对应的是L0、L1、L2、 L3到Ln用于表示流量累计量，举例来说，L0表示在液面高度是 H0的时刻，所有的加油机输出的总流量，L1表示在液面高度是 H1的时刻，所有的加油机输出的总流量，L1和L0的差值就是从液面高度是H0的时刻到液面高度是H1的时刻这段时间内所有的加油机输出的总流量，也就是液面高度H0与液面高度H1之间的罐内油液的量；相应地，Hn表示第n个平稳的液面高度，Ln 和Ln-1之差即为从液面高度是Hn-1的时刻到液面高度是Hn的时刻这段时间内所有的加油机输出的总流量；以此类推，即可知道所有的液面高度信息及相邻两个高度之间的罐内油液的量，从而可通过该图中的数据信息获得生成容积表所需的基础数据。

具体来说，如图3中所示，所述不停业标罐方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：将待标罐的油罐中注满油液；至少达到安全线95％；

步骤2：将液位高度采集部与液位仪相连，以获得液面高度信息，

将流量采集部与加油机集线器相连，以获得输油装置从油罐中输出的油液的流量信息；

步骤3：液位高度采集部中的稳态判断模块实时判断液位仪获得的液面高度信息，并据此分析、记录液面处于稳定状态的时刻，即稳定状态的时间信息和稳定状态时的液面高度信息；

步骤4：根据多个稳定状态的时间信息和流量信息，获得在相邻俩个稳定状态之间的时间段内油罐中油液的体积减少量；

步骤5：根据上述获得的信息，由容积表生成模块计算获得容积表。

优选地，步骤2中获得的液面高度信息为高度逐渐降低的液面高度信息；

优选地，步骤2中所述流量信息可以不必实时获得，可以在油罐中油液都抽取完毕后再统一获得，所述流量信息包括时间信息和流量值；

优选地，步骤3中稳态判断模块的判断过程为：每隔预定时间测量一次油罐中的液面高度，当相邻两次测得的液面高度值之差为0.005mm以下时，所述稳态判断模块12判断油罐中液位处于稳定状态，所述预定时间为20毫秒。

优选地，通过输油装置从油罐中向外抽油，不会把油罐中的油抽干，当油罐油抽到10％-15％液位时停止抽油结束油罐标定，此时油罐剩余量为底量。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。