专利名称：密闭装卸油罐车计量及监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种监控系统，具体涉及到密闭装卸油罐车的监控系统。
背景技术：
随着国家对环保要求的不断提高，加油站实行密闭加油，油罐车实施密闭装卸后，给油品二次配送计量交接带来了新问题；同吋，由于油罐车实施密闭装卸无法计量更加剧了偷油、盗油现象发生。国内公司投入大量人力财力，研究各种铅封(包括电子铅封)防止偷油、盗油，虽然对偷油、盗油有一定程度的遏制作用，但都没有从根本上解决问题
发明内容
为了解决现有密闭装卸油罐车的防盗装置可靠性不高，不能够有效防止密闭油罐车在装载及运输过程中存在的偷油、盗油的现象，本发明设计了ー种密闭装卸油罐车计量及监测系统。本发明所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统包括远程监控装置和多个车载监测装置，每个车载监测装置包括油品參数计量単元、地理位置测量单元、设备状态监测単元和无线通信単元，所述油品參数计量単元用于检测油罐车的油品液位、油品温度和油品密度信息，并将检测获得的所有信息通过无线通信单元发送给远程监控装置；地理位置测量单元用于检测油罐车的地理位置，并将检测获得的地理位置信息通过无线通信单元发送给远程监控装置；设备状态监测単元用于实时检测油罐车的阀门状态，并将检测获得的阀门状态通过无线通信単元实时发送给远程监控装置；远程监控装置用于接收每个车载监测装置发送的数据，并将接收到的数据进行存储、显示。本发明所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统中的每个车载监测装置中还可以包括太阳能供电单元，所述太阳能供电单元用于给车载监测装置中的油品參数计量単元、地理位置测量单元、设备状态监测単元和无线通信単元提供工作电源。本发明所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统中，还可以包括油罐自动标定装置，所述油罐自动标定装置包括地下罐、地下罐液位仪、潜油泵、潜油泵电磁阀、气液分离器、流量计、标准罐电液阀、标准罐、标准罐液位仪、车载罐电液阀、车载罐电磁阀、车载罐、车载罐液位仪和控制器，地下罐液位仪固定在地下罐上，用于测量所述地下罐中油品的液面高度；标准罐液位仪固定在标准罐上，用于测量所述标准罐中油品的液面高度；车载罐液位仪固定在车载罐上，用于测量所述车载罐中油品的液面高度；地下罐的出油ロ与潜油泵的进油ロ相连通，所述潜油泵的出油ロ通过潜油泵电磁阀与气液分离器的液体输入ロ连通，所述气液分离器的液体输出ロ与流量计的液体输入口连通，所述流量计的液体输出ロ同时与标准罐电液阀的一端、车载罐电液阀的一端连通，所述标准罐电液阀的另一端与标准罐的进油ロ连通，所述车载罐电液阀的另一端通过车载罐电磁阀与车载罐的进油ロ连通，控制器的潜油泵驱动信号输出端连接潜油泵的驱动信号输入端，所述控制器的潜油泵电磁阀驱动信号输出端连接潜油泵电磁阀的驱动信号输入端，所述控制器的车载罐电液阀驱动信号输出端连接车载罐电液阀的驱动信号输入端，所述控制器的车载罐电磁阀驱动信号输出端连接车载罐电磁阀的驱动信号输入端，所述控制器的标准罐电液阀驱动信号输出端连接标准罐电液阀的驱动信号输入端，流量计的测量信号输出端连接控制器的流量信号输入端，地下罐液位仪的液位信号输出端连接控制器的地下罐液位信号输入端，标准罐液位仪的液位信号输出端连接控制器的标准罐液位信号输入端，车载罐液位仪的液位信号输出端连接控制器的车载罐液位信号输入端，所述控制器中包括GPRS模块和GPS模块，所述控制器通过该GPRS模块与远程监控装置进行数据通信。本发明所述的系统可应用于对密闭油罐车的装卸和运输过程的监控，可有效控制在油罐车运输过程中的偷油行为。本发明所述的系统可与现有物联网技术M2M采用无线接入方式相结合，实现通过互联网对密闭油罐车远程状态监控的网络化管理。
应用本发明所述的系统获得的数据，可以建立油罐车计量配送信息网站，实现油品配送信息共享，罐车阀门开/关网络监控、违规开关阀门网上报警。油品计量交接出现纠纷，油库、油站、承运方网上数据回放、查寻校核、处理意见汇签。本发明所述的系统与物联网技术M2M采用无线接入方式相结合，能够实现通过互联网对密闭油罐车远程状态监控的网络化管理。网络系统监控界面简单易懂，数据全面，罐车阀门的任何操作都会记录在系统数据库中，对物流配送全过程油品数质量起到很好的保障作用，为密闭装卸模式下油库加油站配送计质量交接提供一种新的管理手段。采用本发明所述的系统，能够有效防止偷油盗油的现象的发生。
图I是本发明所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统的原理框图，图2是具体实施方式
七所述的油罐自动标定装置的结构示意图；图3是图2所示的油罐自动标定装置的电气原理图。
具体实施例方式具体实施方式
一、本实施方式所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统包括远程监控装置和多个车载监测装置，每个车载监测装置包括油品參数计量単元、地理位置测量单元、设备状态监测単元和无线通信単元，所述油品參数计量単元用于检测油罐车的油品液位、油品温度和油品密度信息，并将检测获得的所有信息通过无线通信单元发送给远程监控装置；地理位置测量单元用于检测油罐车的地理位置，并将检测获得的地理位置信息通过无线通信单元发送给远程监控装置；设备状态监测単元用于实时检测油罐车的阀门状态，并将检测获得的阀门状态通过无线通信単元实时发送给远程监控装置；远程监控装置用于接收每个车载监测装置发送的数据，并将接收到的数据进行存储、显示。本实施方式所述的远程监控装置可以放置在油罐车运输管理中心，每个车载监测装置固定在一个密闭油罐车上，这样，管理人员在油罐车运输管理中心，通过远程监控装置既可监测到每台油罐车的地理位置、油罐内油品參数、油罐车阀门开关状态等需要监测的信息，进而实现运输图中的油罐车的监控和管理。本实施方式中的设备状态监测単元可以选择现有的检测装置，例如专利号为200820091085.9的“ー种开关检测装置及使用该装置的油罐车卸油阀或油罐盖”。该种油罐车卸油阀或油罐盖采用机、电、磁技术，将卸油阀开关位移量转换成频率信号，并通过硬件和软件逻辑加密处理形成油罐车阀门状态信号，实现对油罐车油品监测目的。
具体实施方式
ニ、本实施方式是对具体实施方式
一所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统中的远程监控装置的进ー步限定，所述远程监控装置包括无线通信単元、数据存储单元和人机界面単元，所述无线通信単元用于和多个车载监测装置实现无线通信；数据存储单元，用于存储每个车载监测装置发送的所有数据，还用于存储电子地图信息；人机界面単元，用于提供人机交换数据的界面，用于接收外部输入数据，还用于显示输出数据。 本实施方式所述的远程监控装置中的数据存储単元和人机界面单元采用软件实现，在实际应用中，还可以根据用户需要增加数据查询等功能。
具体实施方式
三、本实施方式是对具体实施方式
一所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统中的油品參数计量単元作进ー步限定，本实施方式所述的油品參数计量単元由监测仪和计量传感器组成，所述计量传感器用于计量油罐内的液位高度、油品温度和油品密度，并将计量获得的所有參数发送给监测仪，所述监测仪将计量传感器获得的參数数据和接收到所述參数数据的时间信息打包发送给无线通信単元。本实施方式所述的计量传感器可以采用现有多參数液体计量传感器实现测量油罐车油品高度、温度、密度和体积等油罐车内油品多个參数的采集，也可以采用多个计量传感器实现不同參数的计量，例如可以采用现有的磁致伸縮液位仪测量液位测油品液位，采用振弦式密度计测量油品密度等。本实施方式所述的监测仪用于将计量传感器采集的数据进行汇总并实现数据传输。
具体实施方式
四、本实施方式是对具体实施方式
一所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统中的地理位置测量单元作进ー步限定，本实施方式所述的地理位置測量单元采用GPS卫星定位模块。所述GPS卫星定位模块能够准确測量油罐车所在的地理位置，在远程监控装置中，根据地图结合该地理位置信息，就能够或者油罐车的实际位置，实现油罐车运输轨迹的监控。
具体实施方式
五、本实施方式是对具体实施方式
一所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统中的无线通信単元作进ー步限定，本实施方式所述的无线通信单元采用GPRS/GSM通信模块。本实施方式中的无线通信单元采用GPRS/GSM通信模块实现，通信距离远、覆盖面大，能够实现远距离数据传输，更适用于采用密闭油罐车运输的管理具体实施方式
六、本实施方式是对具体实施方式
一所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统的区别在于，每个车载监测装置中还包括太阳能供电单元，所述太阳能供电单元用于给车载监测装置中的油品參数计量単元、地理位置测量单元、设备状态监测単元和无线通信単元提供工作电源。本实施方式中的车载监测装置采用太阳能供电的方式提供工作电源，能够节省能源，并且更适合长途运输过程中使用。
具体实施方式
七、本实施方式是对具体实施方式
一所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统的进一歩限定，本实施方式所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统还包括油罐自动标定装置，所述油罐自动标定装置包括地下罐I、地下罐液位仪101、潜油泵2、潜油泵电磁阀3、气液分离器4、流量计5、标准罐电液阀6、标准罐7、标准罐液位仪701、车载罐电液阀9、车载罐电磁阀10、车载罐11、车载罐液位仪111和控制器12，地下罐液位仪101固定在地下罐I上，用于测量所述地下罐I中油品的液面高度；标准罐液位仪701固定在标准罐7上，用于测量所述标准罐7中油品的液面高度；车载罐液位仪111固定在车载罐11上，用于测量所述车载罐11中油品的液面高度；地下罐I的出油ロ与潜油泵2的进油ロ相连通，所述潜油泵2的出油ロ通过潜油泵电磁阀3与气液分离器4的液体输入口连通，所述气液 分离器4的液体输出口与流量计5的液体输入口连通，所述流量计5的液体输出ロ同时与标准罐电液阀6的一端、车载罐电液阀9的一端连通,所述标准罐电液阀6的另一端与标准罐7的进油ロ连通，所述车载罐电液阀9的另一端通过车载罐电磁阀10与车载罐11的进油ロ连通，控制器12的潜油泵驱动信号输出端连接潜油泵2的驱动信号输入端，所述控制器12的潜油泵电磁阀驱动信号输出端连接潜油泵电磁阀3的驱动信号输入端，所述控制器12的车载罐电液阀驱动信号输出端连接车载罐电液阀9的驱动信号输入端，所述控制器12的车载罐电磁阀驱动信号输出端连接车载罐电磁阀10的驱动信号输入端，所述控制器12的标准罐电液阀驱动信号输出端连接标准罐电液阀6的驱动信号输入端，流量计5的測量信号输出端连接控制器12的流量信号输入端，地下罐液位仪101的液位信号输出端连接控制器的地下罐液位信号输入端，标准罐液位仪701的液位信号输出端连接控制器12的标准罐液位信号输入端，车载罐液位仪111的液位信号输出端连接控制器12的车载罐液位信号输入端，所述控制器12中包括GPRS模块1245和GPS模块1244，所述控制器12通过该GPRS模块1245与远程监控装置进行数据通信。本实施方式中所述的潜油泵2采用进ロ潜油泵。在国内，大部分都采用真空离心泵上抽油品，这种方法简单，但由于上抽的真空泵要产生很大气体，很难达到标定系统的エ艺要求，消气可能导致标定系统严重超差。本实施方式的自动标定装置分成两部分，其中地下罐I、潜油泵2、潜油泵电磁阀
3、气液分离器4、流量计5、标准罐电液阀6、标准罐7、标准罐液位仪701、车载罐电液阀9、车载罐电磁阀10、车载罐11、车载罐液位仪111和控制器12组成了流量计量标定部分，另ー个是地下罐液位计量部分，流量计量标定部分完成地下油罐抽出油量计量数据采集发送，同时可实现标准罐对流量表的标定。地下油罐液位计量部分完成被标定地下油罐液位数据采集发送，两部分各自独立工作，标定前各自通过GPS定位装置获取哥林维尼标准时间，在标定过程中两套装置，分别在同一时间连续向标定系统发送流量数据和液位，标定结束系统整理两套装置发送来的数据立即可生成罐表。本实施方式的自动标定装置的标定过程及工作原理为
采用油泵从地下罐中抽取油品灌入车载油罐中；所述地下油罐为充满油的地下te ；在上述抽油过程中，实时采集测量參数，并通过GPS采集时间传送至数据中心，所述测量參数包括地下罐中或者出油ロ处的油品温度、从潜油泵中抽出的油品的体积、地下罐内油品的液位；数据中心以数据的采集时间为基准，选取同一时刻对应的测量数据组成一个数据组，每个时刻对应的数据组中包括该时间测量获得的温度、体积、地下罐液位和车载罐液位，然后根据所述温度參数对体积參数进行修正，获得修正后的数据组，所述修正后的数据组包括修正后的体积、地下罐液位,将该数据组中的地下罐液位和修正后的体积组成ー对数据，获得地下罐的标定罐表，将该数据组中的车载罐液位和修正后的体积组成ー对数据，获得车载罐的标定罐表，完成对地下罐和车载罐的标定。 在实际操作时，可以在本实施方式的方法获得的罐表中选取部分数据对制作实际应用的标定罐表。例如可以根据测量參数中的体积值选取数据对来获得标定罐表。具体方法为根据实际需要，以被标定罐的体积的1/N作为单元体积參数，然后在罐表中选取所述单位体积參数的整数倍的体积參数(或者相接近的体积參数)对应的数据对组成实际应用的标定te表。在实际测量过程中，根据测量获得的液位置以及标定罐表，采用插值方法，即刻够获得对应的油品体积值。所述插值算法包括线性插值和非线性插值，下面分别对其作讨论。线性插值是已知两点，通过线性方程计算这两点间的值。设有两个高度体积数值对 Ov1 Vh)、Qli Vi)，设匕 G [V1 hj，有V = hx~kj V + —h~ V
L動」Vx h^_hj Km 卞 h「hii Vi对于整个油罐这种方式认为是分段线性的，故采用分段线性插值保证在取样点处正确，但是因为油罐车体积于高度之间并非是完全线性的，即使在不高的距离范围内，况且測量点间的间隔并不是很多，所以这种线性化方法显然精度不够，不符合油罐车的情況。二次插值需要三个点来构造，假设有三个高度体积数值对Ov1 Vg)、Qii Vi)、(hi+1vi+1),设 hx G [hi_! hi+1]，据 Largrange 插值方法,有
Y—Y I (K~h-\)iK) Y 4 dUhrh) \r
,Xr /-I ^ (JirhiH)r i 卞 m-へ) vi+\Largrange插值多项式与被插函数的逼近程序与分点数目及位置有关，而且分点越多并不代表对函数的逼近程度越高(Runge现象)，高次插值多项式也不一定都收敛到相应的被插函数(已被证明)，有时反而会在许多地方偏离原函数。对于我们的测量点的位置，人是不可估计的，故使用这种方法也不好。Hermit曲线插值构造出的插值函数，不但在给定点上取已知函数，而且取已知微商值，使插值函数和被插函数的密合度更好，能用的是三次Hermit曲线,这种插值曲线可用下面的式子表达
权利要求
1.密闭装卸油罐车计量及监测系统，其特征在干，该系统包括远程监控装置和多个车载监测装置，每个车载监测装置包括油品參数计量単元、地理位置测量单元、设备状态监测単元和无线通信単元， 所述油品參数计量単元用于检测油罐车的油品液位、油品温度和油品密度信息，并将检测获得的所有信息通过无线通信单元发送给远程监控装置； 地理位置测量单元用于检测油罐车的地理位置，并将检测获得的地理位置信息通过无线通信单元发送给远程监控装置； 设备状态监测単元用于实时检测油罐车的阀门状态，并将检测获得的阀门状态通过无线通信単元实时发送给远程监控装置； 远程监控装置用于接收每个车载监测装置发送的数据，并将接收到的数据进行存储、显不。
2.根据权利要求I所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统中的远程监控装置，其特征在于所述远程监控装置包括无线通信単元、数据存储単元和人机界面単元，所述无线通信単元用于和多个车载监测装置实现无线通信;数据存储単元，用于存储每个车载监测装置发送的所有数据，还用于存储电子地图信息；人机界面単元，用于提供人机交換数据的界面，用于接收外部输入数据，还用于显示输出数据。
3.根据权利要求I所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统，其特征在于所述的油品參数计量单元由监测仪和计量传感器组成，所述计量传感器用于计量油罐内的液位高度、油品温度和油品密度，并将计量获得的所有參数发送给监测仪，所述监测仪将计量传感器获得的參数数据和接收到所述參数数据的时间信息打包发送给无线通信単元。
4.根据权利要求I所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统，其特征在于所述的地理位置測量单元采用GPS卫星定位模块；所述的无线通信单元采用GPRS/GSM通信模块。
5.根据权利要求I所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统，其特征在于每个车载监测装置中还包括太阳能供电单元，所述太阳能供电单元用于给车载监测装置中的油品參数计量単元、地理位置测量单元、设备状态监测単元和无线通信単元提供工作电源。
6.根据权利要求I所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统，其特征在于所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统还包括油罐自动标定装置,所述油罐自动标定装置包括地下罐(I)、地下罐液位仪(101)、潜油泵(2)、潜油泵电磁阀(3)、气液分离器(4)、流量计(5)、标准罐电液阀出)、标准罐(7)、标准罐液位仪(701)、车载罐电液阀(9)、车载罐电磁阀(10)、车载罐(11)、车载罐液位仪(111)和控制器(12)，地下罐液位仪(101)固定在地下罐(I)上，用于测量所述地下罐(I)中油品的液面高度；标准罐液位仪(701)固定在标准罐(7)上，用于测量所述标准罐(7)中油品的液面高度；车载罐液位仪(111)固定在车载罐(11)上，用于测量所述车载罐(11)中油品的液面高度；地下罐(I)的出油ロ与潜油泵(2)的进油ロ相连通，所述潜油泵(2)的出油ロ通过潜油泵电磁阀(3)与气液分离器(4)的液体输入ロ连通，所述气液分离器(4)的液体输出口与流量计(5)的液体输入口连通，所述流量计(5)的液体输出口同时与标准罐电液阀(6)的一端、车载罐电液阀(9)的一端连通,所述标准罐电液阀出)的另一端与标准罐(7)的进油ロ连通，所述车载罐电液阀(9)的另一端通过车载罐电磁阀(10)与车载罐(11)的进油ロ连通，控制器(12)的潜油泵驱动信号输出端连接潜油泵⑵的驱动信号输入端，所述控制器(12)的潜油泵电磁阀驱动信号输出端连接潜油泵电磁阀(3)的驱动信号输入端，所述控制器(12)的车载罐电液阀驱动信号输出端连接车载罐电液阀(9)的驱动信号输入端，所述控制器(12)的车载罐电磁阀驱动信号输出端连接车载罐电磁阀(10)的驱动信号输入端，所述控制器(12)的标准罐电液阀驱动信号输出端连接标准罐电液阀(6)的驱动信号输入端，流量计(5)的測量信号输出端连接控制器(12)的流量信号输入端，地下罐液位仪(101)的液位信号输出端连接控制器的地下罐液位信号输入端，标准罐液位仪(701)的液位信号输出端连接控制器(12)的标准罐液位信号输入端，车载罐液位仪(111)的液位信号输出端连接控制器(12)的车载罐液位信号输入端，所述控制器(12)中包括GPRS模块1245和GPS模块1244，所述控制器(12)通过该GPRS模块1245与远程监控装置进行数据通信。
7.根据权利要求6所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统，其特征在于所述控制器(12)包括电源模块(121)、控制电源模块(122)、驱动电源模块(123)、控制単元(124)、串行通信电路(1243)和驱动单元(125)，电源模块(121)的电源信号输出端同时连接控制电源模块(122)的电源信号输入端和驱动电源模块(123)的电源信号输入端，所述控制电源模块(122)将输入电源转换成低压直流电源给控制单元(124)和串行通信电路(1243)提供工作电源，所述驱动电源模块(123)将输入电源转换成驱动用电压信号给驱动単元(125)提供工作电源，控制单元(124)的串行信号输入/输出端连接串行通信电路的串行信号输入/输出端，所述控制単元(124)的驱动单元控制信号输出端连接驱动单元(125)的控制信号输入端。
8.根据权利要求6所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统，其特征在于所述油罐自动标定装置还包括温度传感器(13)，所述温度传感器(13)用于测量流量计(5)输出端或者输入端的输油管路中的油品温度，所述温度传感器(13)的温度信号输出端连接控制器(12)的温度信号输入端。
9.根据权利要求6所述的密闭装卸油罐车计量及监测系统，其特征在于，所述油罐自动标定装置还包括备用油罐(14)，所述备用油罐(14)的进油ロ与标准罐(7)的出油ロ连通。
全文摘要
密闭装卸油罐车计量及监测系统，涉及一种监控系统。本发明解决了现有密闭装卸油罐车的防盗装置可靠性低，不能有效防止密闭油罐车在装载及运输过程中存在的偷油、盗油的问题。本发明中每个车载监测装置中的油品参数计量单元用于检测油罐车的油品液位、温度和密度信息，并将检测获得的所有信息通过无线通信单元发送给远程监控装置；地理位置测量单元用于检测油罐车的地理位置，并将检测获得的地理位置信息通过无线通信单元发送给远程监控装置；设备状态监测单元用于实时检测油罐车的阀门状态，并将检测获得的阀门状态通过无线通信单元实时发送给远程监控装置；远程监控装置用于接收每个车载监测装置发送的数据，并将接收到的数据进行存储、显示。
文档编号G05B19/418GK102811229SQ20111014203
公开日2012年12月5日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者王维民, 郭飞鸿, 杨晓东, 司会军, 温宝博, 夏惠芳, 徐伟, 曾凡明, 丁晨, 徐晗, 赵兰英 申请人:中国石油化工股份有限公司北京石油分公司, 哈尔滨昊维技术有限公司