油气回收装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种油气回收装置，包括控制信号输入模块、基准信号模块、微调信号模块、霍尔信号输入模块、微控制器和电机控制模块，微控制器接收控制信号输入模块输入的流量脉冲信号、霍尔信号输入模块输入的电机位置信号、微调信号模块输入的微调信号以及基准信号模块输入的基准频率信号，并进行处理，输出PWM控制信号，电机控制模块根据PWM控制信号输出电机驱动信号驱动油泵电机进行油气回收。本实用新型提供的一种油气回收装置，根据加油机输出的流量脉冲信号控制废弃回收装置抽气速度，将加油时油箱内的具有挥发性易燃性的混合油气进行回收利用，具有节能环保的优点。
【专利说明】
油气回收装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种油气回收装置。
【背景技术】
[0002] 由于现在市场上大量加油装置，在加油的同时，会从油箱里相应置换同体积的含 有挥发性易燃物资的混合油气，该气体挥发性强，长期在此环境下工作不利于对人体健康、 安全，另外排放在空气中会增加大气污染。同样，由于排出的废气依据现有的技术是可以回 收再利用的，所以随意的排放，也是对资源的一种浪费。
[0003] 油气回收装置是加油设施的一个部件，该部件功能是回收加油时从汽车油箱里排 出的含有挥发性油气混合物的废气。根据加油量的变化，自动调节废气回收速度的快慢，实 现油箱排出的废气和油气回收装置回收速度之间的动态平衡。把回收后的废气经过液化处 理，能够再次利用。
[0004] 油气回收装置，在发达国家早已经大批量投入使用。由于国内近年对环保回收再 利用的重视程度逐渐提高，近年也逐步批量投入使用。目前市场上的加油设施多数没有采 用油气可回收装置，所以在加油站附近经常闻到刺鼻的汽油味。为了响应现代人们对健康 环境需求以及节能环保的需要，开发适合国内加油设备的油气回收装置迫在眉睫。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是:为了克服现有技术中加油时油箱内会排放出 具有挥发性易燃性的混合油气，影响人体健康以及增加大气污染的不足，本实用新型提供 一种油气回收装置。
[0006] 本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种油气回收装置，包括控 制信号输入模块，用于接收加油机输出的流量脉冲信号；
[0007] 基准信号模块，用于输入信号基准频率的选择；
[0008] 微调信号模块，用于对电机转速的微调，与基准信号模块共同作用使外部输入的 控制信号的频率和电机转速相匹配；
[0009] 霍尔信号输入模块，用来接收电机位置传感器反馈的输入信号至微控制器；
[0010]微控制器，用于接收控制信号输入模块输入的流量脉冲信号、霍尔信号输入模块 输入的电机位置信号、微调信号模块输入的微调信号以及基准信号模块输入的基准频率信 号，并进行处理，输出PWM控制信号；
[0011]电机控制模块，用于接收转速信号，并根据转速信号输出电机驱动信号；
[0012 ]电源模块，用于给微控制器和电机控制模块提供工作电源。
[0013]微控制器会实时检测控制信号输入模块输入的外部脉冲输入信号，脉冲输入信号 的形式是方波输入，输入频率的快慢代表了加油速度的快慢。正常加油机输出流量脉冲信 号频率范围在100Hz/L-500Hz/L，控制板根据加油速度的快慢来控制油气回收装置抽气速 度的快慢。控制信号输入模块有多路输入，在实际工作中，同一时间内只有其中一路信号输 入是有效的，其他几路没有信号输入，即时分多路输入方式，只要微控制器捕获其中任意一 路输入信号有效，则迅速响应，响应速度快。
[0014] 具体的，所述控制信号输入模块包括四路输入通道，每路通道可通过跳线帽选择 有效电平状态。电平状态分为高电平有效和低电平有效，通过选择不同的跳线帽进行对应。 采用跳线帽的方式可以灵活多变的选择不同的信号输入状态，现场人员也可以直观读取当 前控制器跳线帽的配置方式。
[0015] 基准信号模块的输入信号是指外部输入信号的平均输入信号基准频率。
[0016] 霍尔信号输入模块的输入信号为逻辑输入信号，由电机霍尔传感器反馈。
[0017] 进一步，所述电机控制模块包括电机控制器、电机驱动器、相位角切换模块和电机 正反转切换模块，微控制器输出PWM控制信号，PW fM控制信号是控制转速的输入信号，PWfM控 制信号通过处理电路进行滤波处理和驱动能力转换，将PWM信号转换成电压信号来控制电 机的转速，即处理电路输出转速信号，电机控制器根据转速信号、相位角切换模块的输入信 号、电机正反转切换模块的输入信号和电机三相输出的反馈信号输出控制信号至电机驱动 器，电机驱动器驱动油栗电机进行油气回收;微控制器检测故障输出信号，并通过该信号检 测电机控制器是否存在故障，微控制器提供刹车信号用于控制紧急刹车，使油栗电机停止 工作；电机驱动器设有A/B/C三相输出，分别对应电机的U/V/W三相，该信号的输出电压最大 值为电源输入电压，电机的U/V/W三相信号反馈至电机控制器用于检测当前电机运转的位 置，电机的U信号反馈至微控制器用于反馈电机的转速。
[0018] 进一步，所述相位角切换模块与所述电机控制器连接，所述相位角切换模块用于 60°和120°相位角切换以匹配不同相位角的电机。
[0019] 进一步，还包括强起测试按键，所述强起测试按键与微控制器的输入口连接。强起 测试按键是为了方便现场调试人员测试使用，目的是为了使电机达到恒定的转速，测试工 作电机状态，强起测试按键与外部控制输入信号无关，与微调信号无关，按下转速为 1300rpm。强启测试按键带有自锁功能，第一次按下有效，第二次按下取消。强启测试按键用 来测试控制板能否正常运转油栗电机，也可以在外部输入信号出现故障后，使用该按键进 行强制启动操作。
[0020] 进一步，还包括工作指示灯和电源指示灯，所述工作指示灯用于指示当前的工作 状态是否正常，所述电源指示灯用于指示上电状态。
[0021] 工作指示灯采用双色指示灯显示，分为红色和绿色，红色信号灯闪烁提示当前工 作状态检测到了错误信息。这些信息可能是如下一种。
[0022]指示灯状态表
[0024] 工作指示灯指示当前电机负载工作状态，并不能指示出现了哪种错误信息。检测 到霍尔信号顺序颠倒的状态，电机会在2s内停止运转，需要重启系统电源才可解除。
[0025] 电源指示灯：电源指示灯上电后，电源指示灯点亮显示，断电后，电源指示灯熄灭。
[0026] 所述控制信号输入模块与微控制器的连接线路上设有光电隔离模块。光电隔离模 块采用与四路输入信号的对应的四个光耦，对输入信号进行隔离，降低干扰，提高信噪比。
[0027] 微控制器接收到外部加油量信号时，根据加油量的多少，调整油栗的转速，加油量 越大，油栗转速越快，如果加油量是均衡的，油栗也会维持在稳定的转速运转，如果加油停 止，油栗会自动停止运转。
[0028] 本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的一种油气回收装置，根据加油机输 出的流量脉冲信号控制废弃回收装置抽气速度，将加油时油箱内的具有挥发性易燃性的混 合油气进行回收利用，加油和抽气同步进行，避免油气外漏，具有节能环保的优点。
【附图说明】
[0029] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0030] 图1是本实用新型最佳实施例的原理不意图。
【具体实施方式】
[0031] 现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式 说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0032] 如图1所示，本实用新型的一种油气回收装置，包括控制信号输入模块、基准信号 模块、微调信号模块、霍尔信号输入模块、微控制器、电机控制模块、电源模块、强起测试按 键和指不灯。
[0033]微控制器采用8位单片机XC836,实时检测控制信号输入模块输入的外部脉冲输入 信号，脉冲输入信号的形式是方波输入，输入频率的快慢代表了加油速度的快慢。正常加油 机输出流量脉冲信号频率范围在100Hz/L-500Hz/L，控制板根据加油速度的快慢来控制油 气回收装置抽气速度的快慢。控制信号输入模块有多路输入，在实际工作中，同一时间内只 有其中一路信号输入是有效的，其他几路没有信号输入，即时分多路输入方式，只要微控制 器捕获其中任意一路输入信号有效，则迅速响应，响应速度快。系统会根据该输入信号的频 率调节电机对应的转速，输入频率和转速的计算公式如下： 输入信号
[0034] 标转速=1500rpm .X................................................................................. 基准信号X (1+微调信号）
[0035] 具体的，所述控制信号输入模块包括四路输入通道，分别为P1、P2、P3和P4,每路通 道可通过跳线帽选择有效电平状态。电平状态分为高电平有效和低电平有效，通过选择不 同的跳线帽进行对应。采用跳线帽的方式可以灵活多变的选择不同的信号输入状态，现场 人员也可以直观读取当前控制器跳线帽的配置方式。同一路状态选择只有一路有效。跳线 帽对应的通道电平状态如表1所示。 「00361 丰1 ?能|(|旨时命的诵;首由艰;H1太丰
L〇〇38j 通道状态举例：以通道Pl为例，当Jl跳线冒短路，输入信号需通过Pl-输入，即低电 平有效。如果J2跳线有效时，输入信号需通过Pl+输入，即信号高电平有效。其他各个通道输 入控制方式和Pl通道接线方式相同。
[0039]输入信号状态为5V脉冲输入信号，占空比为1%-99%，频率为3.67Hz-2k Hz，工作 频率50Hz-600Hz，低于3.67Hz的信号认为无效，高于2k Hz的信号认为2khz。
[0040]信号接口端子VDD和VSS信号分别接入5V电源和GND。该信号端子在输入信号不能 构成回路时使用。若信号通过p+，p-可以形成控制回路，不需要使用VDD和VSS信号。
[0041]基准信号模块的输入信号是指外部输入信号的平均输入信号基准频率。基准信号 分为四个档次，如表2所示。
[0042] 表2基准信号表
[0044] 例如:每升油对应的脉冲数是268个，每分钟48升油的平均加油速度，那么每秒钟 的信号输入频率为214.4Hz，那么基准输入信号档次为200Hz，余下的14.4Hz可以通过微调 的方式进行调节。如果没有任何跳冒短接，默认为300Hz。
[0045] 微调输入信号由微调信号模块输入，电机转速控制可以通过微调的方式实现转速 的细微变化。微调信号与基准信号的比例变化范围为±0.5。微调信号位于中间位置的时候 认为信号为零。
[0046]微调信号的最低控制有效转速为500rpm，最高为电机最快转速。 输入信号
[0047] 目标转速=1500rpm X............................................................................ 基准信号X. (1+撤调信号）
[0048] 根据上述公式，如果控制输入信号为200Hz，基准信号为200Hz，微调信号为0的时 候，目标转速为1500rpm，如果选定信号为100Hz，目标转速为2000rpm。
[0049] 如果控制输入信号为200Hz，基准信号为200Hz，微调信号为0.5,目标转速为 1000 rpm0
[0050] 微调信号是通过电位器来实现的，使外部输入信号的频率和电机转速进行匹配控 制。如果电机已经满载，电位器调节无效。
[0051] 霍尔信号输入模块的输入信号为逻辑输入信号，由电机霍尔传感器反馈。传感器 输入信号指的是电机位置传感器反馈输入信号，霍尔信号为方波脉冲，输入为A/B/C，对应 的是电机U/V/W三相状态。霍尔信号电源VCC为5V供电，由电路板提供。GND为地线，霍尔信号 和电源之间形成回路。
[0052]进一步，所述电机控制模块包括电机控制器MC33035、电机驱动器、相位角切换模 块和电机正反转切换模块，微控制器XC836输出PffM控制信号，PWM控制信号是控制转速的输 入信号，PWM控制信号通过处理电路进行滤波处理和驱动能力转换，将PWM信号转换成电压 信号来控制电机的转速，即处理电路输出输出转速信号，电机控制器MC33035根据转速信 号、相位角切换模块的输入信号、电机正反转切换模块的输入信号和电机三相输出的反馈 信号输出控制信号至电机驱动器，电机驱动器驱动油栗电机进行油气回收。fault信号是故 障输出信号，微控制器XC836检测故障输出信号fault，并通过该信号检测电机控制器 MC33035是否存在故障，brake是刹车信号，该信号用来紧急刹车使用，微控制器XC836提供 刹车信号brake用于控制紧急刹车，在紧急情况下使油栗电机停止工作。
[0053]电机驱动器采用三相桥式驱动器，设有A/B/C三相输出，分别对应电机的U/V/W三 相，该信号的输出电压最大值为电源输入电压，电机的υ/v/w三相信号反馈至电机控制器用 于检测当前电机运转的位置，电机的U信号反馈至微控制器用于反馈电机的转速。电机的正 转，反转，相位角切换，可以根据实际状态通过硬件跳线的方式进行选择。
[0054] 进一步，所述相位角切换模块与所述电机控制器连接，所述相位角切换模块用于 60°和120°相位角切换以匹配不同相位角的电机。
[0055] 进一步，还包括强起测试按键，所述强起测试按键与微控制器的输入口连接。强起 测试按键是为了方便现场调试人员测试使用，目的是为了使电机达到恒定的转速，测试工 作电机状态，强起测试按键与外部控制输入信号无关，与微调信号无关，按下转速为 1300rpm。强启测试按键带有自锁功能，第一次按下有效，第二次按下取消。强启测试按键用 来测试控制板能否正常运转油栗电机，也可以在外部输入信号出现故障后，使用该按键进 行强制启动操作。
[0056] 进一步，还包括工作指示灯和电源指示灯，所述工作指示灯用于指示当前的工作 状态是否正常，所述电源指示灯用于指示上电状态。
[0057]工作指示灯采用双色指示灯显示，分为红色和绿色，红色信号灯闪烁提示当前工 作状态检测到了错误信息。这些信息可能是如下一种，如表2所示。
[0058] 表2指示灯状态表
[0060]工作指示灯指示当前电机负载工作状态，并不能指示出现了哪种错误信息。检测 到霍尔信号顺序颠倒的状态，电机会在2s内停止运转，需要重启系统电源才可解除。
[0061 ]电源指示灯：电源指示灯上电后，电源指示灯点亮显示，断电后，电源指示灯熄灭。 [0062]所述控制信号输入模块与微控制器的连接线路上设有光电隔离模块。光电隔离模 块采用与四路输入信号的对应的四个光耦4N35S，对输入信号进行隔离，降低干扰，提高信 噪比。
[0063]电源模块为直流电源，包括36V、12V和5V三种，输入为36V直流电源为电机驱动器 提供电源，36V电源电压通过电源转换模块1FX91041EJV转化为12V电压为无刷直流电机控 制器MC33035提供电源，12V电源电压通过电源转换模块L78L05ACD-TR转化为5V电压为微控 制器XC836提供工作电压。
[0064]微控制器接收到外部加油量信号时，根据加油量的多少，调整油栗的转速，加油量 越大，油栗转速越快，如果加油量是均衡的，油栗也会维持在稳定的转速运转，如果加油停 止，油栗会自动停止运转。
[0065]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作 人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的 技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1. 一种油气回收装置，其特征在于:包括 控制信号输入模块，用于接收加油机输出的流量脉冲信号； 基准信号模块，用于输入信号基准频率的选择； 微调信号模块，用于对电机转速的微调，与基准信号模块共同作用使外部输入的控制 信号的频率和电机转速相匹配； 霍尔信号输入模块，用来接收电机位置传感器反馈的输入信号至微控制器； 微控制器，用于接收控制信号输入模块输入的流量脉冲信号、霍尔信号输入模块输入 的电机位置信号、微调信号模块输入的微调信号以及基准信号模块输入的基准频率信号， 并进行处理，输出PWM控制信号； 电机控制模块，用于接收转速信号，并根据转速信号输出电机驱动信号； 电源模块，用于给微控制器和电机控制模块提供工作电源。2. 如权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于:所述控制信号输入模块包括四路输 入通道，每路通道可通过跳线帽选择有效电平状态。3. 如权利要求1或2所述的油气回收装置，其特征在于:所述电机控制模块包括电机控 制器、电机驱动器、相位角切换模块和电机正反转切换模块，微控制器输出的P丽控制信号 通过处理电路输出转速信号，电机控制器根据转速信号、相位角切换模块的输入信号、电机 正反转切换模块的输入信号和电机三相输出的反馈信号输出控制信号至电机驱动器，电机 驱动器驱动油栗电机进行油气回收;微控制器检测故障输出信号，并通过该信号检测电机 控制器是否存在故障，微控制器提供刹车信号用于控制紧急刹车，使油栗电机停止工作；电 机的U/V/W三相信号反馈至电机控制器用于检测当前电机运转的位置，电机的U信号反馈至 微控制器用于反馈电机的转速。4. 如权利要求3所述的油气回收装置，其特征在于:所述相位角切换模块与所述电机控 制器连接，所述相位角切换模块用于60°和120°相位角切换以匹配不同相位角的电机。5. 如权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于:还包括强起测试按键，所述强起测 试按键与微控制器的输入口连接。6. 如权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于:还包括工作指示灯和电源指示灯， 所述工作指示灯用于指示当前的工作状态是否正常，所述电源指示灯用于指示上电状态。7. 如权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于:所述控制信号输入模块与微控制器 的连接线路上设有光电隔离模块。
【文档编号】G05B19/042GK205665540SQ201620468103
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】李文玉
【申请人】常州市武进亚太机电配件有限公司