一種液罐車(chē)質(zhì)量換算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

趙強(qiáng)

摘 要：針對(duì)國(guó)內(nèi)液罐車(chē)標(biāo)載運(yùn)輸要求，以及超載治理嚴(yán)、處罰力度大的現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)了一種液罐車(chē)質(zhì)量換算系統(tǒng)。介紹了該系統(tǒng)的主要功能、技術(shù)原理、工作原理、總體設(shè)計(jì)和布置。該液罐車(chē)質(zhì)量換算系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)單，能有效避免液罐車(chē)超載風(fēng)險(xiǎn)，可降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，保證用戶運(yùn)輸效率，提升車(chē)輛管理水半，是一種簡(jiǎn)捷、高效、智能的液罐車(chē)質(zhì)量換算系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：液罐車(chē)質(zhì)量換算系統(tǒng)液位傳感器預(yù)警功能報(bào)警功能

中圖分類號(hào)：U469.6+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-0226（2019）02-0089-03

l前言

液罐車(chē)是主要用于運(yùn)輸或臨時(shí)存儲(chǔ)石油化工液體、農(nóng)業(yè)、食品液態(tài)貨物的罐式專用車(chē)輛，其在物流運(yùn)輸中已廣泛應(yīng)用。日前國(guó)內(nèi)液罐車(chē)已基本實(shí)現(xiàn)了標(biāo)載運(yùn)輸，尤其足運(yùn)輸石油化工液體的液罐車(chē)，已針對(duì)超載執(zhí)行三方追責(zé)制度，臨管?chē)?yán)格，處罰力度非常大?？墒?，現(xiàn)有車(chē)輛缺少必要的稱重功能來(lái)保證司機(jī)、車(chē)輛管理者實(shí)時(shí)地掌握車(chē)輛質(zhì)量信息，防止超載。同時(shí)，還要保證在法規(guī)范圍內(nèi)運(yùn)輸盡量多的介質(zhì)，提高運(yùn)輸效益。

2質(zhì)量換算系統(tǒng)的功能和原理

針對(duì)現(xiàn)有車(chē)輛存在的問(wèn)題以及客戶需求，筆者以實(shí)現(xiàn)液罐車(chē)有效稱重為日標(biāo)，設(shè)計(jì)丌發(fā)了一種液罐車(chē)的質(zhì)量換算系統(tǒng)。

2.1系統(tǒng)功能

a.稱重功能。通過(guò)實(shí)時(shí)臨測(cè)液位高度，換算整車(chē)總質(zhì)量，顯示于駕駛室車(chē)載終端（顯示屏）上，讓操作者實(shí)時(shí)掌握裝載信息。

b.預(yù)警功能。根據(jù)介質(zhì)密度，設(shè)置標(biāo)定預(yù)警液位高度。裝料時(shí)，當(dāng)液位高度達(dá)到預(yù)警液位，系統(tǒng)發(fā)出語(yǔ)音和聲光預(yù)警提醒，提示操作人員，關(guān)注裝料情況，防止過(guò)載。

c.報(bào)警功能。根據(jù)介質(zhì)密度，設(shè)置標(biāo)定報(bào)警液位高度。裝料時(shí)，當(dāng)液位高度達(dá)到報(bào)警液位，此時(shí)已滿載，系統(tǒng)發(fā)出語(yǔ)音和聲光報(bào)警，提示操作人員結(jié)束裝料作業(yè)，防止超載。

d.管理功能。搭建臨控服務(wù)后臺(tái)，與液罐車(chē)實(shí)現(xiàn)信息交互，后臺(tái)可實(shí)時(shí)臨測(cè)車(chē)輛液位高度、車(chē)貨總重等狀態(tài)，根據(jù)裝載情況，管理者可實(shí)時(shí)介入管理。

2.2系統(tǒng)技術(shù)原理

該系統(tǒng)的技術(shù)原理如圖1所示，液罐車(chē)的截面、外形固定，則不同液位對(duì)應(yīng)不同的容積，在運(yùn)輸不同介質(zhì)時(shí)，根據(jù)不同的介質(zhì)密度計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的介質(zhì)裝載質(zhì)量，加上液罐車(chē)整備質(zhì)量及人的質(zhì)量，從而計(jì)算出液罐車(chē)車(chē)貨總質(zhì)量。

2.3系統(tǒng)工作原理

如圖2所示，通過(guò)三維軟件建立液罐車(chē)罐體模型，測(cè)算不同液位高度對(duì)應(yīng)的容積，結(jié)合介質(zhì)密度、液罐車(chē)整備質(zhì)量等，得出整車(chē)總質(zhì)量，輸出液位一裝載容積一整車(chē)總質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系表，如表1所示。

如圖3所示，將《液位一裝載容積一整車(chē)總質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系表》寫(xiě)入車(chē)載控制器。通過(guò)防爆液位傳感器探測(cè)液位高度信號(hào)，液位高度信號(hào)傳輸至車(chē)載控制器，通過(guò)對(duì)應(yīng)表的換算，將對(duì)應(yīng)的液位高度、裝載質(zhì)量、整車(chē)總質(zhì)量信息發(fā)送至車(chē)載終端（顯示屏）進(jìn)行顯示。當(dāng)液位高度達(dá)到預(yù)警液位線時(shí)，車(chē)載控制器、車(chē)載終端會(huì)向預(yù)警裝置發(fā)送語(yǔ)音和聲光提醒信號(hào)，提醒操作人員注意。當(dāng)液位達(dá)到報(bào)警液位時(shí)，發(fā)送報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員結(jié)束裝料作業(yè)。車(chē)載終端（顯示屏）與臨控后臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，可選擇發(fā)送液位預(yù)警/報(bào)警信息、液位高度、裝載質(zhì)量、整車(chē)總質(zhì)量等信息，管理者可通過(guò)臨控后臺(tái)實(shí)時(shí)臨控車(chē)輛情況，及時(shí)介入管理。

3質(zhì)量換算系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)總體布置

如圖4所示，液罐車(chē)的質(zhì)量換算系統(tǒng)主要由汽車(chē)底盤(pán)、罐體、車(chē)載終端（顯示屏）、車(chē)載控制器、液位傳感器、信號(hào)線、安裝法蘭、預(yù)警/報(bào)警裝置等組成。車(chē)載終端（顯示屏）布置在駕駛室儀表臺(tái)上，具有顯示稱重信息、發(fā)出語(yǔ)音提醒的功能;預(yù)警肘艮警裝置布置在裝卸料口處，具有發(fā)出語(yǔ)音提醒、聲光提醒的功能。

液位傳感器布置在罐體頂部正中部，可消除因車(chē)輛前后高度微小差異引起的系統(tǒng)誤差，傳感器通過(guò)法蘭或螺紋與罐體連接，如圖5所示。

3.2液位傳感器

如圖6所示，傳感器浮球通過(guò)浮力懸浮在液面上，信號(hào)到達(dá)傳感器浮球處自動(dòng)反向返回系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算信號(hào)反饋時(shí)間，計(jì)算傳感器探桿的有效長(zhǎng)度，從而換算出罐體內(nèi)的液位高度值。液位傳感器帶有防爆功能，防護(hù)等級(jí)IP68，測(cè)量綜合精度2‰。

3.3車(chē)載終端（顯示屏）界面設(shè)計(jì)

如圖7所示，車(chē)載終端（顯示屏）上實(shí)時(shí)顯示液罐車(chē)液位高度、裝載質(zhì)量、整車(chē)質(zhì)量信息。針對(duì)運(yùn)輸不同介質(zhì)的需求，設(shè)置有常用介質(zhì)密度鍵（如汽油、柴油）、其他密度選項(xiàng)。如果需要裝運(yùn)其他介質(zhì)，需向系統(tǒng)內(nèi)寫(xiě)入介質(zhì)相對(duì)應(yīng)的關(guān)系對(duì)應(yīng)表，在其他密度選項(xiàng)中輸入密度值，即可實(shí)現(xiàn)稱重系統(tǒng)功能。同時(shí)，顯示界面同時(shí)具備預(yù)警提醒和滿載報(bào)警的語(yǔ)音提醒功能。顯示信息不限于上述信息，還可根據(jù)需求，顯示裝載液體體積、預(yù)警/報(bào)警液位等信息。

3.4監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

臨控系統(tǒng)由后臺(tái)主機(jī)、車(chē)載質(zhì)量換算系統(tǒng)、手機(jī)APP等組成。車(chē)載質(zhì)量換算系統(tǒng)與后臺(tái)主機(jī)、手機(jī)APP間通過(guò)4G/5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊，臨控后臺(tái)和車(chē)輛管理者可以實(shí)時(shí)掌握車(chē)輛的質(zhì)量、液位等信息。當(dāng)發(fā)生超載、超重情況時(shí)，車(chē)載系統(tǒng)自動(dòng)向臨控后臺(tái)及車(chē)輛管理者手機(jī)發(fā)送報(bào)警提醒，管理者可及時(shí)介入進(jìn)行管理.防止超載、罰款等風(fēng)險(xiǎn)。

3.5系統(tǒng)調(diào)試和標(biāo)定

液罐車(chē)定型后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和標(biāo)定，如圖8所示。為消除液罐車(chē)加工制造等誤差，通過(guò)實(shí)測(cè)多組數(shù)據(jù)對(duì)《液位一裝載容積一整車(chē)總質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系表》進(jìn)行修正，保證系統(tǒng)精度等級(jí)。

4結(jié)語(yǔ)

該液罐車(chē)質(zhì)量換算系統(tǒng)通過(guò)液位一裝載容積一裝載質(zhì)量相對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)技術(shù)原理，丌發(fā)了具備實(shí)時(shí)稱重、裝料預(yù)警、裝料報(bào)警及臨控管理功能的質(zhì)量換算系統(tǒng)，解決了液罐車(chē)用戶超載顧慮，簡(jiǎn)化了裝料操作，在不超載的前提下，提高了用戶的運(yùn)輸效益。