CN101226073A - 燃气汽车燃料消耗量的测量系统 - Google Patents

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CN101226073A CNA200710056488XA CN200710056488A CN101226073A CN 101226073 A CN101226073 A CN 101226073A CN A200710056488X A CNA200710056488X A CN A200710056488XA CN 200710056488 A CN200710056488 A CN 200710056488A CN 101226073 A CN101226073 A CN 101226073A
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马宗华
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Abstract

本发明涉及燃气汽车检测技术领域。针对目前缺少燃气汽车燃料消耗量的方法和相应测量设备的现状，开发了一种由车辆行驶速度传感器、科式质量流量计、数据采集器、通讯网络、计算机和电源等部分组成。能适时进行燃气汽车或以燃气为燃料的发动机燃料消耗量的测量方法，并提供与这种测量方法相适应并且可用于实验室或车载的测量系统。填补了这一技术的空白。该系统安装方便，操作方法简单、性能可靠，即能在试验室使用也可作为车载设备适时检测多种参数。

Description

燃气汽车燃料消耗量的测量系统
(一)技术领域
本发明涉及汽车领域的燃气汽车检测技术，更具体地说，涉及燃气汽车燃料消耗量的测量技术。
(二)背景技术
在国家提出加强环境保护、调整能源结构、保障国家能源安全政策的大背景下，清洁汽车，特别是燃气汽车在我国已经形成健康、有序和快速发展的良好局面。在保障燃气汽车安全运行的基础上，检测和评价其燃气消耗量已成为促进我国燃气汽车事业的良性发展、提高燃气汽车技术进步的迫在眉睫的重要任务。
目前的燃气汽车燃料主要为液化石油气(LPG)、压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)等。
燃气汽车的现状，大部分属于在原有燃油汽车的基础上加装燃气供气系统。适合以燃气为单一燃料的发动机已开发成功。着手研究一种燃气消耗量的测量方法，制造相应的测量设备，无论是对于燃气发动机的性能评价，还是对燃气汽车整车的燃料消耗量的测量，都具有极其重要的意义。
对于燃气的流量测量，目前仅应用于油田、输气管道、加气站和家庭用燃气等方面。还没有关于燃气汽车燃料消耗量的可实施的测量方法，在燃气汽车的国家标准体系中也未制订这方面的相关标准。
目前，有采用称重法即称量使用前后气瓶和瓶内气体的总重量，计算差值以求得燃气消耗量。这种方法的问题在于，不仅不能进行实时测量，而且要反复拆装气瓶，这对燃气汽车的安全运行带来极大的隐患。同时，对于液化石油气尚可称重量，而且对于压缩天然气汽车来说，储存燃气的高压气瓶本身质量常常有几十千克，瓶内储存燃气的质量一般低于瓶体质量，在燃气消耗量少的情况下根本无法称量消耗燃气的质量，是一种不可行的方法。
为此，我们开发了一种包括传感器及变送器的科式质量流量计和车辆测速传感器，配合计算机的控制和数据处理组成的测量系统，实现了燃气汽车的燃料消耗量的测量，解决了这一技术问题。
(三)发明内容
本发明的目的是针对目前没有可实施的测量燃气汽车燃料消耗量的方法和相应的测量设备，开发了一种包括传感器及变送器的科式质量流量计和车辆测速传感器，配合计算机的控制和数据处理组成的测量系统，实现了对燃气汽车的燃料消耗量的测量，摸索出对燃气汽车或以燃气为燃料的发动机燃料消耗量的测量方法，并提供与这种测量方法相适应且可用于试验室或车载的测量系统。实现了燃气汽车的燃料消耗量的测量，填补了这一技术的空白。
本发明系统的组成是：由车辆行驶速度传感器、科式质量流量传感器、变送器、数据采集器、通讯网络、计算机和电源等部分组成。
本发明系统各部件的连接方式为：车辆行驶速度传感器连接信号处理器，信号处理器连接数据采集器，数据采集器通过通讯网络与计算机和电源部分连接；同时，科式流量质量传感器连接科式质量流量变送器，科式质量流量变送器也通过通讯网络与计算机和电源连接。各部件通过相匹配的电缆连接。
本发明系统的工作程序是：车辆行驶速度传感器将测得的汽车运行参数的行驶速度信号送至信号处理器，经过信号处理转换成数据采集器可以接受的信号，然后输送到数据采集器，通过与系统匹配的通讯模式，将信号送至通讯模式转换器，转换成计算机可以接受的通讯方式；同时，科式质量流量传感器将检测的燃料介质参数：燃料介质的质量流量、密度、温度、压力等传感信号送至科式质量流量变送器，科式质量流量变送器也采用与系统匹配的通讯模式，将信号送至通讯模式转换器，转换成计算机可以接受的通讯方式；计算机将接收到的车辆汽车运行参数和燃料介质参数，按照预先设计好的控制程序对平均车速、行驶时间及行驶里程等测量过程数据进行运算并储存，按照用户需要实时显示燃料质量或体积的消耗率、累计消耗量等数据和试验过程曲线。
本系统的检测功能：
a)测量汽车运行参数
行驶速度、平均速度、行驶时间及行驶里程；
b)检测燃料介质参数
燃料介质的质量流量、密度、温度、压力；
c)测量汽车燃料消耗参数
可分别测量燃料的质量或体积的消耗率、累计消耗量；
d)显示试验过程曲线：
“时间-速度曲线”和“时间-燃料消耗率曲线”；
e)存储测量过程数据；
g)计算燃料消耗量。
本系统由于引进了科式质量流量计和新开发的计算机软件运算程序，开创了燃气汽车检测技术的新领域，对于燃气汽车的性能检测和评价有着重要意义。该系统安装方便，操作方法简单、性能可靠。
本系统既能在试验室使用也可作为车载设备实时检测多种参数。
(四)附图
图1是系统结构组成方框示意图
(五)具体实施例
首先根据用户系统测量的需要，选择适当的车速测量设备，将系统用电缆连接起来。系统的组成如图1所示：车辆行驶速度传感器、科式质量流量计、数据采集器、通讯网络、直流电源和计算机等。
本系统各部件的连接顺序为：车辆行驶速度传感器连接信号处理器，信号处理器连接数据采集器，数据采集器通过通讯网络与计算机和电源部分连接；同时，科式质量流量传感器连接科式质量流量变送器，科式质量流量变送器也通过通讯网络、计算机和电源连接。
该系统的安装和使用方法：系统的安装主要是指科式质量流量传感器的安装。首先在传感器的出口安装手动截止阀，再将传感器连同手动截止阀一起用高压软管串接在燃气汽车储气瓶阀出口的供气管路中，即完成传感器的安装，再用系统配置的电缆将本发明系统其他各部件连接即可。
系统使用时，先后打开汽车储气瓶阀和手动截止阀，待燃气充满质量流量传感器后关闭手动截止阀。打开系统电源，在常温下使系统预热30min后，旋动科式质量流量变送器上的调零旋钮完成调零操作后，此时该变送器上的显示装置会自动显示调零完成。
测量人员坐在车内用计算机显示界面进行操作，首先进入启动界面。在启动界面上输入自定义的试验名称，此试验名称即为计算机存储试验结果的文件名。确认后即进入测量界面。首先在测量界面上预置行驶里程，当驾驶员驾驶汽车达到测量条件时告知测量人员开始测量，测量人员按界面上“开始”按钮，系统开始自动运行。系统的工作程序是：计算机按预先设计好的控制程序，分别采集由车辆行驶速度传感器传送给信号处理器-数据采集器的车辆行驶速度，通过RS-485通讯模式转换成计算机可接收RS232通讯方式输入计算机；同时科式质量流量计也将流体的介质参数：质量流量、密度、温度、压力等，通过RS-485通讯模式转换成计算机可接收的RS232通讯方式也输入计算机；计算机按照预先设计好的控制计算程序，进行汽车运行参数：行驶速度、平均速度、行驶时间及行驶里程等的运算；实时进行数据处理、显示和存储；绘制测量过程曲线。当汽车运行到预置行驶里程或人为按测量界面上的“停止”按钮时，测量界面上会告知测量试验结束，同时显示出车辆行驶参数：平均速度、行驶时间及行驶里程、燃料消耗率、百公里燃料消耗量等试验结果数据，并告知存储试验结果的文件路径及文件名，测量结束、停止车辆运行。
当测量结束后，关闭汽车储气瓶阀，再次启动发动机，待发动机耗尽供气管路中的燃气后方可拆卸本测量系统并将汽车供气系统恢复原状。
本系统也可以采用全球定位系统代替车辆行驶速度传感器和信号处理器进行速度测量，系统其他部件保持不变，系统工作程序如上。

Claims (2)

1.本发明涉及汽车技术领域的燃气汽车燃料消耗量的测量系统，其特征是：本系统的组成是由车辆行驶速度传感器、科式质量流量传感器、科式质量流量变送器、数据采集器、通讯网络、电源和计算机等组成，车辆行驶速度传感器连接信号处理器，信号处理器连接数据采集器，数据采集器通过通讯网络与计算机和电源部分连接；同时，科式质量流量传感器连接科式质量流量变送器，科式质量流量变送器也通过通讯网络与计算机和电源部分连接，采用相匹配的电缆将系统各部件连接。
2.根据权利要求1的燃气汽车燃料消耗量的测量系统，其特征在于：本系统的测量程序是：车辆行驶速度传感器将测得的汽车行驶速度的信号送至信号处理器，经过信号处理然后输送到数据采集器，数据采集器通过与系统相匹配的通讯模式，将信号送至通讯模式转换器，转换成计算机可以接受的通讯方式；同时，科式质量流量传感器将检测的燃料介质参数：燃料介质的密度、温度、压力等传感信号送至科式质量流量变送器，科式质量流量变送器也采用与系统相匹配的通讯模式，将信号送至通讯模式转换器，转换成计算机可以接受的通讯方式；计算机将接受到的车辆行驶速度和燃料介质参数，输入计算机；计算机按照预先设计好的控制程序进行汽车运行参数：行驶速度、平均速度、行驶时间及行驶里程等的计算；按照用户需要实时显示所需燃料的质量或体积的消耗率、累计消耗量、总消耗量等数据和试验过程曲线、平均车速、行驶时间及行驶里程等；实时进行数据处理和存储以及绘制测量过程曲线。
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