CN103323067A - 一种可以换算成标准体积的机车燃油油量的测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种可以换算成标准体积的机车燃油油量的测量方法，涉及机车测量技术领域，本发明采用两个独立的电压输出型压力传感器，压力传感器将采集到的压力信号转换成电压信号发送给A/D转换器，单片机使用A/D转换后的数据计算出机车油箱内燃油的密度和液面距箱底的高度。温度传感器测量的参数值和外部时钟信号一同发送给单片机，这些数据组合成一组数据在单片机内整合，整合后的数据存储在存储芯片中，在发送数据时，单片机将将数据通过485通讯接口进行通讯传输给计算机，在计算机内进行标准密度和标准体积的换算。本发明增加了对机车燃油油量的测量频率，可以了解燃油的动态消耗。
Description
技术领域
本发明涉及机车测量技术领域，具体涉及一种可以换算成标准体积的机车燃油油量的测量方法。
背景技术
从铁道部1990年6月5日发布的《铁路内燃机车燃油管理办法》中可以看出，对机车燃油的取样和密度计算是按照“石油和液体石油产品”进行的。换言之，机车燃油属于“石油和液体石油产品”。
根据中华人民共和国国家标准《石油计量表》GB/T 1885—1998，对于“原油、润滑油和其它液体石油产品”，必须先将某一温度下的视密度换算成标准密度，再根据标准密度，换算出修正到标准体积的体积修正系数，这样才能将不同温度不同密度的机车燃油体积换算成标准体积。
《铁路内燃机车燃油管理办法》第16条规定：为达到燃油发放密度的准确合理，建立密度测定制度。燃油计量员应每日对发放油罐的密度测定一次，记入“燃油密度检测登记薄”（铁油10），并求得全月燃油发放密度的平均值，作为下一个月发放密度的参照依据，还应考虑下一个月的气温变化和牌号变更因素，由热力技术人员、值班员、计量员共同确定密度，填写“燃油发放密度调整通知单”（铁油11），严禁以调密度来平衡盈亏。
这条规定表明燃油密度对铁路部门的经济效益影响很大，而由于检测手段的落后，只能对“每日对发放油罐的密度测定一次”，“并求得全月燃油发放密度的平均值，作为下一个月发放密度的参照依据”。本发明可以实时测量每辆机车的温度和密度，用技术手段达到“严禁以调密度来平衡盈亏”的目的。
《铁路内燃机车燃油管理办法》第20条规定：“如需转入段修或其它原因需要卸空油箱时，司机与燃料值班员（工长）共同确认油箱剩余油量”。这种确认油量的方法，并不能知道标准体积，所以只有参考作用。本发明由于测量了体积，同时还测量了温度和密度，因而可以换算出标准体积。
标准GB/T 1885—1998规定视密度为玻璃石油密度计的读数，为了方便动态测量和数据自动存储，本发明是通过两个压力传感器的读数进行计算而得到的视密度。
本发明就是用于测量转换成标准体积所需要知道的参数：温度、密度和体积，然后通过计算机使用查表法换算成标准体积。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够同时测量出温度和密度并可以换算成标准体积的机车燃油油量的测量方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种可以换算成标准体积的机车燃油油量的测量方法，所述测量方法包括如下步骤，
（1）密度测量
利用安装在燃油箱内的两个压力传感器的压力差计算出燃油的密度值，具体方法是，用两个具有高度差的压力传感器A和压力传感器B，分别测得燃油箱内的压力值为PA和PB，压力传感器A和压力传感器B的垂直高度距离已知为Δh , g为重力加速度，则燃油密度为：
ρ=（PB-PA）/（g·Δh）；
（2）温度测量
用一只温度传感器测量燃油箱内当前的温度值为τ；
（3）液面高度测量
用压力传感器B检测燃油箱内燃油压力为PB，计算出密度ρ，已知压力传感器B到油箱底面的距离△h’，g为重力加速度，则燃油在油箱内的高度为：
h= PB/(ρ· g)+△h’；
由于油箱的不均匀性，需要已知燃油不同高度的体积V(h)，得到了燃油在油箱内的高度h后，即可换算出燃油的体积V；
（4）计时
用时钟芯片或将单片机编程为具有时钟功能，用于记录测量时间T；
（5）存储
用单片机的内部或外部存储器保存测量时的时间T、温度τ、密度ρ、高度h；
（6）通讯
通过通讯接口将存储器内保存的时间T、温度τ、密度ρ、高度h数据输出到计算机内进行标准密度和标准体积的换算。
本发明的有益效果是：
1.将人工测量改为自动测量。
2.增加了对机车燃油油量的测量频率，可以了解燃油的动态消耗。
3.由于测量了体积，同时还测量了温度和密度，因而可以换算出标准体积。
附图说明
图1为本发明原理图；
图2为本发明使用的测量装置连接示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
一种可以换算成标准体积的机车燃油油量的测量方法，包括如下步骤，
（1）密度测量
利用安装在燃油箱内的两个压力传感器的压力差计算出燃油的密度值，具体方法是，用两个具有高度差的压力传感器A和压力传感器B，分别测得燃油箱内的压力值为PA和PB，压力传感器A和压力传感器B的垂直高度距离已知为Δh , g为重力加速度，则燃油密度为：
ρ=（PB-PA）/（g·Δh）；
（2）温度测量
用一只温度传感器测量燃油箱内当前的温度值为τ；
（3）液面高度测量
用压力传感器B检测燃油箱内燃油压力为PB，计算出密度ρ，已知压力传感器B到油箱底面的距离△h’，g为重力加速度，则燃油在油箱内的高度为：
h= PB/(ρ· g)+△h’；
由于油箱的不均匀性，需要已知燃油不同高度的体积V(h)，得到了燃油在油箱内的高度h后，即可换算出燃油的体积V；
（4）计时
用时钟芯片或将单片机编程为具有时钟功能，用于记录测量时间T；
（5）存储
用单片机的内部或外部存储器保存测量时的时间T、温度τ、密度ρ、高度h；
（6）通讯
通过通讯接口将存储器内保存的时间T、温度τ、密度ρ、高度h数据输出到计算机内进行标准密度和标准体积的换算。
如图1、图2所示，本方法在测量过程中需要有两个独立的电压输出型压力传感器A、B，传感器将采集到的压力信号转换成电压信号发送给A/D转换器，A/D转换器采用ADS1110串行A/D转换器。
单片机处理器采用ATmega8，晶振采用4MHz的外部晶振。单片机使用A/D转换后的数据计算出机车油箱内燃油的密度和燃油液面距箱底的高度。温度传感器测量的参数值和外部时钟信号一同发送给单片机，这些数据组合成一组数据在单片机内整合。
整合后的数据存储在存储芯片中，存储芯片采用FM24V10铁电存储器。每个芯片增加1M存储容量，存储模块共增加系统2M的存储容量。在发送数据时，单片机将将数据通过485通讯接口进行通讯传输给计算机。
传感测量装置和处理装置可以装在一个匣子里，安装在油箱底部。数据接口引到油箱外部方便读取测量数据。
时钟信号的电源VBAT电压为+3.8V；时钟芯片PCF8563采用外部晶振为32768Hz。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种可以换算成标准体积的机车燃油油量的测量方法，其特征在于：所述测量方法包括如下步骤，
（1）密度测量
利用安装在燃油箱内的两个压力传感器的压力差计算出燃油的密度值，具体方法是，用两个具有高度差的压力传感器A和压力传感器B，分别测得燃油箱内的压力值为PA和PB，压力传感器A和压力传感器B的垂直高度距离已知为Δh , g为重力加速度，则燃油密度为：
ρ=（PB-PA）/（g·Δh）；
（2）温度测量
用一只温度传感器测量燃油箱内当前的温度值为τ；
（3）液面高度测量
用压力传感器B检测燃油箱内燃油压力为PB，计算出密度ρ，已知压力传感器B到油箱底面的距离△h’，g为重力加速度，则燃油在油箱内的高度为：
h= PB/(ρ· g)+△h’；
由于油箱的不均匀性，需要已知燃油不同高度的体积V(h)，得到了燃油在油箱内的高度h后，即可换算出燃油的体积V；
（4）计时
用时钟芯片或将单片机编程为具有时钟功能，用于记录测量时间T；
（5）存储
用单片机的内部或外部存储器保存测量时的时间T、温度τ、密度ρ、高度h；
（6）通讯
通过通讯接口将存储器内保存的时间T、温度τ、密度ρ及高度h的数据输出到计算机内进行标准密度和标准体积的换算。
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