CN104329564B - 车用lng气瓶监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用LNG气瓶监控系统及方法，包括装有LNG的气瓶；对气瓶内液位进行测量的液位计；还包括固定于气瓶瓶身用于测量气瓶倾斜角度的倾角传感器；接收所述液位计液位信息和所述倾角传感器倾角信息的处理器；以及放空装置，在倾角信息显示超过预警角度并在液位信息显示超过设定液位时，所述放空装置由处理器控制对所述气瓶放气。本发明可以对气瓶进行监控并预警，同时可以避免在车辆后被撞倾斜的情况下出现高温爆炸、警报器无端报警的情形。

Description

车用LNG气瓶监控系统及方法

技术领域

本发明涉及对行驶车辆的车用LNG(液化天然气)气瓶的监控技术，尤其涉及一种车用LNG气瓶监控系统及方法。

背景技术

液化天然气燃料成本低，其中主要成分为甲烷，燃烧后有害成分较少，在大型重型车中作为发动机的燃料使用已较为广泛。LNG的压缩体积比为625：1，在气瓶内有着极大的压强，如此以低温高压压缩存储在气瓶中的液态天然气，当承载该气瓶的车辆发生交通事故而倾倒，周围环境温度可能瞬间急剧上升，气瓶内压强产生异常，气瓶无法承受内部压强时，极有可能引发气瓶爆炸，造成人员伤亡或者交通瘫痪，应当在车辆发生倾倒后及时采取防范措施。此外，在某些情形中，例如车辆行驶在陡坡上、瓶身倾斜但瓶内液体容积不足以引起爆炸或者其他不足以引发爆炸的情形，应避免在上述情形中产生误动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种车用LNG气瓶监控系统及方法，可以对气瓶进行监控并预警，同时可以避免在车辆后被撞倾斜的情况下出现高温爆炸、警报器无端报警的情形。

为了解决上述技术问题，本发明采用技术方案：一种车用LNG气瓶监控系统，包括装有LNG的气瓶；对气瓶内液位进行测量的液位计；还包括固定于气瓶瓶身用于测量气瓶倾斜角度的倾角传感器；接收所述液位计液位信息和所述倾角传感器倾角信息的处理器；以及放空装置，在倾角信息显示超过预警角度并在液位信息显示超过设定液位时，所述放空装置由处理器控制对所述气瓶放气。

根据本发明的一个实施例，所述预警角度的绝对值范围在45～80度间。

根据本发明的一个实施例，还包括定时单元和警报器，在倾角信息显示超过预警角度并在液位信息显示超过设定液位时，所述处理器开启定时单元定时并控制警报器发出警报，若在设定时间内警报未被消除，则所述放空装置由处理器控制对所述气瓶放气。

根据本发明的一个实施例，所述设定时间T由以下公式确定：

T＝K·cos(a)

其中，K为固定的预设参数，a为倾角信息中的倾角。

根据本发明的一个实施例，所述警报器由警报消除按钮控制消除警报，处理器获得消除信息后控制定时单元复位。

根据本发明的一个实施例，所述警报消除按钮设于驾驶舱内。

本发明还提供以下技术方案：一种车用LNG气瓶监控方法，包括以下步骤：

处理器接收液位计的液位信息和倾角传感器的倾角信息，所述倾角信息显示倾斜角度超过预警角度时，判断液位信息；

在所述液位信息显示液位超过设定液位时，处理器控制警报器发出警报，并开启定时单元计时；

若在定时单元设定时间内所述警报未被消除，则处理器控制所述放空装置对气瓶放气。

根据本发明的一个实施例，所述警报器由警报消除按钮控制消除警报，若在定时单元设定时间内所述警报被消除，所述处理器获得消除信息后控制定时单元复位。

根据本发明的一个实施例，所述警报消除按钮设于驾驶舱内。

根据本发明的一个实施例，所述设定时间T由以下公式确定：

T＝K·cos(a)

其中，K为固定的预设参数，a为倾角信息中的倾角。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有如下突出优点：本发明通过对车瓶内液位及车瓶倾角的监控，在倾角达到预警角度并且液位达到设定液位时，将气瓶内LNG进行放空疏散，防止气瓶内骤胀，可避免爆炸事故。

此外，在倾角达到预警角度并且液位达到设定液位时，还启动警报器和一定时单元，警报器和定时单元关联，只有经过定时单元的设定时间后、该警报器的警报还未被消除的情况下，处理器才会控制放空装置将气瓶放空，防止在不足以引发爆炸的情况下泄放LNG，造成浪费。

附图说明

图1为本发明实施例的一种车用LNG气瓶监控系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种车用LNG气瓶监控方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施以及具体附图的限制。

首先对本发明所用技术术语进行说明。

LNG气瓶：移动车用LNG低温储罐，LNG气化后作为车辆发动机发动的燃料。

液位计：测量在容器中液体介质的高低的仪表，本发明优选电容式液位计。

倾角传感器：用来测量相对于水平面的倾角变化量的仪器。

放空装置：对气瓶内LNG进行放空的部件，可以为放空电磁阀。

图1中将气瓶简单示出，实际为双层低温罐，外部也有众多阀门，例如进液阀、出液阀、增压阀、安全阀等，附图仅是简单示意，并非用来限制本发明。

图1示出了一种车用LNG气瓶监控系统，包括装有LNG的气瓶1，液位计2，倾角传感器3，处理器4，放空装置5，定时单元6，以及警报器7。液位计2和倾角传感器3为气瓶1的测量仪表，两者连接处理器4，放空装置5受处理器4控制，定时单元6和警报器7作为延迟放空动作并发出警报供消除放空动作的部分，两者与处理器4连接。

图1中，液位计2测量部竖直插入气瓶1内至气瓶1底端，对气瓶1内液位进行测量并将液位信息传输给处理器4；倾角传感器3固定于气瓶1瓶身、随气瓶1而动，用于测量气瓶1倾斜角度，同样将其倾角信息传输给处理器4；处理器4接收所述液位计2液位信息和所述倾角传感器3倾角信息后，首选判断倾斜角度是否超过预警角度，接着判断液位是否超过设定液位(设定液位控制在瓶内液体容积不足以引起爆炸的高度)；在倾角信息显示超过预警角度并在液位信息显示超过设定液位时，处理器4控制放空装置5对所述气瓶1放气，在放气过程中，对放出的气体进行及时地疏散或耗尽，避免其在空气中聚集到一定密度后被引燃爆炸。

需要说明的是，处理器4对于倾角传感器3的倾角信息是实时监控的，而对于液位计2的监控可以是非实时的，从整个气瓶1测量的系统设计考虑，处理器4对于液位计2的液位信息也是实时的，该液位信息可以显示给用户，也就是系统的液位显示功能。

在一个实施例中，本发明监控系统还包括定时单元6和警报器7，在倾角信息显示超过预警角度并在液位信息显示超过设定液位时，所述处理器4开启定时单元6开始计时直到达到设定时间后停止计时发出定时满信号，开启定时单元6的同时处理器4还控制警报器7发出警报，例如是声警报，警报鸣叫可以被人工消除，警报器7停止鸣叫后反馈给处理器4停止定时单元6的计时，从而阻止其进行下一步的放空动作，避免了在车辆上下陡坡或者其他无危险动作情形下的无端鸣叫，若在设定时间内警报未被消除，也就是说，处理器4接收到了定时单元6的定时满信号，则所述放空装置5由处理器4控制对所述气瓶1放气。

进一步的，所述警报器7由警报消除按钮(图上未示出)控制消除警报，处理器4获得消除信息后控制定时单元6复位，等待下一次启动，为便于操作，所述警报消除按钮设于驾驶舱内，警报消除按钮是用于消除警报的一个开关部件，也可以采用除按钮以外的其他形式，其发出的信号由处理器4接收，处理器4从而控制警报器7的停鸣。

由于倾斜角度越大，发生危险的可能性越大，给人的反应时间越少，因而将所述设定时间T设定为由以下公式确定：

T＝K·cos(a)

其中，K为固定的预设参数，a为倾角信息中的倾角。

该公式算法简单，采用该公式，设定时间随倾斜角度的变大而其变化率增加(设定时间加快减小)，并在倾斜角度较小时，设定时间较长，给人以足够的时间去判断是否需应急放空，可以使系统更人性化。

优选的，所述预警角度的绝对值范围在45～80度间，在一个实施例中，以预警角度为45度为例，当处理器4根据倾角信息判断倾斜角度大于45度时，处理器4获取液位信息，若液位高于设定液位，处理器4控制警报器7发出警报，同时定时单元6启动，定时单元6时长例如为3分钟，若在定时单元6结束之前警报被消除，则处理器4会控制定时单元6复位，等待进一步动作，若在定时单元6结束时警报还未被消除，则处理器4会收到定时单元6的定时满信号，处理器4会控制放空装置5对气瓶1进行放空，放空的同时做好疏散耗尽释放的气体。

图2示出一种车用LNG气瓶监控方法，包括以下步骤：

处理器接收液位计的液位信息和倾角传感器的倾角信息，所述倾角信息显示倾斜角度超过预警角度时，判断液位信息；

在所述液位信息显示液位超过设定液位时，处理器控制警报器发出警报，并开启定时单元计时；

若在定时单元设定时间内所述警报未被消除，则处理器控制所述放空装置对气瓶放气。

根据本发明的一个实施例，所述警报器由警报消除按钮控制消除警报，若在定时单元设定时间内所述警报被消除，所述处理器获得消除信息后控制定时单元复位。

结合图1和图2，处理器4接收液位计2的液位信息和倾角传感器3的倾角信息后，在倾角信息显示超过预警角度并在液位信息显示超过设定液位时，所述处理器4开启定时单元6开始计时直到达到设定时间后停止计时发出定时满信号，开启定时单元的同时处理器还控制警报器发出警报，例如是声警报，警报鸣叫可以被人工消除，警报器停止鸣叫后反馈给处理器停止定时单元的计时，从而阻止其进行下一步的放空动作，避免了在车辆上下陡坡或者其他无危险动作情形下的无端鸣叫，若在设定时间内警报未被消除，也就是说，处理器接收到了定时单元的定时满信号，则所述放空装置由处理器控制对所述气瓶放气。

进一步的，所述警报器由警报消除按钮控制消除警报，处理器获得消除信息后控制定时单元复位，等待下一次启动，为便于操作，所述警报消除按钮设于驾驶舱内，警报消除按钮是用于消除警报的一个开关部件，也可以采用除按钮以外的其他形式，其发出的信号由处理器接收，处理器从而控制警报器的停鸣。

由于倾斜角度越大，发生危险的可能性越大，给人的反应时间越少，因而将所述设定时间T设定为由以下公式确定：

T＝K·cos(a)

其中，K为固定的预设参数，a为倾角信息中的倾角。

该公式算法简单，采用该公式，设定时间随倾斜角度的变大而其变化率增加(设定时间加快减小)，并在倾斜角度较小时，设定时间较长，给人以足够的时间去判断是否需应急放空，可以使系统更人性化。

本发明通过对车瓶内液位及车瓶倾角的监控，在倾角达到预警角度并且液位达到设定液位时，将气瓶内LNG进行放空疏散，防止气瓶内骤胀，可避免爆炸事故。

此外，在倾角达到预警角度并且液位达到设定液位时，还启动警报器和一定时单元，警报器和定时单元关联，只有经过定时单元的设定时间后、该警报器的警报还未被消除的情况下，处理器才会控制放空装置将气瓶放空，防止在不足以引发爆炸的情况下泄放LNG，造成浪费。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种车用LNG气瓶监控系统，包括装有LNG的气瓶；对气瓶内液位进行测量的液位计；其特征在于，还包括固定于气瓶瓶身用于测量气瓶倾斜角度的倾角传感器；接收所述液位计液位信息和所述倾角传感器倾角信息的处理器；以及放空装置，在倾角信息显示超过预警角度并在液位信息显示超过设定液位时，所述放空装置由处理器控制对所述气瓶放气。

2.根据权利要求1所述的车用LNG气瓶监控系统，其特征在于，还包括定时单元和警报器，在倾角信息显示超过预警角度并在液位信息显示超过设定液位时，所述处理器开启定时单元定时并控制警报器发出警报，若在设定时间内警报未被消除，则所述放空装置由处理器控制对所述气瓶放气。

3.根据权利要求2所述的车用LNG气瓶监控系统，其特征在于，所述设定时间由以下公式确定：

T=K·cos(α)

其中，K为固定的预设参数，α为倾角信息中的倾角。

4.根据权利要求3所述的车用LNG气瓶监控系统，其特征在于，所述警报器由警报消除按钮控制消除警报，处理器获得消除信息后控制定时单元复位。

5.一种车用LNG气瓶监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

处理器接收液位计的液位信息和倾角传感器的倾角信息，所述倾角信息显示倾斜角度超过预警角度时，判断液位信息；

在所述液位信息显示液位超过设定液位时，处理器控制警报器发出警报，并开启定时单元计时；

若在定时单元设定时间内所述警报未被消除，则处理器控制放空装置对气瓶放气。

6.根据权利要求5所述的车用LNG气瓶监控方法，其特征在于，所述设定时间由以下公式确定：

T=K·cos(α)

其中，K为固定的预设参数，α为倾角信息中的倾角。