CN110300723B - 带有燃油分析器的加油机 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于加油环境的燃油分析器，该燃油分析器包括配置为通过一定体积的燃油发射超声波信号的超声波发射器、配置为接收超声波信号的超声波接收器、以及处理电路。该处理电路配置为从超声波发射器接收超声波信号的发射指示，从超声波接收器接收超声波信号的接收指示，确定超声波信号的飞行时间，并根据超声波信号的飞行时间确定燃油纯度。

Description

带有燃油分析器的加油机
技术领域
本发明总体涉及用于加油环境的设备。更具体地说，本发明的实施例涉及一种带有燃油分析器的加油机。
背景技术
燃油掺假在全世界许多国家中是一个重大问题。燃油掺假可能包括用便宜得多的添加剂(例如煤油)稀释纯燃油(例如汽油或柴油)，目的是以常规燃油价格销售更多量的燃油。在某些地区，政府为煤油提供补贴，并以低价出售给家庭用于烹饪。在这些地区，可能将煤油与柴油或汽油混合以稀释燃油等级。在某些情况下，煤油可能占燃油的30％。这种非法行为对社会有多种不良影响：逃税、车辆发动机损坏、燃油供应商(例如石油公司)声誉受损等。例如，某个国家的总体经济损失每年大约为10亿美元。
掺假也可能以非欺诈的方式发生，例如在大雨过后油箱中混入水。水可能因通气口的渗漏或其它基础设施问题而进入油箱。再例如，可能无意中出售不正确等级的燃油，例如通过将E15(15％乙醇)燃油输送到E85(85％乙醇)油罐中，或者相反。
为了提高对掺假的认识，一些加油机配备了安装在加油机上的密度显示屏以显示燃油密度，因为燃油密度通常会因掺假而改变。但是，这些加油机不测量密度，而是仅显示与燃油等级相关的设定值。
在燃油环境中测量密度通常是一个很复杂且费用高昂的过程。在一些加油环境中，可能利用带有表面波(SAW)检测器的快速气相色谱仪来确定流体的质量或化学组成。但是，这种方法仅在预计温度可能有急剧变化(例如变得极冷)的国家(例如俄罗斯)中实施了。温度的急剧变化会导致密度的显著变化，因而会导致输送给顾客的燃油的“数值”发生显著变化。在其它加油环境中(例如在加拿大)，采用了自动温度补偿的方法。自动温度补偿可根据温度检测结果和平衡体积的补偿'表'进行(因此在非常低的温度下，对于给定的价格，输送的燃油量较少，这是在环境温度下按体积计算的)。这些方法都不能有效地检测由欺诈、基础设施问题或人为错误造成的掺假。
发明内容
本发明认识到并解决了现有技术构造和方法的多种问题。根据一个方面，本发明提供一种用于加油环境的燃油分析器，该燃油分析器包括配置为通过一定体积的燃油发射超声波信号的超声波发射器、配置为接收超声波信号的超声波接收器、以及处理电路。该处理电路配置为从超声波发射器接收超声波信号的发射指示，从超声波接收器接收超声波信号的接收指示，确定超声波信号的飞行时间，并根据超声波信号的飞行时间确定燃油纯度。
在另一个示例性实施例中，提供了一种加油机，该加油机包括配置为连接至车辆燃油系统的注油嘴、配置为将燃油从与加油机相关联的至少一个燃油储罐通过注油嘴输送到车辆燃油系统中的燃油管道、以及燃油分析器。该燃油分析器包括配置为通过一定体积的燃油发射超声波信号的超声波发射器、配置为接收超声波信号的超声波接收器、以及处理电路。该处理电路配置为从超声波发射器接收超声波信号的发射指示，从超声波接收器接收超声波信号的接收指示，确定超声波信号的飞行时间，并根据超声波信号的飞行时间确定燃油纯度。
在另一个示例性实施例中，提供了一种燃油环境，该燃油环境包括配置为存储燃油的燃油储罐、配置为从燃油储罐分配燃油的加油机、以及布置在燃油储罐与加油机之间的燃油分析器。该燃油分析器包括配置为通过一定体积的燃油发射超声波信号的超声波发射器、配置为接收超声波信号的超声波接收器、以及处理电路。该处理电路配置为从超声波发射器接收超声波信号的发射指示，从超声波接收器接收超声波信号的接收指示，确定超声波信号的飞行时间，并根据超声波信号的飞行时间确定燃油纯度。
在参照附图阅读以下的优选实施例的详细说明后，本领域的技术人员能够理解本发明的范围，并能够实现本发明的附加特征。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的完整公开内容，包括其最佳实施方式，以指导本领域技术人员。
图1示出了本发明的一个实施例的示例性加油机的透视图。
图2示出了本发明的一个实施例的如图1所示的加油机的内部部件的示意图。
图3示出了本发明的一个实施例的示例性燃油分析器的各个方面。
图4示出了一个示例性实施例的燃油管道旁路中的示例性燃油分析器的各个方面。
图5示出了本发明的一个实施例的处理电路的一个示例的框图。
图6示出了本发明的一个示例性实施例的利用燃油分析器的方法。
具体实施方式
下面将参照本发明的优选实施例以及附图中所示的一个或多个示例来说明本发明。所提供的每个示例仅用于解释本发明，但不构成对本发明的任何限制。实际上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围和精神的前提下，能够对本发明做出各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征也可用在另一个实施例中，从而产生另一种不同的实施例。因此，本发明意图涵盖归入本公开(包括所附权利要求和其等效内容)的范围之内的此类修改和变化。
在一定体积的燃油内传播的声音的速度可能因燃油成分的变化(例如由燃油掺假所导致)而改变。燃油中的这种声速变化基于密度的变化。在一些例子中，对于较小的密度变化，燃油中的声速变化可能很显著。燃油中的声速变化与燃油密度变化之间的这种关系可用于精确测量燃油的掺假，甚至是很少量的掺假，例如1％、2％等。
在一个示例性实施例中，在燃油系统中可布置包括超声波发射器和超声波接收器的燃油分析器，以测量燃油的纯度，并且在燃油的纯度不满足一个或多个纯度阈值的情况下引发警报或停止燃油流动。该警报可使用户识别并纠正因欺诈、基础设施问题或人为错误而掺假的油源。附加或替代地，停止燃油流动可防止或限制掺假燃油的输送，掺假燃油可能导致车辆发动机损坏以及顾客的付出与价值不符。
在一些情况下，燃油分析器可与远程计算系统通信，该远程计算系统可允许远程监测一个或多个加油环境的燃油纯度。多个加油环境的远程监测可使用户识别并纠正因欺诈、基础设施问题或人为错误而掺假的油源。
在一个示例性实施例中，燃油分析器可布置在旁路管线中，从而燃油中的声速的测量不会受到加油操作(例如燃油流过燃油管道)的噪声因素的影响。
在一些实施例中，可针对燃油的温度和/或等级补偿燃油的预期声速和/或密度。在一个示例性实施例中，燃油分析器还可配置为测量燃油中的离子污染物，例如通过感应线圈测量。
本发明的一些实施例特别适合于与零售加油站环境中的加油机结合使用，下文的论述将说明这种环境中的一些优选实施例。但是，本领域的技术人员应理解，本发明不局限于这些特定实施例。实际上，预计本发明的实施例可与任何适当的流体分配环境和其它流体分配器一起使用。例如，本发明的实施例也可与柴油机尾气处理液(DEF)分配器一起使用。
示例性加油机
图1是本发明的一个实施例的示例性加油机10的透视图。加油机10包括壳体12以及从壳体12延伸出的软油管14。油管14的末端为注油嘴16，该注油嘴16适合于插入到车辆油箱的注油管中。注油嘴16包括手动操作的燃油阀。在壳体12内还有各种燃油处理部件，例如阀门和仪表。这些燃油处理部件允许从地下管道接收燃油，并通过燃油软管14和注油嘴16将燃油输送至车辆的燃油系统，例如油箱。
加油机10具有顾客界面18。该顾客界面18可包括与正在进行的加油交易相关的信息显示20，包括加注的燃油量和加注的燃油的价格。此外，顾客界面18可包括显示屏22，该显示屏向顾客提供关于加油交易的指示。显示屏22还可向顾客提供广告、商品推销和多媒体呈现内容，并允许顾客在加油机处购买除燃油之外的商品和服务。在一些示例性实施例中，该顾客界面还可包括一个或多个燃油等级选择器。
图2是本发明的一个实施例的加油机10的内部油流部件的示意图。通常，燃油可从一个或多个地下储油罐(UST)50经由主燃油管道24输送至加油机10和注油嘴，以进行加油，众所周知的是，主燃油管道24可以是具有二次防漏功能的双壁管。在美国专利6,435,204中示出了一种示例性的地下输油系统，该专利的内容通过完整引用结合在本文中。更具体地说，使用与UST配套的潜油涡轮泵(STP)向加油机10泵送燃油。但是，某些加油机可以是独立的，这意味着燃油被位于壳体12内的泵单元吸入加油机10。
主燃油管道24可通过剪切阀26进入壳体12。众所周知的是，剪切阀26用于在加油机10受到冲击的情况下封闭油流通路。在美国专利8,291,928中公开了一种适合于在加油站环境中使用的示例性二次防漏剪切阀，该专利的内容通过完整引用结合在此。剪切阀26包含用于从主燃油管道24向内部燃油管道28输油的内部油流通路。
来自剪切阀26的燃油流向位于流量计32上游的流量控制阀30。可替代地，流量控制阀30也可位于流量计32的下游。在一个实施例中，流量控制阀30可以是如美国专利5,954,080中所述的比例电磁控制阀，该专利通过完整引用结合在此。
流量控制阀30受控制系统34的控制。通过这种方式，控制系统34可控制流量控制阀30的开启和关闭，从而允许或阻止燃油流过流量计32并流入软管14和注油嘴16中。控制系统34可包括带有配套的存储器和在其上运行的软件程序的任何适当的电子装置，无论其被称为处理器、微处理器、控制器、微控制器还是其它名称。在一个优选实施例中，控制系统34可与Gilbarco Inc.销售的CRIND(加油机内的读卡器)型装置中使用的微处理器型控制系统相当。控制系统34通常控制加油机10的其它方面，例如阀门、显示屏等。例如，控制系统34通常在加油交易经过授权时指示流量控制阀30开启。另外，控制系统34可与位于加油场点的销售点系统(场点控制器)进行电子通信。该站点控制器与控制系统34通信，以控制加油交易和其它常规活动的授权。
隔汽层36界定加油机10的液压仓38，并且控制系统34位于隔汽层36上方的电子仓40中。流体处理部件(例如流量计32)位于液压仓38中。在此方面，流量计32可以是本领域技术人员已知的任何适当的流量计，包括容积式流量计，推导式流量计、以及科里奥利质量流量计等。流量计32通常包括电子装置42，该电子装置将表示流速或体积的信息传送给控制系统34。例如，电子装置42通常可包括本领域技术人员已知的脉冲发生器。通过这种方式，控制系统34可更新信息显示屏20上的加注的总加仑数(或升数)以及加注的燃油的总价。
燃油在离开流量计32后进入流量开关44，该流量开关优选包括防止从加油机10回流的单向止回阀。在燃油流过流量计32时，流量开关44向控制系统34提供流量开关通信信号。该流量开关通信信号向控制系统34表明在燃油输送通路中有燃油在实际流动，并表明来自于流量计32的后续信号是因实际的燃油流动而产生的。来自流量开关44的燃油通过内部燃油管道46排出到燃油软管14和注油嘴16，从而向顾客的车辆输送。
在流量开关44的下游还可设置混合歧管。该混合歧管从各种UST接收不同辛烷值的燃油，并确保输送由顾客选择的辛烷值的燃油。另外，加油机10可包括蒸汽回收系统，以通过注油嘴16和软管14将燃油蒸汽回收至UST。在美国专利5,040,577中公开了配有蒸汽回收辅助装置的加油机的一个示例，该专利的全部内容通过引用结合在此。
在一个示例性实施例中，在燃油管道(例如主燃油管道24和/或内部燃油管道28)中可布置一个或多个燃油分析器52。例如，燃油分析器52可布置在UST 50的出口处的主燃油管道24内，从而燃油分析器52可直接从UST 50确定燃油的燃油纯度，这能识别UST 50的特定燃油的掺假。附加或替代地，燃油分析器52可布置在液压仓38内的内部燃油管道28中。燃油分析器52可在内部燃油管道28中布置在流量控制阀30和/或流量计32之前，从而用于确定燃油纯度的燃油量不会被流量计32反映出来，因而不会向顾客收费。在一些示例性实施例中，燃油分析器52可布置为在燃油进入加油机时测量油源的纯度，或者可配置为在两种或更多种燃油混合以产生选定等级的燃油之后监测燃油的纯度。下面将参照图3和图4更详细地论述燃油分析器52。
示例性燃油分析器
图3示出了一个示例性实施例的示例性燃油分析器52。该燃油分析器可包括两个超声波传感器302。超声波传感器302可包括至少一个传感器发射器和至少一个传感器接收器。附加或替代地，超声波传感器302可以是配置为发射和/或接收超声波信号的超声波收发器。
可通过计算从位置A到位置B的超声波包的飞行时间(ToF)来测量一定体积的燃油中的声速(SoS)，其中A和B已经安装有超声波收发器。位置A与位置B之间的距离可限定长度(L)。对于(v＝0)的条件(例如流体不移动)，SoS可如下测量：
SoS＝L/ToF 公式1
燃油分析器52可配置为使得发射和接收超声波传感器302相距尽可能远，例如在矩形或圆柱形容器的相对端。在一个示例性实施例中，矩形容器可配置为使得发送超声波传感器302安装在进油口正上方，而接收超声波传感器302安装在出油口正下方，从而允许发送和接收超声波传感器302之间的直线激励。增大发送超声波传感器302与接收超声波传感器302之间的间距能减小制造公差误差或基于温度的形状变化对燃油纯度测量的影响。例如，纯柴油中的声速的典型值大约为1300米/秒。若L＝10厘米，则ToF可能是较小的值，例如77微秒。长度(L)的1％误差可能足以导致相同燃油的纯度测量值不正确。但是，长度(L)越长，测量误差就越小。
一定体积的燃油中的SoS可能随着燃油密度的变化而变化。典型的汽油密度可为0.71-0.77克/立方厘米，但是典型的掺杂物的密度较高。由于掺杂物的密度比汽油的密度高，因此掺假燃油的密度可能高于纯燃油的密度，导致较短的ToF。
油流的速度和方向也可能影响SoS，因而影响ToF。由于燃油速度的影响，从A至B的ToF可能与从B至A的ToF不同。若燃油从A流至B(如图所示)，则从A至B的ToF会比从B至A的ToF短得多。
ToF(A至B)＝L/(声速+燃油速度) 公式2
ToF(B至A)＝L/(声速-燃油速度) 公式3
可使用标称校准流体(例如密度为1克/立方厘米的蒸馏水)在标称温度(例如75华氏度)下对燃油分析器52进行校准。可通过在各种温度下确定A与B之间的L来产生校准表，以补偿因温度而引起的变化。加油机10处的环境温度可从与加油机10或加油环境相关联的传感器确定。附加或替代地，可从气象服务或气象数据库接收环境温度。燃油分析器52可根据所接收的环境温度从校准表确定A与B之间的正确L。
可为待加注的每个等级的燃油开发第二校准表，包括与温度成函数关系的预期ToF。每个校准表可存储到存储器中，以便在加油操作期间进行比较。
在一些示例性实施例中，可设置一个或多个纯度阈值。加油机操作员可利用第一纯度阈值来监测其燃油输送，并向供应商通知他们可能处于提供不可用燃油的边缘。第一纯度阈值可以是99％、98％等。可利用低于第一纯度阈值的第二纯度阈值(例如95％、90％等)来停止加油，如下所述。在一些情况下，可向顾客界面18提供燃油纯度，从而可为最终用户确保合格的燃油质量，并与其他燃油供应商进行对比。
图4示出了一个示例性实施例的布置在燃油管道旁路301中的示例性燃油分析器52。燃油分析器52可包括第一和第二超声波传感器302以及处理电路70。处理电路70可以是与燃油分析器52相关联的专用处理电路，或者也可以是控制系统34的一部分。
燃油分析器52可布置在燃油管道24、28中，或者可布置在燃油管道旁路301中。将燃油分析器52布置在燃油管道旁路301中可避免阻碍加油，从而防止加油速度减慢。另外，布置在燃油管道旁路301中的燃油分析器52可使被测燃油量与油流隔离，从而限制或防止与流动相关的噪声、因流速而引起的变化、以及补偿要求。由于加油不受阻碍并且被测燃油量是隔离的，因此，与加油之前或之后的静态测量相反，可在加油时动态地确定燃油纯度。
在一个示例性实施例中，在燃油分析器52中可结合附加的传感器308。例如，如图5所示，可使用离子传感器82确定离子污染物。离子传感器82可包括磁性或感应线圈，该线圈围绕燃油管道旁路或其中布置有燃油分析器的其它管道布置，例如缠绕在其上。处理电路70可存储用于每个燃油类型或等级的第三校准表，该第三校准表可与一定体积的燃油的离子特征进行比较。处理电路70还可确定离子特征是否落入一个或多个可接受的范围或离子特征阈值内。例如，加油机操作员可利用第一离子阈值(例如99％、98％等)来监测其燃油输送，并向供应商通知他们可能处于提供不可用燃油和第二离子阈值的边缘，该第二离子阈值低于第一纯度阈值，例如95％、90％等，可用于停止加油。在一些示例性实施例中，离子污染测量值可结合到燃油纯度中，例如加权平均值或应用于燃油纯度的调整因子。
在一些示例性实施例中，附加的传感器308可包括气相色谱仪/表面声波(SAW)检测器84。在某些情况下，气相色谱仪/SAW检测器84可用作校准源，例如在向一个或多个加油机10供油的UST 50输出处。配备有气相色谱仪/SAW检测器84的燃油分析器52可用于开发输出燃油的校准表，并且，通过将燃油分析器52连接至远程计算装置，可生成自动校准表并将其传送至一个或多个加油机10中的每个燃油分析器52，用于任何燃油类型或等级的每次输送。此外，布置在UST 50的输出处的燃油分析器52可与布置在一个或多个加油机10中的每个燃油分析器52相关联，以检测前场的配油管中导致销售链中发生掺假的潜在问题，例如泄漏或错误连接。
在操作中，燃油分析器52可操作地耦合在燃油管道24、28中，从而燃油流过燃油分析器52。燃油分析器52可包括燃油管道旁路301，在该燃油管道旁路中布置有第一和第二超声波传感器302。燃油管道旁路301可包括样品阀304，该样品阀配置为由处理电路70开启，以获得用于纯度测量的一定体积的燃油。在一些示例性实施例中，可关闭样品阀304等待一段吹扫时间，例如2秒、3秒、5秒等，以在获得一定体积的燃油之前排空先前加油操作的残留燃油。
处理电路70可使样品阀304开启，以允许燃油流过燃油管道旁路301。在可获知燃油速度(例如通过流速传感器获知)的一个示例性实施例中，样品阀304可保持开启状态，并且可动态地进行以下分析。在一些示例性实施例中，处理电路70可使得样品阀关闭，以在燃油管道旁路301中没有燃油流动的条件下进行分析。在另外的示例性实施例中，处理电路70可在加油操作期间多次循环启闭样品阀304，以在加油操作的时段内多次进行以下分析。
在燃油管道旁路301中获得了一定体积的燃油之后，就可进行SoS测量以确定ToF，在样品阀关闭的状态下，可使用上述公式1，此时v＝0，或者可根据燃油流速v使用上述公式2和/或公式3动态地进行。处理电路70可从第一超声波传感器302接收超声波信号的发射指示，并从第二超声波传感器302接收超声波信号的接收指示。所述发送指示或接收指示可包括时间标记，或者，处理电路70可在接收时或获得相应的指示时产生时间标记。在一些实施例中，第二阀门304可位于旁路301的下游部分处，以捕获并进一步隔离待分析的燃油。
处理电路70可确定与发射指示相关联的时间标记和与接收指示相关联的时间标记之间的差值，以确定ToF，例如80微秒。可将ToF与预期的ToF(例如来自校准表)进行比较。ToF与预期的ToF之间的差值可指示一定体积燃油的纯度。
在一些示例性实施例中，处理电路70可接收环境温度的指示。处理电路70可使用预期ToF的温度补偿值来确定一定体积燃油的纯度和/或根据环境温度补偿ToF值。
在一个示例性实施例中，处理电路70可接收所选燃油等级的指示。处理电路70可将ToF与针对所选燃油等级校准的预期ToF进行比较，以确定燃油纯度。
在一些示例性实施例中，处理电路70可从离子传感器82接收离子污染物的指示。所述离子污染物的指示可以是燃油分析器52中的一定体积的燃油的离子或磁性特征。处理电路70可将一定体积的燃油的离子特征与燃油或选定燃油等级的校准表进行比较，以确定离子杂质。可将离子杂质与允许的杂质阈值进行比较，例如100ppb、200ppb等。在某些情况下，可进行赋值以反映杂质，例如0.99、0.98等，该数值可用做一定体积燃油的确定纯度的调整因子。
在一个示例性实施例中，处理电路70可使燃油纯度显示在顾客界面18上，例如在加油操作期间、在加油操作之后等。
在一个示例性实施例中，处理电路70可确定燃油纯度或经离子杂质调整的燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值。预期燃油纯度可以是100％，或者可包括误差范围(例如1％)，以防止燃油掺假的误报。处理电路70可将燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值与一个或多个纯度阈值进行比较。在一些示例性实施例中，加油机操作员可利用分别与98％和95％纯度对应的第一纯度阈值(例如2％、5％等)来监测其燃油输送，并向供应商通知他们可能处于提供无法使用的燃油的边缘。可利用高于第一纯度阈值的第二纯度阈值(例如分别与90％和85％燃油纯度对应的10％或15％)来停止加油。
在一些示例性实施例中，例如，处理电路70可响应于燃油纯度超过第一纯度阈值或第二纯度阈值而引起警报。该警报可以是听觉指示(例如蜂鸣声、警报声、喇叭、哔哔声等)或视觉指示(例如闪光灯频闪、闪烁灯光、文字消息等)以向用户或操作员指示已超过纯度阈值。该警报可在加油机10处提供，在与加油环境相关联的便利店中提供、在远程计算设备中提供，等等。在一个示例性实施例中，可通过远程计算设备跟踪来自多个加油环境的燃油纯度值，从而允许预测地理区域中的燃油掺假。
在一个示例性实施例中，处理电路70可配置为使流量控制阀关闭。该流量控制阀可以是布置在燃油分析器52中的燃油分析器流量控制阀306，也可以是与加油机30相关联的流量控制阀30。响应于处理电路70确定的已超过纯度阈值的情况，可关闭流量控制阀306、30。在一些示例性实施例中，在警报之后或在燃油切断之后，处理电路70可关闭样品阀304或使该样品阀保持关闭状态，以获得一定体积的燃油以便进行进一步测试。该一定体积的燃油可通过可操作地耦合至燃油分析器52的放气阀305排出，例如燃油管道旁路301。
示例性处理电路
图5示出了一个示例性实施例的处理电路70的某些元件。例如，图5的处理电路70可用在燃油分析器52内的机载电路上、在与控制系统34相关的电路中、在便利店、网络设备、服务器、代理设备等设备中。可替代地，可在设备的组合中采用这些实施例。此外，应注意，下文所述的装置或元件不一定是必须的，因此其中的一些装置或元件在某些实施例中可省略。
在一个示例性实施例中，提供了处理电路70，该处理电路配置为执行如本发明的一个示例性实施例所述的数据处理、应用执行、以及其它处理和管理服务。在一个实施例中，处理电路70可包括存储器74和处理器72，该处理器可与顾客界面18和/或通信接口78通信，或者控制顾客界面18和/或通信接口78。这样，处理电路70可体现为例如配置有硬件、软件或硬件和软件的组合的电路芯片(例如集成电路芯片)，以执行本文所述的操作。但是，在一些实施例中，处理电路70可体现为服务器、计算机或工作站的一部分。所述网络可以是数据网络，例如局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)(例如互联网)等，它们可将处理电路70、控制系统34和/或加油机10耦合至处理元件等设备(例如计算机终端、服务器计算机等)和/或数据库。网络、处理电路70、控制系统34以及处理电路70所耦合的设备或数据库(例如服务器)之间的通信可通过有线或无线通信机制以及相应的通信协议来实现。
顾客界面18可以是用于直接从用户接收指令的输入/输出装置。顾客界面18可与处理电路70通信，以便经由顾客界面18接收用户输入和/或将输出呈现给用户，例如听觉、视觉、机械或其它输出指示。顾客界面18例如可包括键盘、鼠标、控制杆、显示器(例如触摸屏显示器)、麦克风、扬声器、或其它输入/输出机构。此外，处理电路70可包括用户接口电路，或者与用户接口电路通信，该用户接口电路配置为控制顾客界面18的一个或多个元件的至少一部分功能。处理电路70和/或用户接口电路可配置为通过存储在可由处理电路70访问的存储器装置(例如易失性存储器、非易失性存储器等)上的计算机程序指令(例如软件和/或固件)来控制用户接口26的一个或多个元件的一个或多个功能。在一些示例性实施例中，用户接口电路配置为通过使用配置为对用户输入做出响应的显示屏来便于用户控制该设备的至少一部分功能。处理电路70还可包括显示电路，或者与显示电路通信，该显示电路配置为显示顾客界面18的至少一部分，所述显示屏和显示电路配置为便于用户控制装置的至少一部分功能。
通信接口78可以是任何装置，例如以硬件、软件或硬件和软件的组合体现的装置或电路，该装置或电路配置为从与加油环境的控制系统34和/或POS(和/或远程云服务器)通信(直接通信或通过位于便利店中的路由器通信)的网络和/或任何其它装置或模块接收数据，和/或向这些网络和/或其它装置或模块发送数据。在一些情况下，通信接口78可被称为云连接处理器(CCP)，并且可在处理电路70、网络和/或远程服务器或远程计算设备之间提供安全的(例如加密的)通信。通信接口78例如还可包括一个或多个天线以及配套硬件和/或软件，用于实现与网络或其它设备(例如用户设备)的通信。在一些环境中，通信接口78可替代或附加地支持有线通信。这样，例如，通信接口78可包括用于支持经由电缆、数字用户线(DSL)、通用串行总线(USB)或其它机制通信的通信调制解调器和/或其它硬件/软件。在一个示例性实施例中，通信接口78可支持通过一种或多种不同通信协议或方法通信。在一些情况下，基于IEEE 802.15.4的通信技术(例如WiFi、ZigBee、蓝牙或其它低功率短程通信协议，例如基于IEEE 802.15.4的专有技术)可与射频识别(RFID)或其它短程通信技术结合使用。
处理电路70可包括超声波传感器302，或者与超声波传感器302通信。超声波传感器302可包括配置为通过一定体积的燃油发射超声波信号的传感器发射器以及配置为接收超声波信号的传感器接收器。所述超声波信号可以是配置为穿过一定体积的燃油并由传感器接收器接收的超声波波形、超声波数字分组等。在一个示例性实施例中，传感器接收器和/或传感器发射器可以是超声波收发器。
在一些示例性实施例中，处理电路70还可包括流量控制阀30或阀门304和306的阀门致动器80，或者与所述阀门致动器80通信。所述阀门致动器可包括磁线圈和柱塞、伺服电机、功率晶体管或其它装置，以控制流量控制阀30或燃油分析器流量控制阀306的位置。如上所述，处理电路70可使阀门致动器80将流量控制阀30或燃油分析器流量控制阀306在打开位置与关闭位置之间转换，以获得用于超声波分析的一定体积的燃油。附加或替代地，处理电路70可确定燃油纯度是否在一个或多个纯度阈值之内，并且使流量控制阀30或燃油分析器流量控制阀306响应于燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值超过纯度阈值的确定而转换到关闭位置。
在一个示例性实施例中，处理电路70可包括离子传感器82，或者与离子传感器82通信。离子传感器82可包括围绕燃油导管(例如燃油管道旁路301)布置的磁性或感应线圈。在某些情况下，所述燃油导管可由非金属材料构成，例如塑料、橡胶等。所述感应线圈可测量因燃油中的离子杂质而引起的磁场变化，例如离子特征。燃油纯度还可基于离子杂质的量度，例如根据离子杂质将调节因子应用于确定的燃油纯度。
在一些示例性实施例中，处理电路70可包括气体色谱仪/SAW检测器84(例如布置在UST 50的输出处的燃油分析器52中)，或者与它们通信。气相色谱仪/SAW检测器84可配置为提供燃油的质量和/或分子分析。燃油的分子分析可用于产生将由布置在加油环境的一个或多个加油机10中的燃油分析器52使用的燃油校准表。
示例性流程图和操作
本发明的实施例提供了一种使用燃油流量控制阀进行燃油切断的方法、装置和计算机程序产品。现在将参照图6说明在本发明的实施例中进行的操作的各种示例。
图6示出了一个示例性实施例的使用燃油流量控制阀进行燃油切断的示例性方法的流程图。参照图6示出和说明的操作例如可借助于处理器72、存储器74、通信接口78、超声波传感器302、离子传感器504和/或阀门致动器502之中的一个或多个和/或在其控制下进行。图6所示的方法可包括在操作步骤606中接收超声波信号的发射指示，在操作步骤608中接收超声波信号接收的指示，在操作步骤610中确定超声波信号的飞行时间，以及在操作步骤614中根据超声波信号的飞行时间确定燃油纯度。
在一些实施例中，该方法可包括附加的、可选的操作，和/或可修改或扩充上述操作。下面说明修改、可选操作和扩充的一些示例，如虚线所示，例如，在操作步骤602中接收环境温度的指示，并在操作步骤604中接收燃油等级的指示。在一个示例性实施例中，该方法还可包括在操作步骤612中将飞行时间与预期飞行时间进行比较，在操作步骤614中从离子污染传感器接收离子污染物的指示，以及在操作步骤615中使燃油纯度显示在顾客界面上。在一些示例性实施例中，该方法还可包括在操作步骤618中确定燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值，在操作步骤620中将燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值与纯度阈值进行比较，在操作步骤622中基于燃油纯度与预期燃油纯度之间的差异超过纯度阈值的条件引起警报，以及在操作步骤624中基于燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值超过纯度阈值的条件使流量控制阀关闭。
图6示出了一个示例性实施例的系统、方法和计算机程序产品的流程图。应理解，流程图的每个框以及流程图中的框的组合可通过多种方式实现，例如硬件和/或计算机程序产品，该计算机程序产品包括一个或多个计算机可读介质，在这些计算机可读介质上存储有计算机可读程序指令。例如，在本文中描述的一个或多个过程可由计算机程序产品的计算机程序指令来体现。在此方面，体现本文中描述的过程的计算机程序产品例如可由存储器74存储并由处理器72执行。应理解，任何这样的计算机程序产品都可加载到计算机或其它可编程装置上(例如燃油流量控制阀的处理电路)以产生机器，从而包括在计算机或其它可编程装置上执行的指令的计算机程序产品产生用于实现流程框图中规定的功能的装置。此外，所述计算机程序产品可包括一个或多个非暂时性计算机可读介质，在其上可存储有计算机程序指令，从而所述一个或多个计算机可读存储器可指示计算机或其它可编程设备引起将在该计算机或其它可编程设备上执行的一系列操作，以产生通过计算机实现的过程，从而在所述计算机或其它可编程设备上执行的指令实现所述流程框图中规定的功能。
在一些实施例中，所述加油机还可配置为进行附加的操作或可选的修改。在此方面，在一个示例性实施例中，飞行时间基于燃油的密度。在一个示例性实施例中，燃油分析器布置在燃油管道的旁路管线中。在一些示例性实施例中，所述处理电路还配置为将飞行时间与预期飞行时间进行比较，并且燃油纯度基于飞行时间与预期飞行时间之间的差值。在一个示例性实施例中，所述处理电路还配置为接收环境温度的指示，并且预期飞行时间基于环境温度。在一些示例性实施例中，所述处理电路还配置为接收燃油等级的指示，并且预期飞行时间基于燃油等级。在一个示例性实施例中，所述处理电路还配置为确定燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值，并将燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值与纯度阈值进行比较。在一些示例性实施例中，所述处理电路还配置为根据燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值超过纯度阈值的条件引起警报。在一个示例性实施例中，所述处理电路还配置为根据燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值超过纯度阈值的条件使流量控制阀关闭。在一些示例性实施例中，所述燃油分析器还包括配置为检测燃油中的离子污染物的离子污染物传感器。
受益于前述说明书和相关附图中给出的教导，本领域技术人员能想到本文所阐述的实施例和/或方法的许多修改和其它实施方式。因此，应理解，本发明的实施方式不限于所公开的具体实施例，并且此类修改和其它实施方式应包括在本发明的范围之内。此外，虽然上文的说明书和相关附图在元件和/或功能的某些示例性组合的背景下描述了一些示例性实施例，但是应理解，在不脱离本发明的范围的前提下，可通过替代实施例实现元件和/或功能的不同组合。在此方面，例如，除了上文明确说明的元件和/或功能组合之外，其它元件和/或功能组合也应视为属于本发明的范围。虽然在本文中采用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性的意义使用，而不是出于限制目的。

Claims (17)

1.一种用于加油环境的燃油分析器，包括：
燃油管道的旁路管线，其从燃料流中捕获非流动体积的待分析液体燃油；
配置为通过非流动体积的燃油发射超声波信号的超声波发射器；
配置为接收超声波信号的超声波接收器；和
处理电路，配置为：
从超声波发射器接收超声波信号的发射指示；
从超声波接收器接收超声波信号的接收指示；
确定超声波信号的飞行时间，所述飞行时间基于液体燃油的密度；并且
根据超声波信号的飞行时间确定液体燃油的化学成分的纯度。
2.如权利要求1所述的燃油分析器，其中，所述处理电路还配置为：
将飞行时间与预期飞行时间进行比较，并且
其中所述燃油纯度基于飞行时间与预期飞行时间之间的差值。
3.如权利要求2所述的燃油分析器，其中，所述处理电路还配置为接收环境温度的指示，并且
其中所述预期飞行时间基于环境温度。
4.如权利要求2所述的燃油分析器，其中，所述处理电路还配置为接收燃油等级的指示，并且
其中所述预期飞行时间基于燃油等级。
5.如权利要求1所述的燃油分析器，其中，所述处理电路还配置为：
确定燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值；并且
将燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值与纯度阈值进行比较。
6.如权利要求5所述的燃油分析器，其中，所述处理电路还配置为：
根据燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值超过纯度阈值的条件引起警报。
7.如权利要求5所述的燃油分析器，其中，所述处理电路还配置为：
根据燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值超过纯度阈值的条件使流量控制阀关闭。
8.如权利要求1所述的燃油分析器，还包括：
配置为检测燃油中的离子污染物的离子污染物传感器。
9.一种加油机，包括：
注油嘴，配置为连接至车辆燃油系统；
燃油管道，配置为从与加油机相关联的至少一个燃油储罐通过注油嘴向车辆燃油系统输送燃油，所述燃油管道包括旁路管线，其从燃料流中捕获非流动体积的待分析液体燃油；和
燃油分析器，包括：
配置为通过所述非流动体积的所述待分析液体燃油发射超声波信号的超声波发射器；
配置为接收超声波信号的超声波接收器；和
处理电路，配置为：
从超声波发射器接收超声波信号的发射指示；
从超声波接收器接收超声波信号的接收指示；
确定超声波信号的飞行时间，所述飞行时间基于液体燃油的密度；并且
根据超声波信号的飞行时间确定液体燃油的化学成分的纯度。
10.如权利要求9所述的加油机，其中，所述处理电路还配置为：
将飞行时间与预期飞行时间进行比较，并且
其中所述燃油纯度基于飞行时间与预期飞行时间之间的差值。
11.如权利要求10所述的加油机，其中，所述处理电路还配置为接收环境温度的指示，并且
其中所述预期飞行时间基于环境温度。
12.如权利要求10所述的加油机，其中，所述处理电路还配置为接收燃油等级的指示，并且
其中所述预期飞行时间基于燃油等级。
13.如权利要求9所述的加油机，其中，所述处理电路还配置为：
确定燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值；并且
将燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值与纯度阈值进行比较。
14.如权利要求9所述的加油机，其中，所述处理电路还配置为：
根据燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值超过纯度阈值的条件引起警报。
15.如权利要求9所述的加油机，其中，所述处理电路还配置为：
根据燃油纯度与预期燃油纯度之间的差值超过纯度阈值的条件使流量控制阀关闭。
16.如权利要求9所述的加油机，还包括：
配置为检测燃油中的离子污染物的离子污染物传感器。
17.一种用于加油环境的设备，包括：
配置为存储燃油的燃油储罐；
配置为从燃油储罐分配燃油的加油机；和
布置在燃油储罐与加油机之间的燃油分析器，其中该燃油分析器包括：
适于接收通过燃油管道进行分析的一定量燃油的燃油管道旁路；
超声波发射器，其配置为在燃料不流动时通过燃油管道旁路中的燃油量发射超声波信号；
配置为接收超声波信号的超声波接收器；和
处理电路，配置为：
从超声波发射器接收超声波信号的发射指示；
从超声波接收器接收超声波信号的接收指示；
确定超声波信号的飞行时间；并且
根据超声波信号的飞行时间确定燃油纯度。
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