CN117705218B - 一种加油机计量数据在线测量的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加油机计量数据在线测量的系统及方法，包括活塞运行检测器、云平台，所述云平台包括输入模块、滤波模块、加油机计量模型模块、输出模块，将活塞运行检测器安装在流量测量变换器上，根据流量测量变换器的物理参数建立测量流量与活塞运行相关值模型；活塞运行检测器检测到活塞运行得到活塞运行信号，云平台对活塞运行信号进行滤波，得到活塞运行滤波信息；根据活塞运行滤波信息和测量流量与活塞运行相关值模型联合建立加油机计量模型，云平台根据加油机计量模型得到加油机计量数据。本发明通过对加油机流量测量变换器的物理测量过程进行监测，其数据精确、可靠性高。

Description

一种加油机计量数据在线测量的系统及方法

技术领域

本发明涉及加油机监测技术领域，具体涉及一种加油机计量数据在线测量的系统及方法。

背景技术

加油机是机动车添加燃油的一种液体体积测量系统，而加油机流量测量变换器是加油机计量的一个重要组成部分，同时也是加油机检定工作的重点，其准确与否直接关系到企业和消费者的切身利益。燃油加油机的“心脏”就是通常所说的机芯，它是由油泵和流量测量变换器组成的；燃油加油机的基本功能就是计量燃油体积的，由油泵将燃油从油罐内抽出，经流量测量变换器的计量，由编码器将其形成机械信号转换成电子信号，传递给电脑处理，再由显示器将燃油的体积量显示出来。

而流量测量变换器在工作状态时，内部的机械活塞会运动，因此现有的油量检测多是针对机械活塞来进行数据检测，并依靠电信号等完成信息的传输。

中国专利CN101481078A，公开了一种加油机防作弊模块及其防作弊方法，其加油机具有一流量测量变换器以及一计量微处理器，所述的加油机防作弊模块包括：一磁场产生部件，其用以根据所述的流量测量变换器的转动产生相应的磁场；一脉冲信号产生器，其根据所述的磁场分布产生体现输出油量相应的脉冲信号；一编码微处理器，其接收、转换所述的脉冲信号，并传输给所述的计量微处理器，同时对所述的输出脉冲数进行编码；一监控微处理器，接收和解码所述的编码微处理器发送的输出脉冲数编码数据，并在解码以后将其转换成输出油量数据，然后与来自所述的计量微处理器得出的输出油量数据进行比对，判断是否在加油过程中存在作弊嫌疑，其通过脉冲信号产生器产生与磁场分布对应的脉冲信号，这种方案导致不同的加油机其流量测量变换器产生的脉冲信号可能不同。

中国专利CN116519093A，公开了一种燃油加油机标定方法、计算机存储介质、电子设备，其使用加油枪通过定量方式获取检定介质，并将检定介质注入到标准金属量器内，确定标准金属量器的示值为第一标定高度；在检定介质加注过程中，确定油枪出口处的油品温度为第一温度，以及加注完成，确定标准金属量器中的油液温度为第二温度；计算第一温度与第二温度之间的温差，得到标定温差；基于标定温差以及检定介质的种类，与预先建立的标定高度修正表进行匹配，以对第一标定高度进行修正，得到第二标定高度；基于第二温度以及第二标定高度，与预先建立的示值误差查询表进行匹配，以确定燃油加油机单次检定的示值误差。其通过标准金属量器进行标定，虽然精度高，但是操作不方便。

发明内容

发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供一种加油机计量数据在线测量的系统及方法，其加油机计量方便、便于监控加油机，同时能够适应不同类型的加油机。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种加油机计量数据在线测量方法，包括以下步骤：

步骤1，采集流量测量变换器的物理参数，根据流量测量变换器的物理参数建立测量流量与活塞运行相关值模型；

步骤2，将活塞运行检测器安装在流量测量变换器上；

步骤3，加油机启动加油时，流量测量变换器内部的活塞运行，此时活塞运行检测器检测到活塞运行得到活塞运行信号，并将活塞运行信号上传到云平台；

步骤4，云平台对活塞运行信号进行滤波，得到活塞运行滤波信息；

步骤5，根据活塞运行滤波信息和测量流量与活塞运行相关值模型联合建立加油机计量模型，云平台根据加油机计量模型得到加油机计量数据。

优选的：步骤5中加油机计量模型为：

;

其中，表示加油机计量数据，表示活塞运行滤波信号的归一化频率，表示 滤波器的宽度，表示时刻，表示流量测量变换器在下的理论体积，表示流量测 量变换器在下的实际体积，表示流量测量变换器在下的示值体积，表示流量测量 变换器输出的油温。

优选的：所述活塞运行检测器检测到有数据入侵时，进行异常检测得到异常信息，并将异常信息上传至云平台，云平台则发送异常信息给监管平台，使得监管平台能够及时对异常数据进行处理。

优选的：加油机启动加油时，活塞运行检测器向云平台发送签到信号，而云平台根据签到信号对活塞运行检测器的合法性进行校验，校验成功后下发签到成功，而活塞运行检测器对签到信息进行保存，然后活塞运行检测器对活塞运行进行检测。

优选的：所述云平台对活塞运行检测器的合法性进行校验成功后下发本次密钥，活塞运行检测器对本次密钥进行保存，活塞运行检测器通过本次密钥对活塞运行信号进行加密，然后将加密后的活塞运行信号上传到云平台。

优选的：所述活塞运行检测器与云平台之间通过无线传输器通信连接。

优选的：所述活塞运行检测器通过振动检测或磁场感应检测的方式对活塞运行进行检测。

一种加油机计量数据在线测量系统，包括活塞运行检测器、云平台，所述云平台包括输入模块、滤波模块、加油机计量模型模块、输出模块，将活塞运行检测器安装在流量测量变换器上，其中：

所述输入模块用于输入流量测量变换器的物理参数；

所述活塞运行检测器用于加油机启动加油时，流量测量变换器内部的活塞运行，此时活塞运行检测器检测到活塞运行得到活塞运行信号，并将活塞运行信号上传到云平台；

所述滤波模块用于对活塞运行信号进行滤波，得到活塞运行滤波信息；

所述加油机计量模型模块用于根据活塞运行滤波信息、流量测量变换器的物理参数通过加油机计量模型得到加油机计量数据；

所述输出模块用于输出加油机计量数据。

优选的：所述加油机计量模型模块中的加油机计量模型为：

;

其中，表示加油机计量数据，表示活塞运行滤波信号的归一化频率，表示 滤波器的宽度，表示时刻，表示流量测量变换器在下的理论体积，表示流量测 量变换器在下的实际体积，表示流量测量变换器在下的示值体积，表示流量测量 变换器输出的油温。

优选的：所述活塞运行检测器检测到有数据入侵时，进行异常检测得到异常信息，并将异常信息上传至云平台，云平台则发送异常信息给监管平台，使得监管平台能够及时对异常数据进行处理。

本发明相比现有技术，具有以下有益效果：

本发明通过活塞运行检测器对流量测量变换器的活塞运行情况进行检测，然后根据检测到的信息与测量流量与活塞运行相关值模型联合建立加油机计量模型，进而得到加油机计量数据，因此本发明是通过对加油机流量测量变换器的物理测量过程进行监测，不依赖现有加油机系统的电信号，形成一套独立于现有已知系统的监测技术方法，满足计量数据真实可靠的需求。因此其加油机计量方便、便于监控加油机，同时能够适应不同类型的加油机。

附图说明

图1为本发明中EMS传感器与云平台交互的系统流程示意图；

图2为本发明中EMS传感器工作的系统流程示意图；

图3为本发明流量测量变换器正视方向的立体结构示意图；

图4为本发明图3中去除EMS传感器后的立体结构示意图；

图5为本发明流量测量变换器后视方向的立体结构示意图；

图6为本发明中EMS传感器后视方向的立体结构示意图；

图中：100、流量测量变换器，200、顶检测盖，300、进液口，400、排液口，500、检测安装板，510、机械活塞，600、活塞运行检测器，610、无线传输器，620、检测探头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种加油机计量数据在线测量方法，如图1、2所示，包括以下步骤：

步骤1，采集流量测量变换器100的物理参数，根据流量测量变换器100的物理参数建立测量流量与活塞运行相关值模型，该模型参数来源于流量测量变换器100的物理参数，因此可以通过该模型得到不同流量测量变换器100对应的测量流量与活塞运行相关值。

步骤2，将活塞运行检测器600安装在流量测量变换器100上。活塞运行检测器600通过振动检测或磁场感应检测的方式对活塞运行进行检测。活塞运行检测器600采用EMS传感器。将输液管与进液口300进行连通，将排液管与排液口400进行连通，油液会通过输液管和进液口300进入到流量测量变换器100内，并通过排液口400和排液管排出，而油液在流量测量变换器100内部流动时会带动机械活塞510运动。

步骤3，加油机启动加油时，流量测量变换器100内部的活塞运行，此时活塞运行检测器600检测到活塞运行得到活塞运行信号，并将活塞运行信号上传到云平台（即测量数据上报）。本发明的另一实施例中，活塞运行检测器600通过无线传输器610将活塞运行信号上传到云平台。

本发明的另一实施例中，加油机启动加油时，活塞运行检测器600通过无线传输器610向云平台发送签到信号，而云平台根据签到信号对活塞运行检测器600的合法性进行校验，校验成功后下发签到成功，而活塞运行检测器600对签到信息进行保存，然后活塞运行检测器600对活塞运行进行检测。

本发明的另一实施例中，活塞运行检测器600向云平台发送签到信息进行签到（即测向云平台签到），云平台对活塞运行检测器600的合法性进行校验成功后下发本次密钥，活塞运行检测器600对本次密钥（也可以是本机密钥）进行保存，活塞运行检测器600通过本次密钥对活塞运行信号进行加密，加密后的活塞运行信号通过无线传输器610上传到云平台。

本发明的另一实施例中，活塞运行检测器600检测到有数据入侵时，进行异常检测得到异常信息，并将异常信息通过通过无线传输器610上传至云平台（即异常信息上报），云平台则发送异常信息给监管平台，使得监管平台能够及时对异常数据进行处理，进而使得监管人员能够及时对异常数据进行处理，而设置的无线传输器610将数据上传云平台时采用无线方式采用蓝牙Bluetooth、lora或zigbee等传输方式。

当机械活塞510运动时，设置的活塞运行检测器600会检测信号，并对机械活塞510的转速进行检测，检测后数据会通过活塞运行检测器600内置的芯片和储存模块进行数据记录，而记录的数据会通过无线传输器610上传至云平台，云平台会对数据进行登记记录，而设置的活塞运行检测器600与云平台之间采用密文传输数据，每次签到成功后获取自动当前的工作密钥，支持管理平台动态更新传感器的初始密钥，设置的芯片采用新型的32位处理器，采用一机一密的加密方式，系统根密钥进行分散后作为本机初始密钥，加密算法采用3DES、DSA或国密SM2、SM4算法。

步骤4，云平台对活塞运行信号进行滤波，得到活塞运行滤波信息。

步骤5，根据活塞运行滤波信息和测量流量与活塞运行相关值模型建立加油机计量模型，云平台根据加油机计量模型得到加油机计量数据。

;

其中，表示加油机计量数据，表示活塞运行次数，表示测量流量与活塞运 行相关值。

;

令；

;

其中，表示加油机计量数据，表示滤波器的宽度，表示时刻，表示置调整 结果参数，表示滤波自适应后收敛值，，表示活塞运行滤波信号的归一 化频率，表示流量测量变换器在下的理论体积，表示流量测量变换器在下的 实际体积，表示流量测量变换器在下的示值体积，表示流量测量变换器输出的油温。

如图2所示，EMS传感器采用低功耗模式，在流量测量变化器静止状态下，EMS传感器自动进入低功耗状态，当EMS传感器检测到流量测量变化器开始运动时，即检测到流量测量变化器开始运动信号时，自动唤醒，进入工作状态。EMS传感器检测流量测量变化器的活塞运行信号，并判断信号检测是否结束，如果信号检测结束，则判断数据是否发送完毕，如果已经发送完毕，则采用低功耗模式待机。如果没有发送完毕，通过无线方式将数据传输发送到云平台的接收器。如果信号检测没有结束，则记录数据，通过无线方式将数据传输发送到云平台的接收器。接收器通过网络上报至云平台。

本实施例的加油机计量模型采用活塞运行滤波信息和测量流量与活塞运行相关值模型联合建立，使得测量结果精确，同时能够适用于不同的加油机中。

步骤6，当无线传输器610上传测量数据结束后，若数据发送关闭，EMS传感器600即可处于低功耗待机状态，方便进行下一次数据检测。

通过机械外夹方式，将活塞运行检测器600夹在流量测量变换器100的外壁上，对加油机流量计的工作过程进行分析测量，针对物理运动的特征，形成完善的测量技术，获得精确的计量数据。读取加油机流量测量变换器的转数数据，且不改动流量计的结构，获得转数后计算加油机的加油量，该数值与加油机显示的加油量进行比较，即得到加油机的误差值。当该误差优于±1.0%时，默认该加油机工作正常，加油站无作弊行为，反之则加油站存在作弊嫌疑。

本实施例通过对流量测量变换器100的物理运动的监测，对监测结果进行数字滤波后进行数学建模分析，从而获得准确可靠的计算结果。

一种加油机计量数据在线测量系统，如图3-6所示，包括活塞运行检测器600、云平台，所述云平台包括输入模块、滤波模块、加油机计量模型模块、输出模块，将活塞运行检测器600安装在流量测量变换器100上，流量测量变换器100的外壁侧端底部设置有进液口300，流量测量变换器100的外壁侧端且位于进液口300的一侧设置有排液口400，流量测量变换器100的外壁顶端安装有顶检测盖200，顶检测盖200的内壁中心处设置有机械活塞510，顶检测盖200的外壁顶端且位于机械活塞510的外壁一侧安装有活塞运行检测器600，机械活塞510的底端与流量测量变换器100内部的活塞杆连接，顶检测盖200的外壁顶端且与活塞运行检测器600对应位置处一体成型后检测安装板500，活塞运行检测器600与检测安装板500远离机械活塞510的一侧外壁固定，活塞运行检测器600远离检测安装板500的一端安装有无线传输器610，检测安装板500的外壁在与机械活塞510对应位置处开设有检测口，检测口设置在活塞运行检测器600的内部，活塞运行检测器600的内壁且与通孔对应位置处安装有检测探头620，检测探头620与机械活塞510处于同水平位置处，活塞运行检测器600的内壁开设有空槽，空槽内安装有对活塞运行检测器600运行进行供电的蓄电池和对活塞运行检测器600运行进行控制的芯片。

所述输入模块用于输入流量测量变换器100的物理参数。

所述活塞运行检测器600用于加油机启动加油时，流量测量变换器100内部的活塞运行，此时活塞运行检测器600检测到活塞运行得到活塞运行信号，并将活塞运行信号上传到云平台。

所述滤波模块用于对活塞运行信号进行滤波，得到活塞运行滤波信息。

所述加油机计量模型模块用于根据活塞运行滤波信息、流量测量变换器100的物理参数通过加油机计量模型得到加油机计量数据。

加油机计量模型为：

;

其中，表示加油机计量数据，表示活塞运行滤波信号的归一化频率，表示 滤波器的宽度，表示时刻，表示流量测量变换器在下的理论体积，表示流量测 量变换器在下的实际体积，表示流量测量变换器在下的示值体积，表示流量测量 变换器输出的油温。

所述活塞运行检测器600检测到有数据入侵时，进行异常检测得到异常信息，并将异常信息上传至云平台，云平台则发送异常信息给监管平台，使得监管平台能够及时对异常数据进行处理。

所述输出模块用于输出加油机计量数据。

本发明通过监测加油机流量计的原始数据，独立于加油机现有的数据采集系统，不采用加油机本身的电信号的截取或监测，通过监测加油机流量测量变换器的物理运动实现加油机计量数据的准确采集，作为监督核查的参照。本发明通过对加油机流量测量变换器的物理测量过程进行监测，不依赖现有加油机系统的电信号，形成一套独立于现有已知系统的监测技术方法，满足计量数据真实可靠的需求。

本发明通过大数据管理，对加油机计量部件的生命周期管理，通过采集各加油机的实际运行过程中的动态计量数据，运用大数据分析手段对超过监管要求的异常加油机设及时备进行提醒及预警。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种加油机计量数据在线测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集流量测量变换器（100）的物理参数，根据流量测量变换器（100）的物理参数建立测量流量与活塞运行相关值模型；

步骤2，将活塞运行检测器（600）安装在流量测量变换器（100）上；

步骤3，加油机启动加油时，流量测量变换器（100）内部的活塞运行，此时活塞运行检测器（600）检测到活塞运行得到活塞运行信号，并将活塞运行信号上传到云平台；

步骤4，云平台对活塞运行信号进行滤波，得到活塞运行滤波信息；

步骤5，根据活塞运行滤波信息和测量流量与活塞运行相关值模型联合建立加油机计量模型，云平台根据加油机计量模型得到加油机计量数据；

加油机计量模型为：

;

其中，表示加油机计量数据，/>表示活塞运行滤波信号的归一化频率，/>表示滤波器的宽度，/>表示时刻，/>表示流量测量变换器在/>下的理论体积，/>表示流量测量变换器在/>下的实际体积，/>表示流量测量变换器在/>下的示值体积，/>表示流量测量变换器输出的油温。

2.根据权利要求1所述加油机计量数据在线测量方法，其特征在于：所述活塞运行检测器（600）检测到有数据入侵时，进行异常检测得到异常信息，并将异常信息上传至云平台，云平台则发送异常信息给监管平台，使得监管平台能够及时对异常数据进行处理。

3.根据权利要求2所述加油机计量数据在线测量方法，其特征在于：加油机启动加油时，活塞运行检测器（600）向云平台发送签到信号，而云平台根据签到信号对活塞运行检测器（600）的合法性进行校验，校验成功后下发签到成功，而活塞运行检测器（600）对签到信息进行保存，然后活塞运行检测器（600）对活塞运行进行检测。

4.根据权利要求3所述加油机计量数据在线测量方法，其特征在于：所述云平台对活塞运行检测器（600）的合法性进行校验成功后下发本次密钥，活塞运行检测器（600）对本次密钥进行保存，活塞运行检测器（600）通过本次密钥对活塞运行信号进行加密，然后将加密后的活塞运行信号上传到云平台。

5.根据权利要求4所述加油机计量数据在线测量方法，其特征在于：所述活塞运行检测器（600）与云平台之间通过无线传输器（610）通信连接。

6.根据权利要求5所述加油机计量数据在线测量方法，其特征在于：所述活塞运行检测器（600）通过振动检测或磁场感应检测的方式对活塞运行进行检测。

7.一种加油机计量数据在线测量系统，其特征在于，包括活塞运行检测器（600）、云平台，所述云平台包括输入模块、滤波模块、加油机计量模型模块、输出模块，将活塞运行检测器（600）安装在流量测量变换器（100）上，其中：

所述输入模块用于输入流量测量变换器（100）的物理参数；

所述活塞运行检测器（600）用于加油机启动加油时，流量测量变换器（100）内部的活塞运行，此时活塞运行检测器（600）检测到活塞运行得到活塞运行信号，并将活塞运行信号上传到云平台；

所述滤波模块用于对活塞运行信号进行滤波，得到活塞运行滤波信息；

所述加油机计量模型模块用于根据活塞运行滤波信息、流量测量变换器（100）的物理参数通过加油机计量模型得到加油机计量数据；

加油机计量模型为：

;

其中，表示加油机计量数据，/>表示活塞运行滤波信号的归一化频率，/>表示滤波器的宽度，/>表示时刻，/>表示流量测量变换器在/>下的理论体积，/>表示流量测量变换器在/>下的实际体积，/>表示流量测量变换器在/>下的示值体积，/>表示流量测量变换器输出的油温；

所述输出模块用于输出加油机计量数据。

8.根据权利要求7所述加油机计量数据在线测量系统，其特征在于：所述活塞运行检测器（600）检测到有数据入侵时，进行异常检测得到异常信息，并将异常信息上传至云平台，云平台则发送异常信息给监管平台，使得监管平台能够及时对异常数据进行处理。