CN203310473U - 一种机车燃油油量的传感节点 - Google Patents

Abstract

一种机车燃油油量的传感节点，涉及机车测量技术领域，本系统有两个独立的压力传感器和一个温度传感器，压力传感器定时采集油箱内油量压力值，将采集到的压力信号转换成电信号后发送给A/D转换器，A/D转换后的数据通过数据传输线传输给单片机，单片机根据压力传感器测量的参数计算出油箱内燃油的密度和液位高度，同时温度传感器采集此时燃油的温度情况，将数据发送给单片机，燃油高度、密度、电池电量等数据跟温度传感器测得的温度组合成一组数据，存储在存储器中。本实用新型可以测量、计算、存储、发送“转换成标准体积”所需要知道的参数：温度、密度和剩余油量的体积，便于后续计算。

Description

一种机车燃油油量的传感节点

技术领域

本实用新型涉及机车测量技术领域，具体涉及一种机车燃油油量的传感节点。 

背景技术

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。在测量过程中非常的麻烦，也不能实现实时测量。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可以实时采集机车燃油消耗所需要的燃油密度、剩余油量、燃油温度的机车燃油油量的传感节点。 

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 

一种机车燃油油量的传感节点，包括设于油箱内的第一压力传感器、第二压力传感器及温度传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器经A/D转换器连接到单片机，所述温度传感器通过数据输送线连接到单片机，所述单片机还连接有用于保存测量时的时间、温度、密度及高度值的储存模块、记录测量时间的计时模块、电量测试模块及无线传输模块； 

还包括为第一压力传感器、第二压力传感器及温度传感器供电的供电模块，所述电量测试模块用于测试供电模块的剩余电量，并将测量到的电量数据传输给单片机，由单片机输出； 

所述第一压力传感器和第二压力传感器定时采集油箱内油量压力值，将采集到的压力信号转换成电信号后发送给A/D转换器，A/D转换器转换后的数据通过数据传输线传输给单片机，所述单片机将接受到的数据通过无线传输 模块发送给无线接收者； 

所述温度传感器用于采集第一压力传感器和第二压力传感器采集油箱内油量压力值时的油温，并将测量的数据传输给单片机。 

所述供电模块采用电池供电。 

所述第一压力传感器和第二压力传感器具有一定的高度差。 

所述无线传输由C1101芯片及外围电路构成，无线传输模块不工作时处于睡眠状态，在无线传输模块接收到发送数据的命令时，无线模块被唤醒，将处理后的数据包发送给无线接收者。 

使用本实用新型，可以实时采集机车燃油消耗所需要的燃油密度、剩余油量、燃油温度，并可以连同传感节点编号、采集时间、剩余电池电量一起发送给汇聚节点。 

本实用新型的有益效果是： 

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，因而可以按照国标换算出标准体积； 

4.将人工抄表改为自动记录。 

附图说明

图1为本实用新型原理方框图。 

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、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，进一步阐述本实用新型。 

如图1所示，一种机车燃油油量的传感节点，包括设于油箱内的第一压力传感器A、第二压力传感器B及温度传感器，第一压力传感器A、第二压力传感器B经A/D转换器连接到单片机，温度传感器通过数据输送线连接到单片机，单片机还连接有用于保存测量时的时间、温度、密度及高度值的储存模块、记录测量时间的计时模块、电量测试模块及无线传输模块；计时模块用时钟 芯片或将单片机编程为具有时钟功能，记录测量时间T。 

还包括为第一压力传感器A、第二压力传感器B及温度传感器供电的供电模块，电量测试模块用于测试供电模块的剩余电量，并将测量到的电量数据传输给单片机，由单片机输出； 

第一压力传感器A和第二压力传感器B定时采集油箱内油量压力值，将采集到的压力信号转换成电信号后发送给A/D转换器，A/D转换器转换后的数据通过数据传输线传输给单片机，单片机将接受到的数据通过无线传输模块发送给无线接收者； 

温度传感器用于采集第一压力传感器A和第二压力传感器B采集油箱内油量压力值时的油温，并将测量的数据传输给单片机。 

供电模块采用电池供电，系统采用电池供电，存在压降，电池为3.7V电压，可工作范围为2.7-4.2V。 

第一压力传感器A和第二压力传感器B具有一定的高度差。 

无线传输模块由C1101芯片及外围电路构成，无线传输模块不工作时处于睡眠状态，在无线传输模块接收到发送数据的命令时，无线模块被唤醒，将处理后的数据包发送给无线接收者。 

本系统有两个独立成熟的压力传感器，压力传感的电源线、地线、信号线分别接在P1（P2）的3、2、1三个引脚。压力传感器定时采集油箱内油量压力值，将采集到的压力信号转换成电信号后发送给ADS1110串行A/D转换器。A/D转换后的数据通过IIC数据传输线传输给ATmega8单片机。 

单片机根据压力传感器测量的参数计算出油箱内燃油的密度和液位高度。同时温度传感器采集此时燃油的温度情况，将数据发送给单片机，单片机通过VBAT-DETECT来检测给系统供电的电池电量。燃油高度、密度、电池电量等数据跟温度传感器测得的温度组合成一组数据，存储在FM24V10铁电存储器中，每个FM24V10为1M容量，本系统使用了2个FM24V10芯片。 

用两个压力传感器A、B的压力差可以计算出燃油的密度值，例如：用两个有高度差的压力传感器A、B，分别测得的压力为PA和PB；A、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=（PA-PB）/（gh）； 

用一只温度传感器测量当前的温度值 τ； 

由于传感节点采用电池作为电源，所以在发送数据时，同时把电池的剩余电量也发送出去，便于及时更换电池。 

用压力传感器A检测燃油压力为PA ,通过密度测量装置计算出密度ρ，已知传感器A到油箱底面的距离hA，g为重力加速度，则燃油在油箱内的高度 

h= PA/(ρ· g) + hA； 

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。 

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (4)

1.一种机车燃油油量的传感节点，其特征在于：包括设于油箱内的第一压力传感器、第二压力传感器及温度传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器经A/D转换器连接到单片机，所述温度传感器通过数据输送线连接到单片机，所述单片机还连接有用于保存测量时的时间、温度、密度及高度值的储存模块、记录测量时间的计时模块以及电量测试模块和无线传输模块；

还包括为第一压力传感器、第二压力传感器及温度传感器供电的供电模块，所述电量测试模块用于测试供电模块的剩余电量，并将测量到的电量数据传输给单片机，由单片机输出；

所述第一压力传感器和第二压力传感器定时采集油箱内油量压力值，将采集到的压力信号转换成电信号后发送给A/D转换器，A/D转换器转换后的数据通过数据传输线传输给单片机，所述单片机将接受到的数据通过无线传输模块发送给无线接收者；

所述温度传感器用于采集第一压力传感器和第二压力传感器采集油箱内油量压力值时的油温，并将测量的数据传输给单片机。

2.根据权利要求1所述的一种机车燃油油量的传感节点，其特征在于：所述供电模块采用电池供电。

3.根据权利要求1所述的一种机车燃油油量的传感节点，其特征在于：所述第一压力传感器和第二压力传感器具有一定的高度差。

4.根据权利要求1所述的一种机车燃油油量的传感节点，其特征在于：所述无线传输模块由C1101芯片及外围电路构成，无线传输模块不工作时处于睡眠状态，在无线传输模块接收到发送数据的命令时，无线模块被唤醒，将处理后的数据包发送给无线接收者。 

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