UA118608C2

UA118608C2 - GAS MEASUREMENT DEVICE

Info

Publication number: UA118608C2
Application number: UAA201703028A
Authority: UA
Inventors: Євген Миколайович Пантелєєв
Original assignee: Євген Миколайович Пантелєєв
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2019-02-11

Abstract

Винахід належить до газозаправного вимірювального обладнання, що застосовується при експлуатації газобалонних транспортних засобів, в тому числі автомобілів, що працюють на компримованому природному газі, зокрема до вимірювальних пристроїв автомобілів, забезпечених газобалонним обладнанням, і дозволяє здійснювати дистанційний контроль витрати газу при роботі двигуна такого автомобіля. Пристрій вимірювання витрати газу містить датчик тиску газу, датчик температури, аналого-цифровий перетворювач, один вхід якого з'єднаний з датчиком тиску, інший вхід - з датчиком температури, один вихід аналого-цифрового перетворювача підключений до засобу розрахунку кількості заправленого газу, виконаному у вигляді обчислювального блока, другий вихід з'єднаний з інформаційним табло. Пристрій додатково обладнаний лічильником пробігу транспортного засобу, при цьому датчик тиску газу та датчик температури газу встановлені в балоні. Обчислювальний блок з'єднаний з лічильником пробігу транспортного засобу та інтерфейсним драйвером для підключення до GPS/GSM трекера. Технічний результат, який досягається при вирішенні поставленої задачі, полягає в підвищенні точності вимірювання і автоматизації процесу вимірювання витрати газу в транспортному засобі відразу після його заправки КПГ.The invention relates to gas metering equipment used in the operation of gas-powered vehicles, including vehicles operating on compressed natural gas, in particular to the measuring devices of vehicles equipped with gas-cylinder equipment, and allows for remote control of gas flow during the operation of the engine of such a vehicle. The gas flow measuring device comprises a gas pressure sensor, a temperature sensor, an analog-to-digital converter, one input of which is connected to a pressure sensor, another input to a temperature sensor, one output of the analog-to-digital converter connected to the gas amount calculator made in in the form of a computer block, the second output is connected to the information board. The device is further equipped with a vehicle mileage counter, with the gas pressure sensor and gas temperature sensor installed in the cylinder. The computing unit is connected to the vehicle's odometer and interface driver to connect to the GPS / GSM tracker. The technical result that is achieved when solving the problem, is to improve the accuracy of measurement and automation of the process of measuring gas flow in the vehicle immediately after refueling.

Description

«ріг."horn.

Винахід належить до газозаправного вимірювального обладнання, що застосовується при експлуатації газобалонних транспортних засобів, в тому числі автомобілів, що працюють на компримованому природному газі, зокрема до вимірювальних пристроїв автомобілів, забезпечених газобалонним обладнанням і дозволяє здійснювати дистанційний контроль витрати газу при роботі двигуна такого автомобіля.The invention relates to gas refueling measuring equipment used in the operation of gas cylinder vehicles, including cars running on compressed natural gas, in particular to measuring devices of cars equipped with gas cylinder equipment and allows for remote control of gas consumption during the operation of the engine of such a car.

Відомий спосіб визначення кількості заправлюваного компримованого природного газу (КПГ), при якому кількість відпущеного газу, заправленого в балоні транспортних засобів, визначається за таблицями, розробленим ВНИНГАЗом (див. Каталог продукции АГНКС. Стр. 10. Газозаправочньюе колонки). Метрологічно атестовані таблиці складені для автомобілів з різним сумарним обсягом балонів від 50 до 500 літрів, охоплюють температурний інтервал навколишнього середовища від -45 до 45 "С із залишковим тиском в балонах автомобіля від 2 до 120 кгс/сме. Кожна таблиця призначена для свого температурного інтервалу навколишнього середовища.There is a well-known method of determining the amount of refueled compressed natural gas (CNG), in which the amount of released gas refueled in the cylinder of vehicles is determined according to the tables developed by VNINGAZ (see Catalog of AGNKS products. Page 10. Gas filling columns). Metrologically certified tables are compiled for cars with different total volume of cylinders from 50 to 500 liters, cover the temperature range of the environment from -45 to 45 "С with residual pressure in the car cylinders from 2 to 120 kgf/sme. Each table is intended for its own temperature range environment.

У відомому способі оператор при заправці балона газом враховує такі параметри: початковий тиск в з заправлюваному балоні Р; кінцевий тиск в заправлюваному балоні Ро; місткість заправлюваного балона М в літрах; температуру навколишнього середовища.In a known method, the operator takes into account the following parameters when filling the cylinder with gas: the initial pressure in the cylinder being filled P; the final pressure in the refueling cylinder is Ro; the capacity of the refillable cylinder M in liters; ambient temperature.

Засобом розрахунку кількості заправленого газу є таблиці, за якими оператор з урахуванням вище перерахованих параметрів визначає кількість заправленого газу і проводить розрахунок за газ.The means of calculating the amount of gas filled are tables, according to which the operator, taking into account the parameters listed above, determines the amount of gas filled and calculates the gas.

До недоліків відомого способу вимірювання витрати газу слід віднести суб'єктивність, трудомісткість і тривалість розрахунку.Disadvantages of the known method of gas flow measurement include subjectivity, laboriousness, and duration of calculation.

Відомий пристрій вимірювання витрати газу, що включає датчики тиску і температури навколишнього середовища (див. Руководящий документ РД 03112194-1095-03. "Руководство по организации зксплуатации газобаллонньїх автомобилей, работающих на компримированном природном газе". Приказ Минтранса России от 01.01.2002. Нормативнье документь,, принимаємье отраслевьми министерствами, стр. 47), в якому кількість газу О (му) в балонах автомобіля визначається за формулою:A well-known device for measuring gas consumption, which includes pressure and temperature sensors of the environment (see Guideline document RD 03112194-1095-03. "Guidelines for the operation of gas-balloon vehicles running on compressed natural gas". Order of the Ministry of Transport of Russia dated 01.01.2002. Normative document, accepted by industry ministries, p. 47), in which the amount of gas О (mu) in car cylinders is determined by the formula:

О-РУВ/10007 (1)O-RUV/10007 (1)

Зо де реР»-Рі - різниця тиску газу в балонах після закінчення процесу заправки і до початку заправки в кгс/см;Zo where реР»-Ри is the difference in gas pressure in the cylinders after the end of the refueling process and before the start of refueling in kgf/cm;

МБ - місткість газових балонів заправлюваного транспортного засобу в літрах; 7 - коефіцієнт, що враховує стисливість і температурну корекцію КПГ.MB - capacity of gas cylinders of the refueled vehicle in liters; 7 - coefficient that takes into account the compressibility and temperature correction of CNG.

Недоліками відомого пристрою вимірювання витрати газу є висока трудомісткість вимірювання, складність і суб'єктивність розрахунків.Disadvantages of the well-known gas flow measurement device are the high complexity of the measurement, the complexity and subjectivity of the calculations.

Відомий пристрій вимірювання витрати газу, що містить датчик тиску газу, датчик температури навколишнього середовища і засіб розрахунку кількості заправленого газу, при цьому в нього введений аналого-цифровий перетворювач, один вхід якого з'єднаний з датчиком тиску, інший вхід - з датчиком температури, вихід аналого цифрового перетворювача підключений до засобу розрахунку кількості заправленого газу, виконаному у вигляді обчислювального блока, виходи якого з'єднані з інформаційним табло і/або друкуючим пристроєм Засіб розрахунку кількості заправленого газу і аналого-дифровий перетворювач виконані у вигляді автономного блока, встановленого в кабіні автомобіля-заправника або в приміщенні оператора (див. патент ВО Мо 91162, МПК СОТЕ 1/00(2006.01), опубл.27.01.2010,A known device for measuring gas consumption, containing a gas pressure sensor, an ambient temperature sensor and a means of calculating the amount of gas filled, while an analog-to-digital converter is introduced into it, one input of which is connected to a pressure sensor, the other input is connected to a temperature sensor, the output of the analog-to-digital converter is connected to a means of calculating the amount of gas filled, made in the form of a computer unit, the outputs of which are connected to an information panel and/or a printing device. gas station car or in the operator's room (see patent VO Mo 91162, IPC SOTE 1/00(2006.01), publ. 27.01.2010,

Бюл. Мо 3). Недоліками відомого пристрою є: неможливість визначення кількості газу в балонах автомобіля відразу після його заправки (див. Руководящий документ РД 03112194-1095-03).Bul. Mo 3). The disadvantages of the known device are: the impossibility of determining the amount of gas in the vehicle's cylinders immediately after it is refueled (see Guideline document RD 03112194-1095-03).

Витрата КПГ в експлуатації вимірюють непрямими методами, для зручності розрахунків використовують спеціальні таблиці.CNG consumption in operation is measured by indirect methods, special tables are used for the convenience of calculations.

До недоліків пристрою належить неможливість здійснення підрахунку витрати газу за певний інтервал руху автомобіля; відсутня можливість здійснення контролю витрат газу в автомобілі на відстані від нього; конструкція даного пристрою досить громіздка і вимагає використання ПК. У відомому пристрої датчик температури визначає температуру навколишнього середовища, яка може істотно відрізнятися від температури газу в балоні. Так, наприклад, при заправці КПГ газ в балоні нагрівається і його температура може відрізнятися від температури навколишнього середовища на 10-30 "С залежно від пори року. Це призводить до суттєвого спотворення кількості газу, розрахованої по таблиці. При тиску 180 кг / сме в одному балоні і різниці температур в 10 "С помилка в розрахунку складе 0,5 м3. Якщо в транспортному засобі є 4 балони, помилка складе 2 му, що є істотною величиною. Відомий пристрій вибрано як прототип.The disadvantages of the device include the impossibility of calculating gas consumption for a certain interval of the car's movement; there is no possibility of controlling gas consumption in the car at a distance from it; the design of this device is quite bulky and requires the use of a PC. In the known device, the temperature sensor determines the temperature of the environment, which can differ significantly from the temperature of the gas in the cylinder. So, for example, when refueling CNG, the gas in the cylinder heats up and its temperature may differ from the ambient temperature by 10-30 "C depending on the season. This leads to a significant distortion of the amount of gas calculated according to the table. At a pressure of 180 kg / cm in one cylinder and a temperature difference of 10 "C, the error in the calculation will be 0.5 m3. If the vehicle has 4 cylinders, the error will be 2 mu, which is a significant amount. A well-known device is selected as a prototype.

Прототип і пристрій, що заявляється, мають наступні загальні ознаки: датчик тиску газу; датчик температури; аналого-цифровий перетворювач, один вхід якого з'єднаний з датчиком тиску, інший вхід - з датчиком температури, один вихід аналого-дифрового перетворювача підключений до засобу розрахунку кількості заправленого газу, виконаному у вигляді обчислювального блока, другий вихід з'єднаний з інформаційним табло.The prototype and the claimed device have the following common features: a gas pressure sensor; temperature sensor; an analog-digital converter, one input of which is connected to a pressure sensor, the other input is connected to a temperature sensor, one output of the analog-to-digital converter is connected to a means of calculating the amount of gas filled, made in the form of a computer block, the second output is connected to an information board .

В основу винаходу поставлена задача створення малогабаритного, автономного, простого пристрою, що дозволяє вимірювати кількість газу в балонах відразу після заправки транспортного засобу, вимірювати витрату газу при експлуатації за певний інтервал руху транспортного засобу і здійснювати дистанційний контроль витрати газу.The invention is based on the task of creating a small-sized, autonomous, simple device that allows you to measure the amount of gas in cylinders immediately after refueling the vehicle, measure gas consumption during operation for a certain interval of the vehicle's movement, and carry out remote control of gas consumption.

Поставлена задача в пристрої вимірювання витрати газу, що містить датчик тиску газу, датчик температури, аналого-дифровий перетворювач, один вхід якого з'єднаний з датчиком тиску, інший вхід - з датчиком температури, один вихід аналого-дифрового перетворювача підключений до засобу розрахунку кількості заправленого газу, виконаному у вигляді обчислювального блока, другий вихід з'єднаний з інформаційним табло, вирішується завдяки тому, що пристрій додатково обладнано лічильником пробігу транспортного засобу, при цьому датчик тиску газу та датчик температури газу встановлені в балоні, обчислювальний блок також з'єднаний з лічильником пробігу транспортного засобу та інтерфейсним драйвером для підключення до СРО/ЛЯ5М трекера.The task is set in the device for measuring gas flow, which contains a gas pressure sensor, a temperature sensor, an analog-to-digital converter, one input of which is connected to a pressure sensor, the other input is to a temperature sensor, one output of the analog-to-digital converter is connected to a means of calculating the quantity of filled gas, made in the form of a computing unit, the second output is connected to the information panel, is solved due to the fact that the device is additionally equipped with a vehicle mileage counter, while the gas pressure sensor and gas temperature sensor are installed in the cylinder, the computing unit is also connected with a vehicle mileage counter and an interface driver for connecting to the SRO/LYA5M tracker.

Новим у винаході, що заявляється, є те, що пристрій додатково обладнано лічильником пробігу транспортного засобу, при цьому датчик тиску газу та датчик температури газу встановлені в балоні, обчислювальний блок також з'єднаний з лічильником пробігу транспортного засобу і інтерфейсним драйвером для підключення до СРБ/ЗЗМ трекера. При цьому як датчик температури газу в балоні використовується термопара.What is new in the claimed invention is that the device is additionally equipped with a vehicle odometer, while a gas pressure sensor and a gas temperature sensor are installed in the cylinder, the computing unit is also connected to the vehicle odometer and an interface driver for connecting to the SRB /ZZM tracker. At the same time, a thermocouple is used as a gas temperature sensor in the cylinder.

На кресленні наведена схема пристрою, де: 1) датчик тиску газу в балонах; 2) датчик температури газу в балонах;The drawing shows the scheme of the device, where: 1) gas pressure sensor in cylinders; 2) gas temperature sensor in cylinders;

Зо 3) аналога - цифровий перетворювач (АЦП); 4) обчислювальний блок; 5) індикація: 6) інтерфейсний драйвер; 7) лічильник пробігу транспортного засобу.From 3) analog - digital converter (ADC); 4) computing unit; 5) indication: 6) interface driver; 7) vehicle mileage counter.

Пристрій вимірювання витрати газу (далі - пристрій) включає датчик 1 тиску газу в балонах, датчик 2 температури газу в балонах, аналого-дифровий перетворювач (АЦП) 3, входи якого підключені до виходів датчиків 1 і 2, а вихід АЦП З з'єднаний зі входом обчислювального блока (який виконаний на мікроконтролері) 4. До обчислювальному блока 4 підключений лічильник пробігу транспортного засобу 7. Обчислювальний блок 4 підключений до індикаторного табло 5 і багатофункціонального драйвера 6 для підключення до СРБ/ЯОМ трекера. Як датчик тиску 1 газу в балоні може бути застосований датчик надлишкового тиску РО-50 фірми АРІ ІЗЕМ5, як датчик температури газу в балоні 2 використана термопара ДТПІ 035-010.120, АЦП З інтегрований в мікроконтролер обчислювача, за який може бути використаний 5ГМ32, а як інтерфейсний драйвер 5485 може бути використана мікросхема фірми Махіт.The device for measuring gas consumption (further - the device) includes sensor 1 of gas pressure in cylinders, sensor 2 of gas temperature in cylinders, analog-to-digital converter (ADC) 3, the inputs of which are connected to the outputs of sensors 1 and 2, and the output of the ADC is connected with the input of the computer unit (which is made on a microcontroller) 4. The vehicle mileage counter 7 is connected to the computer unit 4. The computer unit 4 is connected to the indicator board 5 and the multifunctional driver 6 for connecting to the SRB/YOM tracker. As pressure sensor 1 of the gas in the cylinder, the excess pressure sensor RO-50 of the company АRI IZEM5 can be used, as the gas temperature sensor in cylinder 2, the thermocouple DTPI 035-010.120 is used, the ADC Z is integrated into the microcontroller of the computer, for which the 5ГМ32 can be used, and as the interface driver 5485 can be used by the Mahit microcircuit.

Датчик температури газу в балоні 2 розміщений в капсулі, яка встановлена усередині газового балона і закріплена на штативі.The gas temperature sensor in cylinder 2 is placed in a capsule that is installed inside the gas cylinder and fixed on a tripod.

Пристрій вимірювання витрати газу працює наступним чином.The gas flow measuring device works as follows.

Пристрій працює від бортової мережі транспортного засобу (12 вольт). Обчислювальний блок 4 з певною циклічністю знімає показання датчиків тиску 1 і температури 2 газу в балонах.The device works from the on-board network of the vehicle (12 volts). The computing unit 4 takes the readings of the pressure 1 and temperature 2 sensors of the gas in the cylinders with a certain cycle.

На підставі цих даних проводиться розрахунок кількості газу, яке знаходиться на даний момент в балонах транспортного засобу. Ця інформація відображається на цифровому табло 5 і передається посередництвом інтерфейсного драйвера б на СРБ/ЛЗОМ трекер. У режимі визначення витрати газу за фіксований пробіг беруться свідчення кількості газу в початковий момент СО ії по приходу сигналу з лічильника пробігу транспортного засобу 7 ОС», далі обчислюється витрата газу В за формулою (2): в-(01-02М. (2) де Г - кількість пробігу транспортного засобу (км), за яке відбувається вимірювання витрати газу В. 0 і ФО» - визначають по таблиці.Based on these data, the amount of gas currently in the vehicle's cylinders is calculated. This information is displayed on the digital panel 5 and transmitted via the interface driver b to the SRB/LZOM tracker. In the mode of determining the gas consumption for a fixed mileage, indications of the amount of gas are taken at the initial moment of CO and upon the arrival of the signal from the mileage counter of the vehicle 7 OS", then the gas consumption B is calculated according to formula (2): в-(01-02М. (2) where Г is the amount of vehicle mileage (km), during which the gas consumption is measured.

Ця інформація також відображається на цифровому табло 5 і передається на СОСРБ/ЗМ трекер за допомогою інтерфейсного драйвера 6. Пристрій вимірювання витрати газу виконано у вигляді малогабаритного блока, встановленого в салоні автомобіля.This information is also displayed on the digital panel 5 and is transmitted to the SOSRB/ZM tracker using the interface driver 6. The device for measuring gas flow is made in the form of a small block installed in the car interior.

Технічний результат, який досягається при вирішенні поставленої задачі, полягає в підвищенні точності вимірювання і автоматизації процесу вимірювання витрати газу в транспортному засобі відразу після його заправки КПГ.The technical result, which is achieved when solving the given task, consists in increasing the accuracy of measurement and automating the process of measuring gas consumption in a vehicle immediately after it is refueled with CNG.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION

A gas flow measurement device containing a gas pressure sensor, a temperature sensor, an analog

a digital converter, one input of which is connected to a pressure sensor, the other input is connected to a temperature sensor, one output of the analog-to-digital converter is connected to a means of calculating the amount of gas filled, made in the form of a computer block, the second output is connected to an information board, which differs in that it is additionally equipped with a vehicle odometer, while a gas pressure sensor and a gas temperature sensor are installed in the cylinder, in addition, the computer unit is also connected to a vehicle odometer and an interface driver for connecting to the aRBO/LZOM tracker.