应用于加油站油气回收在线监系统的叶轮式油气流量传感器与控制器

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产品特点 1、 体积小，重量轻、成本低。 2、采用“旋涡式”流道，排污性能好，易清洗。 3、结构简单，零件少，耐油，性能稳定可靠，使用寿命长。 4、计量精度高，简单的机械传动，通过微处理器的处理及优化，不仅提高了计 量精度，而且还克服了传统式流量传感器的测量范围小、轴承因高速旋转而 磨损等问题。 5、传感器安装简便，无方向要求。 6、 从整体结构的设计及元器件的选用上保证了传感器与控制器具有耐高温、耐 压、耐腐蚀、密闭性能好等性能。 7、控制器采用十位液晶屏进行数据显示，显示精度为 0.01L 或 0.01 单位，设置 有显示清零按钮，并可使用手动键盘进行参数设置操作。 8、控制器具有控制接口，可实现输出控制，如对加油枪或加油机的关闭控制。
燃油流量及流速的测量及结果输出。 其中，燃油流量单位：L 2、A/L 测量 油气流量除以燃油流量的运算及结果输出。 运算公式
A/L= 油气流量（L/min） 燃油流量（L/min）
当次油气总量 当次燃油总量
燃油流速单位：L/min
或
A/L=
3、采样及运算模式 油气脉冲优先或燃油脉冲优先模式可选 每个（次）加油事件的界定与计算： 以油气脉冲优先模式为例 下图中 t0-t1 是一个完整的加油事件，以油气脉冲时间为每个（次）加 油事件界定与计算的基础。每个（次）加油事件与下个（次）加油事件 之间的时间间隔，即 t1-t2 不小于 1min（可调） 注意：以燃油脉冲优先模式的采样方式，将会舍弃前后段的部分油气脉 冲数据。但这种模式笔者认为将会是更准确的描述了 A/L 定义。
Vp-p
油气脉冲
t
t0 Vp-p +12V
t1
t2
燃油脉冲
t
t0
t1
t2
4、数据设置： A/L 限值的设置。
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燃油脉冲当量的设置，及每脉冲表示的燃油量（1mL/脉冲10mL/脉冲）。 燃油脉冲处理模块将记录每次输入脉冲的总个数，然后乘以脉冲当量，即得 出每次的加油量。 设置方式：由手持键盘的串口（RS232）通过 DB9 接口（服务接口 RS232） 对控制器进行设置。 5、数据输出格式： 每个（次）加油事件数据存储、输出格式为： 油气流量 / 油气流速 / 燃油流量 / 燃油流速 / A/L（每次） / A/L（平均） / 加油时间 / 故障告警（每次） / 故障告警（累计）。 数据以 Excel 文件格式建立，数据格式如下：
三、产品主要技术参数 叶轮式油气流量控制器/传感器执行 Q/WCD 01-2000《LY 系列叶轮式智能燃气 表》企业标准，其主要技术性能参数如下：
规格型号 公称流量 Qn(L/min) 最小流量（L/min） 最大流量（L/min） 最大工作压力（MPa） 最大压力损失（Pa） 测量精度 计量误差（计量精度） 介质温度（℃） 最小分度值（L） 最大累积值（L） 适用介质 传感器 气路连接规格 控制器 数据接口 控制器 控制接口 控制器 控制路数 HY-Control/Flow 60 15 100 0.2 300 3% Qmin≤Q＜0.1Qmax 时,为± 3% 0.1Qmax≤Q≤Qmax 时,为± 1.5% -30～+60 0.01 9999999.9 混合油气等多种气体介质 螺纹 M12 RS232、RS485、油气脉冲、燃油脉冲 告警与控制（继电器或集电极开路） 1、6
前后服务接口（RS232/RS485）
油气脉冲 燃油脉冲 告警及控制
油气脉冲信号接口
工作状态 阅读按钮
LEDபைடு நூலகம்状态指示灯及阅读键
A/L
L/min Q T P L/min ° C Pa
控制器数据显示方式
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数据处理模式 1、油气及燃油测量 油气流量及流速的测量及结果输出。 其中，油气流量单位：L 油气流速单位：L/min
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备，以汽油枪为单位投资应在 0.7 万元/枪以内；三阶段设备，即油气回收设备投资应 在 10 万元以内；在线监控系统投资应在 8 万元以内，或分解为传感器及前端控制器 设备为 0.7 万元/枪以内， 后台设备 （包括工控机、 接口单元、 路由单元及后备电源等） 及操作系统软件为 4 万元以内。 目前， 加油站油气回收改造及建设的投资， 尤其是一、 二、三阶段已趋于合理化。而油气回收在线监控系统因为投资规模问题而陷于停顿。 所以， 研发用于加油站油气回收在线监控系统所需的专用传感器， 是目前紧迫的课题。
加油机编号 传感器编号 加油时间 油气流量 油气流速 燃油流量
(加油抢号) （年/月/日） （ L） （L/min） （ L）
燃油流速
（L/min）
A/L
平均A/L
故障告警
累计故障告警
6、数据存储方式： 数据存储 1000 个（次）最新（近）加油事件数据。 7、LED 状态指示灯（双色灯）显示方式： 绿色 常亮：设备在用； 绿色 闪烁：加油状态； 红色 常亮：一般告警；基础：连续 10 个（次）加油事件数据中 A/L 值1.00 或1.20； 红色 闪烁：严重告警；基础：连续 72H（可设置）加油事件数据中 A/L 值 1.00 或1.20； 状态恢复： 通过 DB9 接口（服务接口 RS232）对控制器进行设置，将红色 故障显示改为绿色正常显示（用在当油气回收系统恢复正常时， 及 A/L 值恢复为 1.001.20 范围内时，可设置恢复 LED 的状态 显示）。 8、告警及控制输出： 告警信号输出（5V/100mA） 控制输出（继电器和集电极开路）。
二、产品介绍 叶轮式油气流量传感器与控制器是笔者与国内企业在 叶轮式智能燃气表的基础 上联合开发的。它是专门用于加油机内油气流量及气液比监测的机电一体化产品，具 有尺寸小、重量轻、测量精度高、使用寿命长、稳定可靠和性价比高等特点，是油气 流量及气液比监测的专用设备。 适用场合 应用于汽车加油站油气回收改造及油气回收系统的油气流量及气液比监测。 适用 于混合油气、空气及其它气体的累积流量和瞬时流量等参量的监测。 产品技术 叶轮式油气流量传感器与控制器是一种新型的机电一体化产品。 传感器部分主要由外壳、喷嘴、叶轮三部分组成，结构简单，零件数量少。采用 铝合金或精铜材料压铸工艺制造的表壳具有外形美观、流道光滑通畅、流体阻力小、 密封性能好等特点。叶轮采用铝合金薄板冲压成型工艺，叶片上设有加强筋，主轴承 采用无油轴承， 并采取有效措施降低叶轮轴转速。 因此， 叶轮部分强度高、 可靠性好、 耐磨、耐温、性能稳定可靠。 控制器部分主要由外壳、电路板、显示器等三部分组成。电子线路部分采用了国 际上先进的微功耗单片微处理器和有关的集成电路，并且无可调元件、无可动部件， 具有可靠的性能。 工作原理是， 流经传感器的气体介质通过开度可变化的喷嘴直接喷射在叶轮的叶 片上，驱动叶轮转动，感应元件产生电脉冲。该脉冲信号通过线路和燃油流量计发出 的计量脉冲信号同时传送到控制器各自的脉冲接收单元，经过运算处理后，以液晶数 字幕将结果显示出来。同时，处理的结果可保存，并在接受指令后通过 RS485 接口上 传至后台。控制器可通过后台或手动键盘进行参数设置。
产品基本电气及防护性能指标
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1、额定工作电压： 一路控制器：+24VDC，0.2A； 六路控制器：+24VDC，1A。 2、所有工作参数、监测数据可断电长期保存，参数保存与供电无关。 3、适用环境温度-30℃～+60℃，适用湿度 20～85%RH。 4、工作压力：10KPa。 5、显示为 10 位双排段式液晶显示板。 6、控制器的量程比为 1:10，测量精度为 3%。 7、防护等级： 传感器：IP68； 控制器：IP52。 8、传感器防爆类别：本质安全型Ⅱ类 ib 等级 B 级 T3 组，即 ExibⅡBT3（试验标 准 GB3836.4）。 接口及显示方式
应用于汽车加油站油气回收在线监控系统的 叶轮式油气流量传感器与控制器
作者：郑玉成 2011 年 8 月
关键词：汽车加油站油气回收；在线监控系统；建设投资规模；叶轮式传感器；技术参数。
一、概论 目前，国内的汽车加油站油气回收改造工作正在逐步展开。继 2008 年北京及周 边省份大规模进行加油站油气回收改造后，广东、上海及江浙等地也陆续完成或启动 了加油站油气回收改造工作。 由于我国的汽车加油站油气回收工作特点是研究起步晚、 准备时间短、产品技术及装备品牌应用呈多国化或多元化，故在实际的应用当中出现 了许多问题。 借鉴欧美国家加油站油气回收发展的历史，在加油站油气回收基础系统，如一、 二阶段和油气回收处理装置投入正常运行后，如何保障它们的正常运行和维护，如何 对系统的运行状态的进行常规监测等，则列入了加油站管理系统的建设规划中。而在 实际上，欧美国家在加油站油气回收系统中多已安装了油气回收在线监控系统，尤其 是在欧洲，如德国等国家，加油站安装在线监控系统的比例达到 95%以上。加油站油 气回收在线监控系统的安装与运行，有效的保障了加油站油气回收系统的正常运行， 有效地降低了加油站相关系统设备的维护成本， 有效地提高了加油站运营管理的经济 效益。 但是，由于在线监控系统所需的传感器成本较高，建设一套加油站油气回收在线 监控系统的投资规模较大，因此极大的阻碍了油气回收在线监控系统在我国的开展。 以油气流量传感器为例， 德国 FAFNIR 公司的 VAPORIX-FLOW 产品是专门应用于加 油站油气回收在线监控系统的，品质及性能俱佳，但是价格昂贵。以建设一座 8 汽油 枪加油站油气回收在线监控系统为例，所需投资约 20 万元左右。即使采用市场上通 行的罗茨流量计等产品，由于应用场合的特殊要求，在经过防爆、防护等级加强后的 成本估算也将在十几万元。笔者经过多年的实践认为，对于一座 3 汽油储罐、8 汽油 枪加油站，建设整套油气回收系统及在线监控系统的投资应在 30 万元以内。其中， 基础建设，如土建及一阶段设备（油罐更新除外）等投资应在 6 万元以内；二阶段设