趙強(qiáng)

摘 要：針對國內(nèi)液罐車標(biāo)載運(yùn)輸要求，以及超載治理嚴(yán)、處罰力度大的現(xiàn)狀，開發(fā)了一種液罐車質(zhì)量換算系統(tǒng)。介紹了該系統(tǒng)的主要功能、技術(shù)原理、工作原理、總體設(shè)計(jì)和布置。該液罐車質(zhì)量換算系統(tǒng)工作原理簡單，能有效避免液罐車超載風(fēng)險，可降低操作人員勞動強(qiáng)度，保證用戶運(yùn)輸效率，提升車輛管理水半，是一種簡捷、高效、智能的液罐車質(zhì)量換算系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：液罐車質(zhì)量換算系統(tǒng)液位傳感器預(yù)警功能報警功能

中圖分類號：U469.6+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004-0226（2019）02-0089-03

l前言

液罐車是主要用于運(yùn)輸或臨時存儲石油化工液體、農(nóng)業(yè)、食品液態(tài)貨物的罐式專用車輛，其在物流運(yùn)輸中已廣泛應(yīng)用。日前國內(nèi)液罐車已基本實(shí)現(xiàn)了標(biāo)載運(yùn)輸，尤其足運(yùn)輸石油化工液體的液罐車，已針對超載執(zhí)行三方追責(zé)制度，臨管嚴(yán)格，處罰力度非常大?？墒?，現(xiàn)有車輛缺少必要的稱重功能來保證司機(jī)、車輛管理者實(shí)時地掌握車輛質(zhì)量信息，防止超載。同時，還要保證在法規(guī)范圍內(nèi)運(yùn)輸盡量多的介質(zhì)，提高運(yùn)輸效益。

2質(zhì)量換算系統(tǒng)的功能和原理

針對現(xiàn)有車輛存在的問題以及客戶需求，筆者以實(shí)現(xiàn)液罐車有效稱重為日標(biāo)，設(shè)計(jì)丌發(fā)了一種液罐車的質(zhì)量換算系統(tǒng)。

2.1系統(tǒng)功能

a.稱重功能。通過實(shí)時臨測液位高度，換算整車總質(zhì)量，顯示于駕駛室車載終端（顯示屏）上，讓操作者實(shí)時掌握裝載信息。

b.預(yù)警功能。根據(jù)介質(zhì)密度，設(shè)置標(biāo)定預(yù)警液位高度。裝料時，當(dāng)液位高度達(dá)到預(yù)警液位，系統(tǒng)發(fā)出語音和聲光預(yù)警提醒，提示操作人員，關(guān)注裝料情況，防止過載。

c.報警功能。根據(jù)介質(zhì)密度，設(shè)置標(biāo)定報警液位高度。裝料時，當(dāng)液位高度達(dá)到報警液位，此時已滿載，系統(tǒng)發(fā)出語音和聲光報警，提示操作人員結(jié)束裝料作業(yè)，防止超載。

d.管理功能。搭建臨控服務(wù)后臺，與液罐車實(shí)現(xiàn)信息交互，后臺可實(shí)時臨測車輛液位高度、車貨總重等狀態(tài)，根據(jù)裝載情況，管理者可實(shí)時介入管理。

2.2系統(tǒng)技術(shù)原理

該系統(tǒng)的技術(shù)原理如圖1所示，液罐車的截面、外形固定，則不同液位對應(yīng)不同的容積，在運(yùn)輸不同介質(zhì)時，根據(jù)不同的介質(zhì)密度計(jì)算出相對應(yīng)的介質(zhì)裝載質(zhì)量，加上液罐車整備質(zhì)量及人的質(zhì)量，從而計(jì)算出液罐車車貨總質(zhì)量。

2.3系統(tǒng)工作原理

如圖2所示，通過三維軟件建立液罐車罐體模型，測算不同液位高度對應(yīng)的容積，結(jié)合介質(zhì)密度、液罐車整備質(zhì)量等，得出整車總質(zhì)量，輸出液位一裝載容積一整車總質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系表，如表1所示。

如圖3所示，將《液位一裝載容積一整車總質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系表》寫入車載控制器。通過防爆液位傳感器探測液位高度信號，液位高度信號傳輸至車載控制器，通過對應(yīng)表的換算，將對應(yīng)的液位高度、裝載質(zhì)量、整車總質(zhì)量信息發(fā)送至車載終端（顯示屏）進(jìn)行顯示。當(dāng)液位高度達(dá)到預(yù)警液位線時，車載控制器、車載終端會向預(yù)警裝置發(fā)送語音和聲光提醒信號，提醒操作人員注意。當(dāng)液位達(dá)到報警液位時，發(fā)送報警信號，提醒操作人員結(jié)束裝料作業(yè)。車載終端（顯示屏）與臨控后臺進(jìn)行實(shí)時通訊，可選擇發(fā)送液位預(yù)警/報警信息、液位高度、裝載質(zhì)量、整車總質(zhì)量等信息，管理者可通過臨控后臺實(shí)時臨控車輛情況，及時介入管理。

3質(zhì)量換算系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)總體布置

如圖4所示，液罐車的質(zhì)量換算系統(tǒng)主要由汽車底盤、罐體、車載終端（顯示屏）、車載控制器、液位傳感器、信號線、安裝法蘭、預(yù)警/報警裝置等組成。車載終端（顯示屏）布置在駕駛室儀表臺上，具有顯示稱重信息、發(fā)出語音提醒的功能;預(yù)警肘艮警裝置布置在裝卸料口處，具有發(fā)出語音提醒、聲光提醒的功能。

液位傳感器布置在罐體頂部正中部，可消除因車輛前后高度微小差異引起的系統(tǒng)誤差，傳感器通過法蘭或螺紋與罐體連接，如圖5所示。

3.2液位傳感器

如圖6所示，傳感器浮球通過浮力懸浮在液面上，信號到達(dá)傳感器浮球處自動反向返回系統(tǒng)，通過計(jì)算信號反饋時間，計(jì)算傳感器探桿的有效長度，從而換算出罐體內(nèi)的液位高度值。液位傳感器帶有防爆功能，防護(hù)等級IP68，測量綜合精度2‰。

3.3車載終端（顯示屏）界面設(shè)計(jì)

如圖7所示，車載終端（顯示屏）上實(shí)時顯示液罐車液位高度、裝載質(zhì)量、整車質(zhì)量信息。針對運(yùn)輸不同介質(zhì)的需求，設(shè)置有常用介質(zhì)密度鍵（如汽油、柴油）、其他密度選項(xiàng)。如果需要裝運(yùn)其他介質(zhì)，需向系統(tǒng)內(nèi)寫入介質(zhì)相對應(yīng)的關(guān)系對應(yīng)表，在其他密度選項(xiàng)中輸入密度值，即可實(shí)現(xiàn)稱重系統(tǒng)功能。同時，顯示界面同時具備預(yù)警提醒和滿載報警的語音提醒功能。顯示信息不限于上述信息，還可根據(jù)需求，顯示裝載液體體積、預(yù)警/報警液位等信息。

3.4監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

臨控系統(tǒng)由后臺主機(jī)、車載質(zhì)量換算系統(tǒng)、手機(jī)APP等組成。車載質(zhì)量換算系統(tǒng)與后臺主機(jī)、手機(jī)APP間通過4G/5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時通訊，臨控后臺和車輛管理者可以實(shí)時掌握車輛的質(zhì)量、液位等信息。當(dāng)發(fā)生超載、超重情況時，車載系統(tǒng)自動向臨控后臺及車輛管理者手機(jī)發(fā)送報警提醒，管理者可及時介入進(jìn)行管理.防止超載、罰款等風(fēng)險。

3.5系統(tǒng)調(diào)試和標(biāo)定

液罐車定型后，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和標(biāo)定，如圖8所示。為消除液罐車加工制造等誤差，通過實(shí)測多組數(shù)據(jù)對《液位一裝載容積一整車總質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系表》進(jìn)行修正，保證系統(tǒng)精度等級。

4結(jié)語

該液罐車質(zhì)量換算系統(tǒng)通過液位一裝載容積一裝載質(zhì)量相對應(yīng)的基礎(chǔ)技術(shù)原理，丌發(fā)了具備實(shí)時稱重、裝料預(yù)警、裝料報警及臨控管理功能的質(zhì)量換算系統(tǒng)，解決了液罐車用戶超載顧慮，簡化了裝料操作，在不超載的前提下，提高了用戶的運(yùn)輸效益。