車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置及其監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置及其監(jiān)控方法，具體為車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置及其監(jiān)控方法，通過單片機對車載液化氣氣瓶液位、壓力、溫度、車輛行駛狀態(tài)等檢測，在車輛行駛和停駛的不同狀態(tài)采用不同的方法進(jìn)行測量、記錄，并用實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行計算比對的方法，從而實現(xiàn)對車載液化氣氣瓶系統(tǒng)中重要參數(shù)如氣瓶蒸發(fā)率，加氣余量或液位、實時與歷史氣耗、安全保護(hù)等各種經(jīng)濟、質(zhì)量、安全指標(biāo)進(jìn)行全面數(shù)據(jù)分析和管理功能，并能根據(jù)液化氣的量和車輛使用需要精確方便調(diào)整控制氣瓶工作壓力，為氣瓶使用者提供明確的加氣指導(dǎo)、設(shè)備維修指導(dǎo)和有效維權(quán)證據(jù)，并極大優(yōu)化提高車載液化氣氣瓶使用經(jīng)濟性和安全性。
【專利說明】車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置及其監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置及其監(jiān)控方法，具體為車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置及其監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫液化天然氣是氣態(tài)天然氣經(jīng)凈化冷卻、體積縮小約620倍變成-162°C液體，存儲在專用絕熱保溫瓶內(nèi)，使用時再經(jīng)換熱變成氣態(tài)應(yīng)用。由于其儲運效率高、清潔、價格低等諸多優(yōu)點近年來被迅速推廣使用，也被用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽、柴油給汽車動力，車用氣瓶稱為車載液化氣氣瓶，目前該車載液化氣氣瓶的應(yīng)用存在著以下問題:
(I)車載液化氣氣瓶，在汽車停用期間會因漏熱使內(nèi)部液體溫度升高而部分氣化，壓力升高，為了確保安全，只能被動通過瓶上的安全閥排放出去。車載液化氣氣瓶衡量這種性能的質(zhì)量指標(biāo)叫‘日蒸發(fā)率’，其越低越好嗎，目前實際使用中，使用者難以鑒別和考核該指標(biāo)。
[0003](2)在車載液化氣氣瓶使用過程中，還存在著氣源質(zhì)量的困擾。因為液化的天然氣是在常壓下-162度以下存在或者在低溫有壓狀態(tài)下存在，其成分復(fù)雜，人們又難以用常規(guī)方法識別，氣源質(zhì)量因成分不同差異很大，使得使用者無法察覺情況下造成很大損失。
[0004](3)車載液化氣氣瓶的容量或液位，因現(xiàn)有傳感器技術(shù)的局限性，對于測量這種超低溫、成分復(fù)雜、密閉壓力容器中的液位，往往因成分、溫度等條件的變化測量出現(xiàn)較大誤差，甚至出現(xiàn)因液位測量錯誤，發(fā)生使司機誤判導(dǎo)致車輛斷氣拋錨的事故。
[0005](4)車載液化氣氣瓶的穩(wěn)壓裝置的閥件因工作條件極端、導(dǎo)致容易故障影響瓶內(nèi)壓力變化大影響發(fā)動機效率，而且調(diào)整及其不便難以適應(yīng)實際需要。
[0006](5)現(xiàn)有車載液化氣氣瓶雖然配套了氣瓶液位或載液量檢測和瓶內(nèi)壓力檢測裝置，并提供液位壓力顯示儀表，但這些均只是單純的液位液量和壓力顯示，在車輛停車后也不再測量，更沒有數(shù)據(jù)記錄和系統(tǒng)分析管理能力，影響著車載液化氣氣瓶在車輛上應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可以實時監(jiān)控車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置及其監(jiān)控方法，具體技術(shù)方案為:
車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置，包括供電電源、節(jié)能控制模塊、單片機、記錄模塊、顯示與鍵盤模塊、車速與車載電瓶檢測模塊和現(xiàn)場單片機；
現(xiàn)場單片機由SMT32F103CB單片機及輔助電路通訊芯片構(gòu)成，完成采集氣瓶的液位、壓力信號和環(huán)境溫度信號，經(jīng)數(shù)據(jù)濾波、平均及量程工程化轉(zhuǎn)換基本處理，通過485總線發(fā)送給單片機。單片機由SMT32F103RC單片機及輔助器件組成；
單片機分別與現(xiàn)場單片機、節(jié)能控制模塊、記錄模塊、顯示與鍵盤模塊、車速與車載電瓶檢測模塊相連；
現(xiàn)場單片機分別與測量模塊和氣瓶穩(wěn)壓閥組連接，所述的測量模塊包括，液位測量模塊、壓力測量模塊、氣溫測量模塊；
現(xiàn)場單片機控制測量模塊和氣瓶穩(wěn)壓閥組，并將測量模塊采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機；
節(jié)能控制模塊控制供電電源，在車輛行駛狀態(tài)時為記錄模塊、顯示與鍵盤模塊、車速與車載電瓶檢測模塊、現(xiàn)場單片機、測量模塊、氣瓶穩(wěn)壓閥組供電；節(jié)能控制模塊同時控制供電測量和數(shù)據(jù)記錄，并將數(shù)據(jù)傳輸給單片機；在定時關(guān)閉時間內(nèi)停止所有供電，單片機由節(jié)能模塊內(nèi)部的電池DCH供電，單片機進(jìn)入休眠模式；
記錄模塊用于記錄所有數(shù)據(jù)；
顯示與鍵盤模塊，包括顯示器和鍵盤，顯示器用于顯示數(shù)據(jù)，鍵盤至少一個按鍵是與單片機使用同一電源，用于將單片機從休眠模式中喚醒；
車速與車載電瓶檢測模塊檢測車輛是處于不耗氣停止?fàn)顟B(tài)還是處于耗氣行駛狀態(tài)，并將車速、電瓶檢測信息傳輸給單片機；
單片機控制現(xiàn)場單片機；根據(jù)測量模塊、車速與車載電瓶檢測模塊輸送的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，獲得氣瓶的質(zhì)量安全狀態(tài)。
[0008]節(jié)能控制模塊包括內(nèi)部光耦M,內(nèi)部光耦M的2腳接單片機的一個PA，供電時該腳置低電平，光耦開關(guān)被接通、相連的三極管G飽和導(dǎo)通，車載的供電電源分為兩路，一路給現(xiàn)場單片機供電，另一路通過DC/DC變換降壓，降壓后的電源分為兩路，一路通過二極管D3、二極管D4再次降壓為顯示與鍵盤模塊、記錄模塊、車速與車載電瓶檢測模塊、測量模塊、氣瓶穩(wěn)壓閥組供電，另一路通過連接的二極管D2及電阻R2給電池DCH充電，電池DCH連接二極管Dl降壓后為單片機供電；在定時狀態(tài)進(jìn)入節(jié)能模式，關(guān)閉供電電源時，單片機控制內(nèi)部光耦M的2腳為高電平或阻斷狀態(tài)，光耦開關(guān)及三極管G關(guān)斷，電池DCH給單片機供電。
[0009]車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置監(jiān)控方法，包括以下步驟:
(1)初始上電啟動:單片機控制節(jié)能控制模塊給記錄模塊、顯示與鍵盤模塊、車速與車載電瓶檢測模塊、現(xiàn)場單片機、測量模塊、氣瓶穩(wěn)壓閥組供電，單片機開始記錄車輛的行駛時間；
(2)判斷發(fā)動機是否發(fā)動，或車輛是否在行駛狀態(tài)中，車輛行駛狀態(tài)中執(zhí)行步驟(3)，如車輛未行駛則進(jìn)入步驟(8)；
(3)單片機控制節(jié)能控制模塊連續(xù)供電和測量，現(xiàn)場單片機將測量模塊采樣取得的數(shù)據(jù)傳給單片機；單片機如有需要更改的命令傳給現(xiàn)場單片機，同時單片機獲得車速與車載電瓶檢測模塊采集的電瓶電壓、行駛里程及氣耗數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)傳輸完成后執(zhí)行步驟(4 );
(4)單片機根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和記錄的行駛里程、歷史氣耗和歷史液位數(shù)據(jù)，進(jìn)行以下判斷:本次采樣液位與車輛連續(xù)行駛前10-60分鐘的數(shù)據(jù)相比，是增大還是變小了，如果增大或者不變，均表示液位測量模塊出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障了執(zhí)行步驟(5)，沒有故障執(zhí)行步驟
(6)；
(5)將液位測量模塊設(shè)置報警標(biāo)志、發(fā)出報警提示；并根據(jù)歷史記錄的平均氣耗數(shù)據(jù)、根據(jù)本次加氣時初始液位和本次已經(jīng)行駛的里程數(shù)，計算出剩余的液化天然氣液體余量，將該余量值與測量的液位值進(jìn)行同時顯示，供司機參考，而后執(zhí)行步驟(7);
(6)根據(jù)已經(jīng)行駛的里程和已經(jīng)消耗的氣量計算本次氣耗后暫存，每5-60分鐘存儲一次平均值后執(zhí)行步驟(7)；(7)根據(jù)設(shè)置或鍵盤設(shè)置將計算和采樣后的參數(shù)進(jìn)行顯示，然后執(zhí)行步驟(1)；
(8)在車輛停駛狀態(tài)下，單片機根據(jù)定時狀態(tài)決定是否開啟供電和測量，定時開機時間到了，則執(zhí)行步驟(9 )，否則到執(zhí)行步驟(10 )。
[0010](9)命令節(jié)能控制模塊開啟所有供電和測量，現(xiàn)場單片機將測量模塊采樣取得的數(shù)據(jù)傳給單片機；單片機如有需要更改的命令傳給現(xiàn)場單片機，同時單片機獲得車速與車載電瓶檢測模塊采集的電瓶電壓、停機時間、停機時壓力數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)傳輸完成后執(zhí)行步驟(10)；
(10)根據(jù)測得的氣瓶壓力高低及車輛電瓶電壓高低計算下次再次測量的時間間隔，壓力越高越，氣瓶穩(wěn)壓閥組再次開啟時間越間隔越短，壓力越低間隔時間越長，設(shè)置范圍在120-7200秒；在供電時段內(nèi)采樣時間間隔，是根據(jù)是氣瓶穩(wěn)壓閥組是否開啟，或者是否有按鍵操作進(jìn)行修改設(shè)置決定；無按鍵操作并不開啟氣瓶穩(wěn)壓閥組11時，采樣時間間隔為I秒，其它情況為最長300秒；
(11)計算氣瓶質(zhì)量核心指標(biāo)，日蒸發(fā)率:
Vx = V2 - Vl
V= VxXk
A=(V + 620) + 氣瓶額定容積 *24 + HX100% 其中，V2為停車經(jīng)過間隔時間后氣瓶內(nèi)氣體體積；
Vl停車時氣瓶內(nèi)氣體體積；
Vx為氣體蒸發(fā)量；
K為環(huán)境溫度修正系數(shù)；
V為修正后蒸發(fā)體積量；
A為日蒸發(fā)率；
H為停機間隔時間，小時；
其中 K= 1+ (248K - TO - Tl) /T2 ；
其中，248K為瓶設(shè)計時計算蒸發(fā)率的環(huán)境標(biāo)態(tài)溫度；
TO為氣瓶內(nèi)實測環(huán)境溫度，K ；
Tl為氣瓶內(nèi)氣體從停車時到間隔時間后的平均溫度，K ；
T2為氣瓶間隔時間后的標(biāo)準(zhǔn)瓶內(nèi)溫度，K。
[0011]計算后存儲記錄到記錄模塊4中后執(zhí)行步驟(12)；
(12)判斷有是否有鍵盤設(shè)置需要顯示處理，有則執(zhí)行步驟(7)，無則執(zhí)行步驟(13)；
(13)測控完畢關(guān)閉節(jié)能控制模塊，單片機進(jìn)行進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待定時設(shè)置、鍵盤操作或發(fā)動機啟動中斷發(fā)生。
[0012]本發(fā)明提供的車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置及其監(jiān)控方法，通過單片機對車載液化氣氣瓶液位、壓力、溫度、車輛行駛狀態(tài)等檢測，在車輛行駛和停駛的不同狀態(tài)采用不同的方法進(jìn)行測量、記錄，并用實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行計算比對的方法，從而實現(xiàn)對車載液化氣氣瓶系統(tǒng)中重要參數(shù)如氣瓶蒸發(fā)率，加氣余量或液位、實時與歷史氣耗、安全保護(hù)等各種經(jīng)濟、質(zhì)量、安全指標(biāo)進(jìn)行全面數(shù)據(jù)分析和管理功能，并能根據(jù)液化氣的量和車輛使用需要精確方便調(diào)整控制氣瓶工作壓力，為氣瓶使用者提供明確的加氣指導(dǎo)、設(shè)備維修指導(dǎo)和有效維權(quán)證據(jù)，并極大優(yōu)化提高車載液化氣氣瓶使用經(jīng)濟性和安全性。【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的裝置示意圖；
圖2為發(fā)明的節(jié)能控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的監(jiān)控方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0014]結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】，如圖1所示，車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置，包括供電電源1、節(jié)能控制模塊2、單片機3、記錄模塊4、顯示與鍵盤模塊5、車速與車載電瓶檢測模塊6和現(xiàn)場單片機7 ；
現(xiàn)場單片機7由SMT32F103CB單片機及輔助電路通訊芯片構(gòu)成，完成采集氣瓶的液位、壓力信號和環(huán)境溫度信號，經(jīng)數(shù)據(jù)濾波、平均及量程工程化轉(zhuǎn)換基本處理，通過485總線發(fā)送給單片機3。單片機3由SMT32F103RC單片機及輔助器件組成；
單片機3分別與現(xiàn)場單片機7、節(jié)能控制模塊2、記錄模塊4、顯示與鍵盤模塊5、車速與車載電瓶檢測模塊6相連；
現(xiàn)場單片機7分別與測量模塊和氣瓶穩(wěn)壓閥組11連接，所述的測量模塊包括，液位測量模塊8、壓力測量模塊9、氣溫測量模塊10 ；
現(xiàn)場單片機7控制測量模塊和氣瓶穩(wěn)壓閥組11，并將測量模塊采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機
3 ；
節(jié)能控制模塊2控制供電電源I，在車輛行駛狀態(tài)時為記錄模塊4、顯示與鍵盤模塊5、車速與車載電瓶檢測模塊6、現(xiàn)場單片機7、測量模塊、氣瓶穩(wěn)壓閥組11供電；節(jié)能控制模塊2同時控制供電測量和數(shù)據(jù)記錄，并將數(shù)據(jù)傳輸給單片機3 ;在定時關(guān)閉時間內(nèi)停止所有供電，單片機3由節(jié)能模塊2內(nèi)部的電池DCH供電，單片機3進(jìn)入休眠模式；
記錄模塊4用于記錄所有數(shù)據(jù)；
顯示與鍵盤模塊5，包括顯示器和鍵盤，顯示器用于顯示數(shù)據(jù)，鍵盤至少一個按鍵是與單片機3使用同一電源，用于將單片機3從休眠模式中喚醒；
車速與車載電瓶檢測模塊6檢測車輛是處于不耗氣停止?fàn)顟B(tài)還是處于耗氣行駛狀態(tài)，并將車速、電瓶檢測信息傳輸給單片機3 ；
單片機3控制現(xiàn)場單片機7 ;根據(jù)測量模塊、車速與車載電瓶檢測模塊6輸送的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，獲得氣瓶的質(zhì)量安全狀態(tài)。
[0015]如圖2所示，節(jié)能控制模塊2包括內(nèi)部光耦M,內(nèi)部光耦M的2腳接單片機3的一個PI腳，供電時該腳置低電平，光耦開關(guān)被接通、相連的三極管G飽和導(dǎo)通，車載的供電電源I分為兩路，一路給現(xiàn)場單片機7供電，另一路通過DC/DC變換降壓，降壓后的電源分為兩路，一路通過二極管D3、二極管D4再次降壓為顯示與鍵盤模塊5、記錄模塊4、車速與車載電瓶檢測模塊6、測量模塊、氣瓶穩(wěn)壓閥組11供電，另一路通過連接的二極管D2及電阻R2給電池DCH充電，電池DCH連接二極管Dl降壓后為單片機3供電；在定時狀態(tài)進(jìn)入節(jié)能模式，關(guān)閉供電電源I時，單片機3控制內(nèi)部光耦M的2腳為高電平或阻斷狀態(tài)，光耦開關(guān)及三極管G關(guān)斷，電池DCH給單片機3供電。
[0016]如圖3所示，車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置監(jiān)控方法，包括以下步驟:(1)初始上電啟動:單片機3控制節(jié)能控制模塊2給記錄模塊4、顯示與鍵盤模塊5、車速與車載電瓶檢測模塊6、現(xiàn)場單片機7、測量模塊、氣瓶穩(wěn)壓閥組11供電供電，單片機3開始記錄車輛的行駛時間；
(2)判斷發(fā)動機是否發(fā)動，或車輛是否在行駛狀態(tài)中，車輛行駛狀態(tài)中執(zhí)行步驟(3)，如車輛未行駛則進(jìn)入步驟(8)；
(3)單片機3控制節(jié)能控制模塊2連續(xù)供電和測量，現(xiàn)場單片機7將測量模塊采樣取得的數(shù)據(jù)傳給單片機3 ;單片機3如有需要更改的命令傳給現(xiàn)場單片機7，同時單片機3獲得車速與車載電瓶檢測模塊6采集的電瓶電壓、行駛里程及氣耗數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)傳輸完成后執(zhí)行步驟(4);
(4)單片機3根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和記錄的行駛里程、歷史氣耗和歷史液位數(shù)據(jù)，進(jìn)行以下判斷:本次采樣液位與車輛連續(xù)行駛前10-60分鐘的數(shù)據(jù)相比，是增大還是變小了，如果增大活著不變均，表示液位測量模塊8出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障了執(zhí)行步驟(5)，沒有故障執(zhí)行步驟(6)；
(5)將液位測量模塊8設(shè)置報警標(biāo)志、發(fā)出報警提示；并根據(jù)歷史記錄的平均氣耗數(shù)據(jù)、根據(jù)本次加氣時初始液位和本次已經(jīng)行駛的里程數(shù)，計算出剩余的液化天然氣液體余量，將該余量值與測量的液位值進(jìn)行同時顯示，供司機參考，而后執(zhí)行步驟(7)；
(6)根據(jù)已經(jīng)行駛的里程和已經(jīng)消耗的氣量計算本次氣耗后暫存，每5-60分鐘存儲一次平均值后執(zhí)行步驟(7)；
(7)根據(jù)存儲設(shè)置或鍵盤設(shè)置將計算和采樣后的參數(shù)進(jìn)行顯示，然后執(zhí)行步驟(1)；
(8)在車輛停駛狀態(tài)下，單片機3根據(jù)定時狀態(tài)決定是否開啟供電和測量，定時開機時間到了，則執(zhí)行步驟(9 )，否則到執(zhí)行步驟(10)。
[0017](9)命令節(jié)能控制模塊2開啟所有供電和測量，現(xiàn)場單片機7將測量模塊采樣取得的數(shù)據(jù)傳給單片機3 ;單片機3如有需要更改的命令傳給現(xiàn)場單片機7，同時單片機3獲得車速與車載電瓶檢測模塊6采集的電瓶電壓、停機時間、停機時壓力數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)傳輸完成后執(zhí)行步驟(10);
(10)根據(jù)測得的氣瓶壓力高低及車輛電瓶電壓高低計算下次再次測量的時間間隔，壓力越高越，氣瓶穩(wěn)壓閥組11再次開啟時間越間隔越短，壓力越低間隔時間越長，設(shè)置范圍在120-7200秒；在供電時段內(nèi)采樣時間間隔，是根據(jù)是氣瓶穩(wěn)壓閥組11是否開啟，或者是否有按鍵操作進(jìn)行修改設(shè)置決定；無按鍵操作并不開啟氣瓶穩(wěn)壓閥組11時，采樣時間間隔為I秒，其它情況為最長300秒；
(11)計算氣瓶質(zhì)量核心指標(biāo)，日蒸發(fā)率:
Vx = V2 - Vl
V= VxXk
A=(V + 620) + 氣瓶額定容積 *24 + HX 100%
其中，V2為停車經(jīng)過間隔時間后氣瓶內(nèi)氣體體積；
Vl停車時氣瓶內(nèi)氣體體積；
Vx為氣體蒸發(fā)量；
K為環(huán)境溫度修正系數(shù)；
V為修正后蒸發(fā)體積量；A為日蒸發(fā)率；
H為停機間隔時間，小時；
其中 K= 1+ (248K -TO - Tl) /T2 ；
其中，248K為瓶設(shè)計時計算蒸發(fā)率的環(huán)境標(biāo)態(tài)溫度；
TO為氣瓶內(nèi)實測環(huán)境溫度，K ；
Tl為氣瓶內(nèi)氣體從停車時到間隔時間后的平均溫度，K ；
T2為氣瓶間隔時間后的標(biāo)準(zhǔn)瓶內(nèi)溫度，K。
[0018]計算后存儲記錄到記錄模塊4中后執(zhí)行步驟(12)；
(12)判斷有是否有鍵盤設(shè)置需要顯示處理，有則執(zhí)行步驟(7)，無則執(zhí)行步驟(13)；
(13)測控完畢關(guān)閉節(jié)能控制模塊2，單片機3進(jìn)行進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待定時設(shè)置、鍵盤操作或發(fā)動機啟動 中斷發(fā)生。
【權(quán)利要求】
1.車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置，包括供電電源(1)，其特征在于:還包括節(jié)能控制模塊(2)、單片機(3)、記錄模塊(4)、顯示與鍵盤模塊(5)、車速與車載電瓶檢測模塊(6)和現(xiàn)場單片機(7)； 單片機(3)分別與現(xiàn)場單片機(7)、節(jié)能控制模塊(2)、記錄模塊(4)、顯示與鍵盤模塊(5)、車速與車載電瓶檢測模塊(6)相連； 現(xiàn)場單片機(7)分別與測量模塊和氣瓶穩(wěn)壓閥組(11)連接，所述的測量模塊包括，液位測量模塊(8)、壓力測量模塊(9)、氣溫測量模塊(10)； 現(xiàn)場單片機(7)控制測量模塊和氣瓶穩(wěn)壓閥組(11)，并將測量模塊采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(3)； 節(jié)能控制模塊(2)控制供電電源(1)，在車輛行駛狀態(tài)時為記錄模塊(4)、顯示與鍵盤模塊(5)、車速與車載電瓶檢測模塊(6)、現(xiàn)場單片機(7)、測量模塊、氣瓶穩(wěn)壓閥組(11)供電；節(jié)能控制模塊(2)同時控制供電測量和數(shù)據(jù)記錄，并將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(3);在定時關(guān)閉時間內(nèi)停止所有供電，單片機(3)由節(jié)能模塊2內(nèi)部的電池DCH供電，單片機(3)進(jìn)入休眠模式； 記錄模塊(4)用于記錄所有數(shù)據(jù)； 顯示與鍵盤模塊(5)，包括顯示器和鍵盤，顯示器用于顯示數(shù)據(jù)，鍵盤至少一個按鍵是與單片機(3)使用同一電源，用于將單片機(3)從休眠模式中喚醒； 車速與車載電瓶檢測模塊(6)檢測車輛是處于不耗氣停止?fàn)顟B(tài)還是處于耗氣行駛狀態(tài)，并將車速、電瓶檢測信息傳輸給單片機(3)； 單片機(3)控制現(xiàn)場單片機(7);根據(jù)測量模塊、車速與車載電瓶檢測模塊(6)輸送的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，獲得氣瓶的質(zhì)量安全狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的節(jié)能控制模塊(2)包括內(nèi)部光耦M，內(nèi)部光耦M的2腳接單片機(3)的一個PI腳，供電時該腳置低電平，光耦開關(guān)被接通、相連的三極管G飽和導(dǎo)通，車載的供電電源(I)分為兩路，一路給現(xiàn)場單片機(7)供電，另一路通過DC/DC變換降壓，降壓后的電源分為兩路，一路通過二極管D3、二極管D4再次降壓為顯示與鍵盤模塊(5)、記錄模塊(4)、車速與車載電瓶檢測模塊(6)、測量模塊、氣瓶穩(wěn)壓閥組(11)供電，另一路通過連接的二極管D2及電阻R2給電池DCH充電，電池DCH連接二極管Dl降壓后為單片機(3)供電；在定時節(jié)能模式，關(guān)閉供電電源(I)時，單片機(3)控制內(nèi)部光耦M的2腳為高電平或阻斷狀態(tài)，光耦開關(guān)及三極管G關(guān)斷，電池DCH給單片機(3)供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載液化氣氣瓶質(zhì)量安全監(jiān)控裝置的監(jiān)控方法，包括以下步驟: (1)初始上電啟動:單片機(3)控制節(jié)能控制模塊(2)給記錄模塊(4)、顯示與鍵盤模塊(5)、車速與車載電瓶檢測模塊(6)、現(xiàn)場單片機(7)、測量模塊、氣瓶穩(wěn)壓閥組(11)供電，單片機(3)開始記錄車輛的行駛時間； (2)判斷發(fā)動機是否發(fā)動，或車輛是否在行駛狀態(tài)中，車輛行駛狀態(tài)中執(zhí)行步驟(3)，如車輛未行駛則進(jìn)入步驟(8)； (3)單片機(3)控制節(jié)能控制模塊(2)連續(xù)供電和測量，現(xiàn)場單片機(7)將測量模塊采樣取得的數(shù)據(jù)傳給單片機(3);單片機(3)如有需要更改的命令傳給現(xiàn)場單片機(7)，同時單片機(3)獲得車速與車載電瓶檢測模塊(6)采集的電瓶電壓、行駛里程及氣耗數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)傳輸完成后執(zhí)行步驟(4)； (4)單片機(3)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和記錄的行駛里程、歷史氣耗和歷史液位數(shù)據(jù)，進(jìn)行以下判斷:本次采樣液位與車輛連續(xù)行駛前10-60分鐘的數(shù)據(jù)相比，是增大還是變小了，如果增大或不變均表示液位測量模塊(8)出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障了執(zhí)行步驟(5)，沒有故障執(zhí)行步驟(6)； (5)將液位測量模塊(8)設(shè)置報警標(biāo)志、發(fā)出報警提示；并根據(jù)歷史記錄的平均氣耗數(shù)據(jù)、根據(jù)本次加氣時初始液位和本次已經(jīng)行駛的里程數(shù)，計算出剩余的液化天然氣液體余量，將該余量值與測量的液位值進(jìn)行同時顯示，供司機參考，而后執(zhí)行步驟(7)； (6)根據(jù)已經(jīng)行駛的里程和已經(jīng)消耗的氣量計算本次氣耗后暫存，每5-60分鐘存儲一次平均值后執(zhí)行步驟(7); (7)根據(jù)設(shè)置或鍵盤設(shè)置將計算和采樣后的參數(shù)進(jìn)行顯示，然后執(zhí)行步驟(1)； (8)在車輛停駛狀態(tài)下，單片機(3)根據(jù)定時狀態(tài)決定是否開啟供電和測量，定時開機時間到了，則執(zhí)行步驟(9 )，否則到執(zhí)行步驟(10 ); (9)命令節(jié)能控制模塊(2)開啟所有供電和測量，現(xiàn)場單片機(7)將測量模塊采樣取得的數(shù)據(jù)傳給單片機(3);單片機(3)如有需要更改的命令傳給現(xiàn)場單片機(7)，同時單片機(3)獲得車速與車載電瓶檢測模塊(6)采集的電瓶電壓、停機時間、停機時壓力數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)傳輸完成后執(zhí)行步驟(10)； (10)根據(jù)測得的氣瓶壓力高低及車輛電瓶電壓高低計算下次再次測量的時間間隔，壓力越高，氣瓶穩(wěn)壓閥組(11)再次開啟時間越間隔越短，壓力越低間隔時間越長，設(shè)置范圍在120-7200秒；在供電時段內(nèi)采樣時間間隔，是根據(jù)是氣瓶穩(wěn)壓閥組(11)是否開啟，或者是否有按鍵操作進(jìn)行修改設(shè)置決定；無按鍵操作并不開啟氣瓶穩(wěn)壓閥組(11)時，采樣時間間隔為I秒左右，其它情況為最長300秒； (11)計算氣瓶質(zhì)量核心指標(biāo)，日蒸發(fā)率:
Vx = V2 - Vl V= VxXk A=(V + 620) + 氣瓶額定容積 *24 + HX100% 其中，V2為停車經(jīng)過間隔時間后氣瓶內(nèi)氣體體積； Vl停車時氣瓶內(nèi)氣體體積； Vx為氣體蒸發(fā)量； K為環(huán)境溫度修正系數(shù)； V為修正后蒸發(fā)體積量； A為日蒸發(fā)率； H為停機間隔時間，小時；
其中，K= 1+ (248K - TO - Tl) /T2 ； 248K為瓶設(shè)計時計算蒸發(fā)率的環(huán)境標(biāo)態(tài)溫度； TO為氣瓶內(nèi)實測環(huán)境溫度，K ； Tl為氣瓶內(nèi)氣體從停車時到間隔時間后的平均溫度，K ； T2為氣瓶間隔時間后的標(biāo)準(zhǔn)瓶內(nèi)溫度，K ；計算后存儲記錄到記錄模塊(4)中后執(zhí)行步驟(12)； (12)判斷有是否有鍵盤設(shè)置需要顯示處理，有則執(zhí)行步驟(7)，無則執(zhí)行步驟(13)； (13)測控完畢關(guān)閉節(jié)能控制模塊(2)，單片機(3)進(jìn)行進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待定時設(shè)置、鍵盤操作或發(fā)動機啟動 中斷發(fā)生。
【文檔編號】F17C13/02GK104006292SQ201410278746
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月21日
【發(fā)明者】劉印同, 王樹方, 王連霞 申請人:劉印同