車用lng氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)及方法，包括裝有LNG的氣瓶；對(duì)氣瓶?jī)?nèi)液位進(jìn)行測(cè)量的液位計(jì)；還包括固定于氣瓶瓶身用于測(cè)量氣瓶?jī)A斜角度的傾角傳感器；接收所述液位計(jì)液位信息和所述傾角傳感器傾角信息的處理器；以及放空裝置，在傾角信息顯示超過(guò)預(yù)警角度并在液位信息顯示超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，所述放空裝置由處理器控制對(duì)所述氣瓶放氣。本發(fā)明可以對(duì)氣瓶進(jìn)行監(jiān)控并預(yù)警，同時(shí)可以避免在車輛后被撞傾斜的情況下出現(xiàn)高溫爆炸、警報(bào)器無(wú)端報(bào)警的情形。
【專利說(shuō)明】車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)行駛車輛的車用LNG(液化天然氣)氣瓶的監(jiān)控技術(shù)，尤其涉及一種車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]液化天然氣燃料成本低，其中主要成分為甲烷，燃燒后有害成分較少，在大型重型車中作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料使用已較為廣泛。LNG的壓縮體積比為625:1，在氣瓶?jī)?nèi)有著極大的壓強(qiáng)，如此以低溫高壓壓縮存儲(chǔ)在氣瓶中的液態(tài)天然氣，當(dāng)承載該氣瓶的車輛發(fā)生交通事故而傾倒，周圍環(huán)境溫度可能瞬間急劇上升，氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)產(chǎn)生異常，氣瓶無(wú)法承受內(nèi)部壓強(qiáng)時(shí)，極有可能引發(fā)氣瓶爆炸，造成人員傷亡或者交通癱瘓，應(yīng)當(dāng)在車輛發(fā)生傾倒后及時(shí)采取防范措施。此外，在某些情形中，例如車輛行駛在陡坡上、瓶身傾斜但瓶?jī)?nèi)液體容積不足以引起爆炸或者其他不足以引發(fā)爆炸的情形，應(yīng)避免在上述情形中產(chǎn)生誤動(dòng)作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)及方法，可以對(duì)氣瓶進(jìn)行監(jiān)控并預(yù)警，同時(shí)可以避免在車輛后被撞傾斜的情況下出現(xiàn)高溫爆炸、警報(bào)器無(wú)端報(bào)警的情形。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用技術(shù)方案:一種車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，包括裝有LNG的氣瓶；對(duì)氣瓶?jī)?nèi)液位進(jìn)行測(cè)量的液位計(jì)；還包括固定于氣瓶瓶身用于測(cè)量氣瓶?jī)A斜角度的傾角傳感器；接收所述液位計(jì)液位信息和所述傾角傳感器傾角信息的處理器；以及放空裝置，在傾角信息顯示超過(guò)預(yù)警角度并在液位信息顯示超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，所述放空裝置由處理器控制對(duì)所述氣瓶放氣。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)警角度的絕對(duì)值范圍在45?80度間。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括定時(shí)單元和警報(bào)器，在傾角信息顯示超過(guò)預(yù)警角度并在液位信息顯示超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，所述處理器開啟定時(shí)單元定時(shí)并控制警報(bào)器發(fā)出警報(bào)，若在設(shè)定時(shí)間內(nèi)警報(bào)未被消除，則所述放空裝置由處理器控制對(duì)所述氣瓶放氣。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述設(shè)定時(shí)間T由以下公式確定:
[0008]T = K* cos (a)
[0009]其中，K為固定的預(yù)設(shè)參數(shù)，a為傾角信息中的傾角。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述警報(bào)器由警報(bào)消除按鈕控制消除警報(bào)，處理器獲得消除信息后控制定時(shí)單元復(fù)位。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述警報(bào)消除按鈕設(shè)于駕駛艙內(nèi)。
[0012]本發(fā)明還提供以下技術(shù)方案:一種車用LNG氣瓶監(jiān)控方法，包括以下步驟:
[0013]處理器接收液位計(jì)的液位信息和傾角傳感器的傾角信息，所述傾角信息顯示傾斜角度超過(guò)預(yù)警角度時(shí)，判斷液位信息；
[0014]在所述液位信息顯示液位超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，處理器控制警報(bào)器發(fā)出警報(bào)，并開啟定時(shí)單元計(jì)時(shí)；
[0015]若在定時(shí)單元設(shè)定時(shí)間內(nèi)所述警報(bào)未被消除，則處理器控制所述放空裝置對(duì)氣瓶放氣。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述警報(bào)器由警報(bào)消除按鈕控制消除警報(bào)，若在定時(shí)單元設(shè)定時(shí)間內(nèi)所述警報(bào)被消除，所述處理器獲得消除信息后控制定時(shí)單元復(fù)位。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述警報(bào)消除按鈕設(shè)于駕駛艙內(nèi)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述設(shè)定時(shí)間T由以下公式確定:
[0019]T = K* cos (a)
[0020]其中，K為固定的預(yù)設(shè)參數(shù)，a為傾角信息中的傾角。
[0021]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下突出優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明通過(guò)對(duì)車瓶?jī)?nèi)液位及車瓶?jī)A角的監(jiān)控，在傾角達(dá)到預(yù)警角度并且液位達(dá)到設(shè)定液位時(shí)，將氣瓶?jī)?nèi)LNG進(jìn)行放空疏散，防止氣瓶?jī)?nèi)驟脹，可避免爆炸事故。
[0022]此外，在傾角達(dá)到預(yù)警角度并且液位達(dá)到設(shè)定液位時(shí)，還啟動(dòng)警報(bào)器和一定時(shí)單元，警報(bào)器和定時(shí)單元關(guān)聯(lián)，只有經(jīng)過(guò)定時(shí)單元的設(shè)定時(shí)間后、該警報(bào)器的警報(bào)還未被消除的情況下，處理器才會(huì)控制放空裝置將氣瓶放空，防止在不足以引發(fā)爆炸的情況下泄放LNG，造成浪費(fèi)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種車用LNG氣瓶監(jiān)控方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0026]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施以及具體附圖的限制。
[0027]首先對(duì)本發(fā)明所用技術(shù)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行說(shuō)明。
[0028]LNG氣瓶:移動(dòng)車用LNG低溫儲(chǔ)罐，LNG氣化后作為車輛發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)的燃料。
[0029]液位計(jì):測(cè)量在容器中液體介質(zhì)的高低的儀表，本發(fā)明優(yōu)選電容式液位計(jì)。
[0030]傾角傳感器:用來(lái)測(cè)量相對(duì)于水平面的傾角變化量的儀器。
[0031]放空裝置:對(duì)氣瓶?jī)?nèi)LNG進(jìn)行放空的部件，可以為放空電磁閥。
[0032]圖1中將氣瓶簡(jiǎn)單示出，實(shí)際為雙層低溫罐，外部也有眾多閥門，例如進(jìn)液閥、出液閥、增壓閥、安全閥等，附圖僅是簡(jiǎn)單示意，并非用來(lái)限制本發(fā)明。
[0033]圖1示出了一種車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，包括裝有LNG的氣瓶1，液位計(jì)2，傾角傳感器3，處理器4，放空裝置5，定時(shí)單元6，以及警報(bào)器7。液位計(jì)2和傾角傳感器3為氣瓶I的測(cè)量?jī)x表，兩者連接處理器4，放空裝置5受處理器4控制，定時(shí)單元6和警報(bào)器7作為延遲放空動(dòng)作并發(fā)出警報(bào)供消除放空動(dòng)作的部分，兩者與處理器4連接。
[0034]圖1中，液位計(jì)2測(cè)量部豎直插入氣瓶I內(nèi)至氣瓶I底端,對(duì)氣瓶I內(nèi)液位進(jìn)行測(cè)量并將液位信息傳輸給處理器4 ;傾角傳感器3固定于氣瓶I瓶身、隨氣瓶I而動(dòng)，用于測(cè)量氣瓶I傾斜角度，同樣將其傾角信息傳輸給處理器4 ;處理器4接收所述液位計(jì)2液位信息和所述傾角傳感器3傾角信息后，首選判斷傾斜角度是否超過(guò)預(yù)警角度，接著判斷液位是否超過(guò)設(shè)定液位(設(shè)定液位控制在瓶?jī)?nèi)液體容積不足以引起爆炸的高度)；在傾角信息顯示超過(guò)預(yù)警角度并在液位信息顯示超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，處理器4控制放空裝置5對(duì)所述氣瓶I放氣，在放氣過(guò)程中，對(duì)放出的氣體進(jìn)行及時(shí)地疏散或耗盡，避免其在空氣中聚集到一定密度后被引燃爆炸。
[0035]需要說(shuō)明的是，處理器4對(duì)于傾角傳感器3的傾角信息是實(shí)時(shí)監(jiān)控的，而對(duì)于液位計(jì)2的監(jiān)控可以是非實(shí)時(shí)的，從整個(gè)氣瓶I測(cè)量的系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮，處理器4對(duì)于液位計(jì)2的液位信息也是實(shí)時(shí)的，該液位信息可以顯示給用戶，也就是系統(tǒng)的液位顯示功能。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明監(jiān)控系統(tǒng)還包括定時(shí)單元6和警報(bào)器7，在傾角信息顯示超過(guò)預(yù)警角度并在液位信息顯示超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，所述處理器4開啟定時(shí)單元6開始計(jì)時(shí)直到達(dá)到設(shè)定時(shí)間后停止計(jì)時(shí)發(fā)出定時(shí)滿信號(hào)，開啟定時(shí)單元6的同時(shí)處理器4還控制警報(bào)器7發(fā)出警報(bào)，例如是聲警報(bào)，警報(bào)鳴叫可以被人工消除，警報(bào)器7停止鳴叫后反饋給處理器4停止定時(shí)單元6的計(jì)時(shí)，從而阻止其進(jìn)行下一步的放空動(dòng)作，避免了在車輛上下陡坡或者其他無(wú)危險(xiǎn)動(dòng)作情形下的無(wú)端鳴叫，若在設(shè)定時(shí)間內(nèi)警報(bào)未被消除，也就是說(shuō)，處理器4接收到了定時(shí)單元6的定時(shí)滿信號(hào)，則所述放空裝置5由處理器4控制對(duì)所述氣瓶I放氣。
[0037]進(jìn)一步的，所述警報(bào)器7由警報(bào)消除按鈕(圖上未示出)控制消除警報(bào)，處理器4獲得消除信息后控制定時(shí)單元6復(fù)位，等待下一次啟動(dòng)，為便于操作，所述警報(bào)消除按鈕設(shè)于駕駛艙內(nèi)，警報(bào)消除按鈕是用于消除警報(bào)的一個(gè)開關(guān)部件，也可以采用除按鈕以外的其他形式，其發(fā)出的信號(hào)由處理器4接收，處理器4從而控制警報(bào)器7的停鳴。
[0038]由于傾斜角度越大，發(fā)生危險(xiǎn)的可能性越大，給人的反應(yīng)時(shí)間越少，因而將所述設(shè)定時(shí)間T設(shè)定為由以下公式確定:
[0039]T = K* cos (a)
[0040]其中，K為固定的預(yù)設(shè)參數(shù)，a為傾角信息中的傾角。
[0041]該公式算法簡(jiǎn)單，采用該公式，設(shè)定時(shí)間隨傾斜角度的變大而其變化率增加(設(shè)定時(shí)間加快減小)，并在傾斜角度較小時(shí)，設(shè)定時(shí)間較長(zhǎng)，給人以足夠的時(shí)間去判斷是否需應(yīng)急放空，可以使系統(tǒng)更人性化。
[0042]優(yōu)選的，所述預(yù)警角度的絕對(duì)值范圍在45?80度間，在一個(gè)實(shí)施例中，以預(yù)警角度為45度為例，當(dāng)處理器4根據(jù)傾角信息判斷傾斜角度大于45度時(shí)，處理器4獲取液位信息，若液位高于設(shè)定液位，處理器4控制警報(bào)器7發(fā)出警報(bào)，同時(shí)定時(shí)單兀6啟動(dòng),定時(shí)單兀6時(shí)長(zhǎng)例如為3分鐘，若在定時(shí)單元6結(jié)束之前警報(bào)被消除，則處理器4會(huì)控制定時(shí)單元6復(fù)位，等待進(jìn)一步動(dòng)作，若在定時(shí)單元6結(jié)束時(shí)警報(bào)還未被消除，則處理器4會(huì)收到定時(shí)單元6的定時(shí)滿信號(hào)，處理器4會(huì)控制放空裝置5對(duì)氣瓶I進(jìn)行放空，放空的同時(shí)做好疏散耗盡釋放的氣體。
[0043]圖2示出一種車用LNG氣瓶監(jiān)控方法，包括以下步驟:
[0044]處理器接收液位計(jì)的液位信息和傾角傳感器的傾角信息，所述傾角信息顯示傾斜角度超過(guò)預(yù)警角度時(shí)，判斷液位信息；
[0045]在所述液位信息顯示液位超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，處理器控制警報(bào)器發(fā)出警報(bào)，并開啟定時(shí)單元計(jì)時(shí)；
[0046]若在定時(shí)單元設(shè)定時(shí)間內(nèi)所述警報(bào)未被消除，則處理器控制所述放空裝置對(duì)氣瓶放氣。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述警報(bào)器由警報(bào)消除按鈕控制消除警報(bào)，若在定時(shí)單元設(shè)定時(shí)間內(nèi)所述警報(bào)被消除，所述處理器獲得消除信息后控制定時(shí)單元復(fù)位。
[0048]結(jié)合圖1和圖2，處理器4接收液位計(jì)2的液位信息和傾角傳感器3的傾角信息后，在傾角信息顯示超過(guò)預(yù)警角度并在液位信息顯示超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，所述處理器4開啟定時(shí)單元6開始計(jì)時(shí)直到達(dá)到設(shè)定時(shí)間后停止計(jì)時(shí)發(fā)出定時(shí)滿信號(hào)，開啟定時(shí)單元的同時(shí)處理器還控制警報(bào)器發(fā)出警報(bào)，例如是聲警報(bào)，警報(bào)鳴叫可以被人工消除，警報(bào)器停止鳴叫后反饋給處理器停止定時(shí)單元的計(jì)時(shí)，從而阻止其進(jìn)行下一步的放空動(dòng)作，避免了在車輛上下陡坡或者其他無(wú)危險(xiǎn)動(dòng)作情形下的無(wú)端鳴叫，若在設(shè)定時(shí)間內(nèi)警報(bào)未被消除，也就是說(shuō)，處理器接收到了定時(shí)單元的定時(shí)滿信號(hào)，則所述放空裝置由處理器控制對(duì)所述氣瓶放氣。
[0049]進(jìn)一步的，所述警報(bào)器由警報(bào)消除按鈕控制消除警報(bào)，處理器獲得消除信息后控制定時(shí)單元復(fù)位，等待下一次啟動(dòng)，為便于操作，所述警報(bào)消除按鈕設(shè)于駕駛艙內(nèi)，警報(bào)消除按鈕是用于消除警報(bào)的一個(gè)開關(guān)部件，也可以采用除按鈕以外的其他形式，其發(fā)出的信號(hào)由處理器接收，處理器從而控制警報(bào)器的停鳴。
[0050]由于傾斜角度越大，發(fā)生危險(xiǎn)的可能性越大，給人的反應(yīng)時(shí)間越少，因而將所述設(shè)定時(shí)間T設(shè)定為由以下公式確定:
[0051]T = K* cos (a)
[0052]其中，K為固定的預(yù)設(shè)參數(shù)，a為傾角信息中的傾角。
[0053]該公式算法簡(jiǎn)單，采用該公式，設(shè)定時(shí)間隨傾斜角度的變大而其變化率增加(設(shè)定時(shí)間加快減小)，并在傾斜角度較小時(shí)，設(shè)定時(shí)間較長(zhǎng)，給人以足夠的時(shí)間去判斷是否需應(yīng)急放空，可以使系統(tǒng)更人性化。
[0054]本發(fā)明通過(guò)對(duì)車瓶?jī)?nèi)液位及車瓶?jī)A角的監(jiān)控，在傾角達(dá)到預(yù)警角度并且液位達(dá)到設(shè)定液位時(shí)，將氣瓶?jī)?nèi)LNG進(jìn)行放空疏散，防止氣瓶?jī)?nèi)驟脹，可避免爆炸事故。
[0055]此外，在傾角達(dá)到預(yù)警角度并且液位達(dá)到設(shè)定液位時(shí)，還啟動(dòng)警報(bào)器和一定時(shí)單元，警報(bào)器和定時(shí)單元關(guān)聯(lián)，只有經(jīng)過(guò)定時(shí)單元的設(shè)定時(shí)間后、該警報(bào)器的警報(bào)還未被消除的情況下，處理器才會(huì)控制放空裝置將氣瓶放空，防止在不足以引發(fā)爆炸的情況下泄放LNG，造成浪費(fèi)。
[0056]本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，包括裝有LNG的氣瓶；對(duì)氣瓶?jī)?nèi)液位進(jìn)行測(cè)量的液位計(jì)；其特征在于，還包括固定于氣瓶瓶身用于測(cè)量氣瓶?jī)A斜角度的傾角傳感器；接收所述液位計(jì)液位信息和所述傾角傳感器傾角信息的處理器；以及放空裝置，在傾角信息顯示超過(guò)預(yù)警角度并在液位信息顯示超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，所述放空裝置由處理器控制對(duì)所述氣瓶放氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)警角度的絕對(duì)值范圍在45?80度間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括定時(shí)單元和警報(bào)器，在傾角信息顯示超過(guò)預(yù)警角度并在液位信息顯示超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，所述處理器開啟定時(shí)單元定時(shí)并控制警報(bào)器發(fā)出警報(bào)，若在設(shè)定時(shí)間內(nèi)警報(bào)未被消除，則所述放空裝置由處理器控制對(duì)所述氣瓶放氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)定時(shí)間T由以下公式確定:
T = K* cos (a) 其中，K為固定的預(yù)設(shè)參數(shù)，a為傾角信息中的傾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述警報(bào)器由警報(bào)消除按鈕控制消除警報(bào)，處理器獲得消除信息后控制定時(shí)單元復(fù)位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車用LNG氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述警報(bào)消除按鈕設(shè)于駕駛艙內(nèi)。
7.一種車用LNG氣瓶監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟: 處理器接收液位計(jì)的液位信息和傾角傳感器的傾角信息，所述傾角信息顯示傾斜角度超過(guò)預(yù)警角度時(shí)，判斷液位信息； 在所述液位信息顯示液位超過(guò)設(shè)定液位時(shí)，處理器控制警報(bào)器發(fā)出警報(bào)，并開啟定時(shí)單元計(jì)時(shí)； 若在定時(shí)單元設(shè)定時(shí)間內(nèi)所述警報(bào)未被消除，則處理器控制所述放空裝置對(duì)氣瓶放氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車用LNG氣瓶監(jiān)控方法，其特征在于，所述警報(bào)器由警報(bào)消除按鈕控制消除警報(bào)，若在定時(shí)單元設(shè)定時(shí)間內(nèi)所述警報(bào)被消除，所述處理器獲得消除信息后控制定時(shí)單元復(fù)位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車用LNG氣瓶監(jiān)控方法，其特征在于，所述警報(bào)消除按鈕設(shè)于駕駛艙內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車用LNG氣瓶監(jiān)控方法，其特征在于，所述設(shè)定時(shí)間T由以下公式確定:
T = K* cos (a) 其中，K為固定的預(yù)設(shè)參數(shù)，a為傾角信息中的傾角。
【文檔編號(hào)】F17C13/02GK104329564SQ201410620520
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】張偉, 張磊 申請(qǐng)人:上海雷尼威爾技術(shù)有限公司