燃油加油机自动化检定系统的设计

摘 要：本文在对传统的静态容积法检定燃油加油机的研究基础上，设计了一种燃油加油机自动检定化系统，它将传感器技术、图像处理技术跟嵌入式系统结合，搭建了一套燃油加油机自动化检定系统，实验结果表明，本燃油加油机自动化检定系统运行稳定，自动化程度高，检定精度高，能满足燃油加油机计量检定规程的要求。

关键词：燃油加油机；自动化检定；系统；设计

1 概述

燃油加油机是为机动车添加燃油的一种液体体积测量系统，在日常生活中发挥着非常重要的作用。燃油加油机检定结果的准确性直接关系着经营者和消费者的合法权益，关系到国家的计量公正。因此，燃油加油机是一种国家重点强制检定的器具。传统的依靠人工计量检定燃油加油机的方式已经无法满足当前燃油加油机的检定需求，研制自动化程度高、精度高的燃油加油机检定装置成为当前的迫切需求。

2 燃油加油机的检定现状

国家检定规程JJG443-2015《燃油加油机检定规程》中规定，燃油加油机后续检定周期为6个月，每次检定3个流量点，每个流量点重复检定3次，这些外部条件都使得燃油加油机的检定工作任务日益繁重，而检定人员的数量却严重不足，给燃油加油机计量检定部门带来很大的工作压力。

目前，国内多数燃油加油机计量检定部门均采用传统静态容积法检定燃油加油机。在使用标准金属量器之前，先通过人眼观察标准金属量器上的汽包水平仪，使用扳手调节标准金属量器支脚上的螺栓，将标准金属量器调整到水平状态，然后向标准金属量器内注油，最后读取、记录数据，通过人工计算得出加油机的示值误差，这个过程非常繁琐且耗时，采用这种传统方法检定加油机，每台检定时间需要将近兩个小时，效率非常低，影响到加油站正常营业，并且标准金属量器内的油气挥发会损害检定人员的身体健康，另外，人工读数方式会因读取角度以及外部环境因素的影响，导致读取的液位高度值和温度值不可靠、不准确。因此，为了减少人为的误差，降低计量人员的工作强度，提高工作效率，提高检测结果的准确性和可靠性，急需设计一套精度高、自动化的燃油加油机检定系统。

3 燃油加油机自动化检定系统

一套燃油加油机自动化检定系统整体设计方案如图1所示。该系统以ARM处理器为核心，主要由标准金属量器（20L和100L）、倾角传感器、摄像头、温度传感器、步进电机驱动器、步进电机、继电器、电动阀门以及PC 机构成。倾角传感器装在标准金属量器上，利用ARM处理器、双轴倾角传感器和步进电机形成闭环控制，ARM 处理器通过双轴倾角传感器能自动检测装置的横轴角度和纵轴角度，根据角度计算要调整的距离，发送脉冲信号、方向信号、使能信号控制步进电机驱动器，进而控制步进电机实现装置自动调平。当检定加油枪的大流量点（0.90Qmax≤Q1≤1.0Qmax）时，需选择100L标准量器进行检定，将加油枪放入加油枪流量自动调节装置内，ARM 处理器会发出脉冲信号、方向信号、使能信号控制步进电机驱动器，进而控制步进电机带动加油机枪转动，开启大流量，并控制继电器开启三角电动阀门，将油注入100L标准金属量器内。当检定加油枪的小流量点（0.36Qmax≤Q2≤0.44Qmax）时，需选择20L量器进行检定，ARM 处理器会发出脉冲控制步进电机带动加油机枪转动，开启小流量，并控制继电器开启三角电动阀门，将油注入20L标准金属量器内。待液位稳定后，开始采集标准金属量器上的温度和液位，利用摄像头采集液位图像并通过图像处理检测液位高度，通过温度传感器自动读取加油口和标准金属量器内的油品温度，并将采集到的温度和液位高度通过串口发送给上位机，在上位机程序中根据油品实际容积计算模型，将采集到的温度和油位代入补偿计算公式，计算燃油加油机的示值误差，并保存原始记录，打印检定报告。

计量检定领域对精度的要求非常高，燃油加油机的检定要求：水平调整精度在士0.5°以内，液位采集精度要求为±0.1mm，温度采集精度为±0.2℃，体积精度要求误差不超过总体积的0.3%。本系统设计目标是以一个以三星公司的S3C2440芯片作为嵌入式主控芯片，将传感器技术、图像处理技术结合至嵌入式中，搭建一套完整的燃油加油机自动化检定系统控制平台，从而满足计量所需精度，提升检定效率。

4 展望

本文设计的燃油加油自动化检定系统是一个功能强大、性能优越的燃油机检定系统，已经解决了现有的燃油加油机检定装置普遍存在的自动化程度低，检定结果不可靠，检定效率低等问题。

燃油加油机自动化检定系统具有自动调平、加油枪流量自动调节、液位自动检测、温度自动采集、上位机补偿计算、自动排油等功能来代替复杂重复的人工操作，使得传统的人工读数实现了向电子化、信息化、自动化的转变，消除了传统人工目测所带来的数值误差，使检定工作由原来的人工操作变成自动调平、自动采集数据，数据自动进入Excel表格、自动进行计算并保存结果，减轻劳动强度，提高检测手段的科学性、准确性和可靠性。

参考文献：

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[2] 郑荣根，姜伟宏.磁致伸缩燃油加油机高精度智能检定系统的研制[J].中国计量，2013.

[3] 郑荣根，姜伟宏.燃油加油机高精度智能检定装置的研制[J].中国计量，2013.

[4] 蒯海斌.浅谈燃油加油机实际检测中所遇问题[J].科技创新导报，2014.

[5] 杨博雄.燃油加油机检定设备的历史与现状[J].中国计量，2014.

作者简介：

叶刚，男，1981年11月出生，现工作于沈阳计量测试院，主要从事加油机、油气回收装置等检定工作。