一种液罐车质量换算系统的设计

赵强

摘 要：针对国内液罐车标载运输要求，以及超载治理严、处罚力度大的现状，开发了一种液罐车质量换算系统。介绍了该系统的主要功能、技术原理、工作原理、总体设计和布置。该液罐车质量换算系统工作原理简单，能有效避免液罐车超载风险，可降低操作人员劳动强度，保证用户运输效率，提升车辆管理水半，是一种简捷、高效、智能的液罐车质量换算系统。

关键词：液罐车质量换算系统液位传感器预警功能报警功能

中图分类号：U469.6+1文献标识码：A文章编号：1004-0226（2019）02-0089-03

l前言

液罐车是主要用于运输或临时存储石油化工液体、农业、食品液态货物的罐式专用车辆，其在物流运输中已广泛应用。日前国内液罐车已基本实现了标载运输，尤其足运输石油化工液体的液罐车，已针对超载执行三方追责制度，临管严格，处罚力度非常大。可是，现有车辆缺少必要的称重功能来保证司机、车辆管理者实时地掌握车辆质量信息，防止超载。同时，还要保证在法规范围内运输尽量多的介质，提高运输效益。

2质量换算系统的功能和原理

针对现有车辆存在的问题以及客户需求，笔者以实现液罐车有效称重为日标，设计丌发了一种液罐车的质量换算系统。

2.1系统功能

a.称重功能。通过实时临测液位高度，换算整车总质量，显示于驾驶室车载终端（显示屏）上，让操作者实时掌握装载信息。

b.预警功能。根据介质密度，设置标定预警液位高度。装料时，当液位高度达到预警液位，系统发出语音和声光预警提醒，提示操作人员，关注装料情况，防止过载。

c.报警功能。根据介质密度，设置标定报警液位高度。装料时，当液位高度达到报警液位，此时已满载，系统发出语音和声光报警，提示操作人员结束装料作业，防止超载。

d.管理功能。搭建临控服务后台，与液罐车实现信息交互，后台可实时临测车辆液位高度、车货总重等状态，根据装载情况，管理者可实时介入管理。

2.2系统技术原理

该系统的技术原理如图1所示，液罐车的截面、外形固定，则不同液位对应不同的容积，在运输不同介质时，根据不同的介质密度计算出相对应的介质装载质量，加上液罐车整备质量及人的质量，从而计算出液罐车车货总质量。

2.3系统工作原理

如图2所示，通过三维软件建立液罐车罐体模型，测算不同液位高度对应的容积，结合介质密度、液罐车整备质量等，得出整车总质量，输出液位一装载容积一整车总质量对应关系表，如表1所示。

如图3所示，将《液位一装载容积一整车总质量对应关系表》写入车载控制器。通过防爆液位传感器探测液位高度信号，液位高度信号传输至车载控制器，通过对应表的换算，将对应的液位高度、装载质量、整车总质量信息发送至车载终端（显示屏）进行显示。当液位高度达到预警液位线时，车载控制器、车载终端会向预警装置发送语音和声光提醒信号，提醒操作人员注意。当液位达到报警液位时，发送报警信号，提醒操作人员结束装料作业。车载终端（显示屏）与临控后台进行实时通讯，可选择发送液位预警/报警信息、液位高度、装载质量、整车总质量等信息，管理者可通过临控后台实时临控车辆情况，及时介入管理。

3质量换算系统的总体设计

3.1系统总体布置

如图4所示，液罐車的质量换算系统主要由汽车底盘、罐体、车载终端（显示屏）、车载控制器、液位传感器、信号线、安装法兰、预警/报警装置等组成。车载终端（显示屏）布置在驾驶室仪表台上，具有显示称重信息、发出语音提醒的功能;预警肘艮警装置布置在装卸料口处，具有发出语音提醒、声光提醒的功能。

液位传感器布置在罐体顶部正中部，可消除因车辆前后高度微小差异引起的系统误差，传感器通过法兰或螺纹与罐体连接，如图5所示。

3.2液位传感器

如图6所示，传感器浮球通过浮力悬浮在液面上，信号到达传感器浮球处自动反向返回系统，通过计算信号反馈时间，计算传感器探杆的有效长度，从而换算出罐体内的液位高度值。液位传感器带有防爆功能，防护等级IP68，测量综合精度2‰。

3.3车载终端（显示屏）界面设计

如图7所示，车载终端（显示屏）上实时显示液罐车液位高度、装载质量、整车质量信息。针对运输不同介质的需求，设置有常用介质密度键（如汽油、柴油）、其他密度选项。如果需要装运其他介质，需向系统内写入介质相对应的关系对应表，在其他密度选项中输入密度值，即可实现称重系统功能。同时，显示界面同时具备预警提醒和满载报警的语音提醒功能。显示信息不限于上述信息，还可根据需求，显示装载液体体积、预警/报警液位等信息。

3.4监控系统设计

临控系统由后台主机、车载质量换算系统、手机APP等组成。车载质量换算系统与后台主机、手机APP间通过4G/5G网络实现实时通讯，临控后台和车辆管理者可以实时掌握车辆的质量、液位等信息。当发生超载、超重情况时，车载系统自动向临控后台及车辆管理者手机发送报警提醒，管理者可及时介入进行管理.防止超载、罚款等风险。

3.5系统调试和标定

液罐车定型后，进行系统调试和标定，如图8所示。为消除液罐车加工制造等误差，通过实测多组数据对《液位一装载容积一整车总质量对应关系表》进行修正，保证系统精度等级。

4结语

该液罐车质量换算系统通过液位一装载容积一装载质量相对应的基础技术原理，丌发了具备实时称重、装料预警、装料报警及临控管理功能的质量换算系统，解决了液罐车用户超载顾虑，简化了装料操作，在不超载的前提下，提高了用户的运输效益。