新型加油枪自动检定装置的研发

何才宁 韩中华

〔1 中国石化广东石油分公司 广东广州 510620；2 青岛澳科仪器有限责任公司 山东青岛 266000〕

随着社会经济的高速发展及科学技术水平的不断提升，加油站的规模和数量都发生了很大变化，给监督计量和检定工作带来新的挑战。燃油加油机是计量行业比较常见的计量器具，其计量精度的高低，既关系到消费者加油的合法权益，又关系到计量检定机构检定的权威性，所以加油机检定结果的准确性和可靠性具有非常重要意义。传统的金属标准容器检定装置存在检定效率低，人工检定引入误差因素较多等问题。虽然目前国内市面上可以见到一些加油枪自动化检定装置，但仍存在一些问题，比如计量精度差、供电不方便、温度精度差、整机不便携带等。本文将针对传统及现有加油枪检定装置的问题，新设计一种新型智能化的加油枪自动检定装置，以提供一种优选的解决方案。

1 传统加油机检定装置存在的问题

传统加油机检定大多采用人工静态容积对比法，参照《JJG 443—2015燃油加油机检定规程》中的要求，需要人工记录：标准金属容器卡尺读数、实际加油机注油显示油量、加油枪口油品温度、标准容器油品温度，参考标准内计算公式，计算实际油枪精度。

传统加油机检定装置的操作过于复杂，对检定人员的操作规范性要求较高，特别是读取加油枪出口油温、标准容器内稳油后的油温、标准容器内油面的高度等人工操作必然会附加一定的误差或人为误差。如，注油过程中液面上泡沫产生的读数误差，注油过程中油品在标准容器中飞溅误差，温度读取误差、人工读取计量数据误差、人工记录数据误差等，每个因素都影响检定结果。

另外，装卸燃油过程中需要时间、人力较多。初次检定的加油机必须对三个流量点进行检定，每个流量点均需要3次操作，也就是说，对一个初次检定的加油机每一把枪必须要进行9次有效的装卸油操作，而一个后续检定的加油机也至少需要两个流量点，每点3次的操作。如果一个站有多台需要标定的加油机，这不仅给检定人员带来繁重的工作，同时也会影响加油站正常运营，且测量出来的数值不够准确，对计量检定的精度产生一定的影响。

基于上述情况，需要利用目前国内成熟的相关技术，研发一种高精度高效率燃油加油机智能检定装置来提高加油枪检定的效率和检定结果的准确性。

2 国内油枪自动检定装置的分析

经过对现场加油枪自动检定装置的调研分析及与计量机构的沟通，国内现有设备虽然能实现加油枪自动检定，但仍然存在以下问题，影响检定效率和准确性：

2.1 整机体积较大

用于加油机检测的装置，根据《GB 50156—2012汽车加油加气站设计与施工规范》要求需满足3836系列防爆要求设计，现国内市面上有些油枪自动检定装置采用隔爆设计，标定装置隔爆形式的设计虽然满足防爆设计的要求，但隔爆形式的设计必然会带来体积及重量的增加，仍然给标定工作带来繁重的负担。

另一个方面就是集成化程度较差，传统的计量标准容器只需要20L、50L或100L的容器，油枪自动化检定装置需要在传统容器的基础上加装传感器、处理计算单元、显示单元等。如果集成度做的不够好，整机体积会受到较大影响，且整机组件连接线束较杂乱，线束耐受疲劳度要求较高，这必定给检定工作人员的操作带来不便。

2.2 供电不方便

加油机油枪自动检定装置的供电问题在业内也是个不小的难题。国内市面上考虑防爆设计常见供电形式大多采用安全关联设备安全栅供电。关联设备安全栅作为限能设备能有效地保护危险场所的现场设备，在正常工作条件下能使系统完好地工作，而在故障条件下能限制到达危险场所的电压、电流，但是安全栅供电必然会带来外接电源线的烦恼。使用该设备检定工作人员需要从安全区域接一条电源线过来，这对于工作人员检定工作及装卸油工作都带来不小的麻烦。

2.3 传感器性能较差

加油机加油枪自动检定装置的自动化完全依赖于设备传感器组件的性能，比如温度采集是否准确，稳油自动计量高度是否准确。现国内尚有部分设备仍采用传统18B20温度传感器，这种温度传感器精度最高只能达到0.5℃且温度跟随性较差，这对最终的油枪检定结果的精度会产生较大影响，整机性能较差，另对于稳油自动计量高度的传感器，缺少自主生产能力，定制能力较差，性能及产品稳定性不易保证。

2.4 配套方案较少

目前，加油机油枪自动检定装置整机缺少从核心传感器一体化制作生产的供应生产厂家，而且大部分设备是本地设备，无法与互联网进行数据互联，无法实现数据的高效流通管理。更缺少根据现场情况提供的定制服务，比如加装便携设备等相关定制服务。

3 新型油枪自动检定装置配套设计

结合传统及现有油枪检定装置的问题，现介绍一种新型智能油枪自动装置，其具备集成化程度高、数据稳定、可由充电电池供电、数据支持手机上传的本安设计设备。整套设备设计已取得防爆合格证书，且设计精度满足万分之五以内的要求，已经取得山东省计量科学研究院的整机标定证书，可应用于加油站油枪定期检定。

3.1 设计介绍

该设计整机结构主要分为：标准容器部分和计量显示部分，两部分通过结构设计较好的一体化结合。标准容器部分采用巧妙的导油结构，解决不同油速可能存在标准容器溅油问题，把手等多处增加人体工程学设计，方便工作人员标定工作。计量显示部分，容器内油品液面计量主要是采用高精度的磁致伸缩液位计，具有很好的稳定性，温度计量采用多线制AAA级别高精度Pt100,温度误差可满足0.1℃、且温度跟随性能好。计量显示部分采用高性能处理计算单元和高分辨率显示单元，参照《JJG 443—2015燃油加油机检定规程》中的要求，清晰准确显示各项关键数据参数及最终检定结果(见图1)。

图1 油枪自动检定装置

整机设计满足GB 3836防爆系列本安设计要求，且整机采用一体化设计，集成化程度高，在传统标准容器基础上加装集成度较高的精简高性能传感器、高速处理计算单元、高分辨率显示单元，整机外观简约大方，解决了线束杂乱，体积庞大等问题。

整机供电方面，本设计提供本安电池供电，无需安全栅供电，更无需外接安全区域的电源线。显示端配有电池电量提示，可用配套的充电设备进行自主灵活充电，供电方面给现场标定人员带来方便。另外，采用便捷的电池更换方式，无需拆装工具，方便人员对整机设备的电力补充。

该设计整机检定数据支持手机上传功能，检定结束后，可用手机获取检定结果，上传至管理服务中心，方便进行互联网系统数据管理。

另外，整机包括核心传感器一体化均可以自主生产，可根据具体现场应用环境的不同，提供人性化软件、硬件的定制服务工作。

3.2 检定过程

检定人员手持油枪，枪口放入注油感应口，开始定量注油，系统自动拾取注油开始信号，智能化采集油枪口出油温度和容器内油品温度，注油结束后，系统自动检定稳油情况，并记录各项油品温度、高度等相关参数，直接弹出检定报告结果及各项关键参数，可配套使用手机APP读取检定结果及相关参数，保存在手机上或上传至中心服务器，轻松实现网络数据互联，实现高效的检定数据管理工作。整个检定过程，检定人员省去了计量油枪口出油油温、计量容器内稳油后油温、读取计量液面高度和计算检定结果的过程，不仅节省了检定时间，也排除了人为误差，提高了检定精度。

4 总结

作为油品结算的燃油加油机是强制性检定计量器具，其计量的准确性与经营者和消费者的合法权益息息相关。传统的燃油加油机检定为人工操作，存在工作效率低、易引入附加误差或人为误差等问题，而现市面上一些自动油枪检定装置则存在体积较大、稳定性较差、定制较难等问题。本技术研究主要采用先进成熟的传感器技术和通讯技术，参考技术规范《JJG 443-2015燃油加油机检定规程》、《JJG 259-2005标准金属量器检定规程》、《GB 50156-2012汽车加油加气站设计与施工规范》、《GB 3836—2010.1爆炸性环境 第1部分：设备通用要求》系列防爆规范，根据现有的相关设备的可改进点及现场检定操作习惯，设计了一款新型高智能化、高集成化、高自动化、高管理化、高定制化、高人性化的油枪自动检定装置，该产品已取得防爆合格证和山东省计量科学研究院的整机标定证书，可方便检定人员油枪检定工作。

本文设计的燃油加油机油枪自动检定装置可以有效降低劳动强度，提高标定效率，提高系统集成化、自动化程度，提高标定准确性。同时，对于维护老百姓的合法权益，促进节能降耗，协助工作人员科学、公正的标定，具有十分重要的意义。