一种具有自检测功能的防溢流系统在油罐车上的应用

中国石油天然气运输公司山东分公司 彭程 周锋 潘欣

青岛澳科坦格智控科技有限责任公司 郭晓燕

油品泄漏的情况在油品存储、运输及销售过程中都有可能出现。一但发生油品泄漏，轻则造成经济损失，重则造成环境污染和安全事故。油品运输作为油库和加油站之间的中间动态环节，保证其过程的安全性有着重要的经济及社会意义。

油罐车在油库内装油是油品运输的第一步。油库端装油时，异常情况下会出现装油冒油或者静电聚集，这种情况具有巨大的安全威胁。为了解决油罐车装油过程中的冒油及静电积聚，油库引入了定量发油设备，油罐车上引入了防溢流及静电接地系统，在一定程度上避免了人工疏忽造成的溢油事件。

但是，目前防溢流系统并未彻底解决溢油问题，甚至还出现过因为防溢流设备自身的损坏造成了装油效率低（无法装油及设备维修）或者冒油的问题。行业内普遍反映防溢油探杆故障率高（特别是高低温下）、油罐车端防溢流设备在油库应用不匹配，无法直观地识别设备是否正常等问题。

为提高运输效率，保障发油安全，笔者开发了一套具有自检测功能的防溢流系统。该系统在南方炎热地区、沿海地区、西北寒冷地区均通过测试，现已完成阶段性测试。

下面对该种具有自检测功能的防溢流系统进行介绍。

防溢流系统现状

1.探杆自身质量

作为安全设备，防溢油探杆应具有较高性能，至少应保证3年内不出故障，而目前市面上的探杆很多1年之内就出现问题，甚至1年之内需要更换两到三次。本应该服务于油罐车整个生命周期或者半个生命周期的探杆，已然成为一种快消品。

图1 防溢流自检测系统产品图

笔者从客户、用户、生产厂家、代理商、车厂、维修厂等多方调研，发现市场上探杆价格低、质量差，有的品牌探杆售价仅几十元人民币，可以看出为了降低成本，很多产品的设计没有使用高性能的芯片、密封结构设计不耐高低温，这样的产品虽然可以满足基本功能，但是后期在严酷的使用环境下就会出现探杆损坏的问题。生产厂商为了降成本进行低性能、低价竞争，恶性循环最终导致了劣币驱逐良币。

2.油罐车防溢流设备和油库端的匹配

目前，油罐车上的防溢流系统本身没有供电，需要在油库端为设备提供本安电源，如果车上设备需要的电流过大，而油库端的安全栅输出太小，就会造成不匹配，同时，如果车上设备所需电压范围太窄，而油库端无法提供，也会出现不匹配的情况。

3.自检测功能

由于防溢流系统的供电是在油库端，在运输途中探杆的好坏。传统的方式司机无法获知是车厂用手持仪间隔一定时间对探杆的功能进行检测。这种模式无法识别车辆每趟运输前探杆是否正常，如果出现探杆损坏，要么无法装油，要么具有溢油风险。同时，传统的检测方式缺乏便捷性，无法保证检测的全面性和及时性，做不到为探杆时刻提供安全保障。

4.探杆接线方式

目前车辆上使用的防溢油探杆采用串联连接模式，如果车辆2个仓以上，其中一个探杆出现问题，则另一个探杆也无法正常使用，这样如果到了油库才发现有问题，所有仓都无法操作，需要等待维修，会影响运输效率。

产品设计方案

根据目前市场上产品存在的问题，笔者开发了具有自检测功能的防溢流系统。其中，防溢流分仓报警插座与防溢流探杆、接地螺栓共同组成危化品运输车辆防溢流自检测系统。

防溢流分仓报警插座能够同时采集1～6个防溢流探杆状态，可采集接地螺栓连接情况，符合API标准。

图2 防溢流分仓报警插座界面

防溢流分仓报警插座的前面板有6个探杆状态指示灯、1个接地螺栓指示灯、1个报警蜂鸣器、1个检测按钮及1个标准的API插座。

防溢流分仓报警插座接口面板具有1～6个探杆防水接头、1接地螺栓接头。

防溢流分仓报警插座使用之前，应通过专用电缆连线与防溢流探杆正确连接，按下检测按钮后各仓指示灯和接地指示灯亮，可通过内部的拨码盘选择实际连接仓数。

此模式可通过指示灯和蜂鸣器显示每仓的防溢流探杆和接地螺栓状态，同时可替代标准API插座。

1.防溢油探杆性能及功能

该自检测防溢流系统，选用高性能的电路芯片，结合笔者多年密封设计及工艺经验，解决了高温引起的产品问题。

防溢流探杆的安装改变了传统的串联的模式，采用并联模式，避免出现一个探杆故障其余都无法使用的问题。

1.1 原理说明

防溢流探杆是通过光学探测原理实现干湿状态采集，已经取得了相关专利。在空气状态下，红外光线通过光锥反射回来。在液体环境中大部分光线通过光锥折射出去。从而实现干湿状态的检测。

1.2 产品优势

a.耐高温设计。探杆设计工作环境温度可达到-40℃～85℃，满足所有工况，通过了专业检测机构测试。

b.防水性好。探杆整体具备IP67防护等级，通过结构细节设计保证。光学探头处双重密封氟橡胶+浇封，探杆腔体内部全部浇封保证无积聚液体从后部进入。

c.安全性高。产品通过本安防爆认证，防爆合格证：CNEx19.5290X，防爆标志：Ex ia IIB T4 Ga。

d.响应快。响应时间快，小于200ms。

表1 产品特征表

表2 基本参数表

表3 环境性能要求表

e.匹配性好。工作电流＜0.5mA，工作电压范围：4～17.5V，可与市面所有油库防溢油控制器可靠稳定匹配。

产品参数如表1～3所示。

2.防溢流分仓报警插座

防溢流分仓报警插座在原插座的功能基础上增加了自检测功能，通过内部自检测控制电路实现，内置电池无需外部接电。插座既能检测防溢流探杆信号，还能实现连接线路的断路和短路检测，加以区分报警。考虑到每个车的仓数不同，产品具备仓位可选功能。外壳采用IP67防水盒设计，并且内部电路全部浇封，可安装于户外恶劣环境下。

防溢流分仓报警插座具备探杆检测功能，最多可同时监控6根防溢流探杆和接地螺栓。通过自带指示灯进行分仓报警。

防溢流分仓报警插座通过了防爆标志为：ExiaⅡBT4 Ga，防爆合格证编号为：CNEx19.5956X。

实际应用

任何产品必须经过现场环境严格有效的测试方能验证产品的功能和性能。鉴于此，具有自检测功能的防溢油探杆产品面市后，首先选择了炎热的南方地区、寒冷的北方地区和湿度高的沿海地区进行性能测试。

全面测试的原则：选择不同的油库进行测试，不同油库配有不同厂家的防溢油静电控制器，可以测试防溢流系统和油库设备的匹配性；选择运输不同油品的车辆进行测试，油品包含各类汽柴油、航空煤油，以保证各类油品下防溢流系统均能正常工作。

应用场景：司机进油库装油前，用自检测插座对所有探杆进行测试，如果发现探杆异常及时进行更换，以免装油时出现问题，影响运输效率，造成安全事故。

1.实际应用中功能正常

（1）防溢流系统功能运行正常。

（2）防溢流系统与油库端控制器匹配良好。

（3）防溢流分仓报警插座可兼容原车探杆。

2.防溢流分仓报警插座的安装

安装防溢流分仓报警插座的车辆和安装普通插座的车辆相比，减少了日常登高检测等操作，使得日常操作更加安全、高效、环保、便捷。

（1）防溢流分仓报警插座可以直观显示各个探杆的独立运行状况。

（2）防溢流分仓报警插座采用探杆并联安装模式，可以直接识别出故障探杆，无需两人协作进行登高开盖排查，使得操作更加安全、环保、便捷。

（3）防溢流分仓报警插座通过了本安防爆认证，可以随时随地进行一键式探杆检测，无需人员在车队和油库外进行繁琐的检查工作，提高运输效率。

结语

防溢流系统作为油罐车上最简易的智能化设备，其产品的稳定性对油罐车日常装油起着至关重要的作用，而具有自检测功能的设备可以避免由于产品自身故障导致的运输效率低下，使得油品运输更加安全、高效、智能。

伴随着物联网的高速发展，智慧物流成为一种趋势，在对安全有着更高要求的油品运输领域，笔者也在尝试采用更多智能化设备助力运输过程的安全、高效、智能，在繁重的工作中将人解放出来。