摘要 ：超聲波油位傳感器是一款專為企業(yè)的車隊(duì)管理者設(shè)計(jì)的油量監(jiān)控設(shè)備，可用于防范車輛油料被盜、優(yōu)化運(yùn)營成本、優(yōu)化司機(jī)駕駛行為、輔助統(tǒng)計(jì)決策等。傳感器利用超聲波探頭來探測油位高度，再通過主機(jī)的內(nèi)置程序?qū)τ土扛叨刃盘栠M(jìn)行智能處理，較后將油量信息通過 GPS 發(fā)送到系統(tǒng)平臺，解析后生成油量報(bào)表。同時(shí)此款傳感器原理主要是測量液位高度，所以只要是液態(tài)環(huán)境均可以使用。
1 運(yùn)用分體式超聲波物位計(jì)監(jiān)測系統(tǒng)意義及現(xiàn)狀
車隊(duì)的管理人員一般都會制定相關(guān)的政策來規(guī)范車量的用油，公司一般都會規(guī)定合理的基礎(chǔ)用油量，會及時(shí)進(jìn)行運(yùn)輸成本的統(tǒng)計(jì)分析，車隊(duì)管理部門將影響燃油消耗成本的各因素、各環(huán)節(jié)作為統(tǒng)計(jì)分析的要素，按車型、運(yùn)營線路等要求統(tǒng)計(jì)車輛的實(shí)際耗油量，并將影響燃油消耗成本的各因素落實(shí)到責(zé)任部門、車組、直至個(gè)人，及時(shí)分析影響燃油消耗成本升降的各因素，避免以后浪費(fèi)燃油現(xiàn)象的發(fā)生，達(dá)到有效節(jié)油的目的。即使這樣的油量監(jiān)控，往往很難奏效。
科技日新月異的時(shí)代當(dāng)然要用科學(xué)的方法管理車輛，新研發(fā)生產(chǎn)的 GPS 油量監(jiān)控系統(tǒng)，可以幫您有效監(jiān)控車輛的油耗，有效控制車輛的油耗成本。通過 GPS對車輛定位，即使車輛行駛在外，也能在計(jì)算機(jī)上直觀車輛的行駛軌跡，行駛速度以及停車記錄。油量監(jiān)控系統(tǒng)的油耗監(jiān)控功能可以為我們提供直觀的油耗曲線圖，油耗曲線上可以顯示正常耗油情況和非正常耗油情況，讓您輕輕松松掌控車輛的運(yùn)行情況和耗油情況。與此同時(shí)，還可以加強(qiáng)對駕駛員的車輛行蹤跟蹤，實(shí)時(shí)監(jiān)控。防止偷油漏油現(xiàn)象發(fā)生，杜絕一切油耗。
2 超聲波油量監(jiān)控系統(tǒng)的組成
該監(jiān)控系統(tǒng)基于衛(wèi)星定位的油量監(jiān)控系統(tǒng)由以下三部分組成 ：超聲波油量傳感器、GPS/ 北斗定位終端、服務(wù)器平臺。
其中超聲波油量傳感器和 GPS/ 北斗定位終端為組成硬件平臺，需要現(xiàn)場安裝到車上，服務(wù)器平臺是軟件，它把硬件傳送上來的數(shù)據(jù)完美直觀的展現(xiàn)給用戶。
3 分體式超聲波物位計(jì)監(jiān)測系統(tǒng)的原理及特點(diǎn)
（1）超聲波油量傳感器簡介。超聲波油位傳感器是一款為企業(yè)的車隊(duì)管理者設(shè)計(jì)的油量監(jiān)控設(shè)備，可用于防范偷油盜油現(xiàn)象、優(yōu)化運(yùn)營成本、優(yōu)化司機(jī)駕駛行為、輔助統(tǒng)計(jì)決策等。傳感器利用超聲波探頭來探測油位高度，再通過主機(jī)的內(nèi)置程序?qū)τ土扛叨刃盘栠M(jìn)行智能處理，較后將油量信息通過 GPS 發(fā)送到系統(tǒng)平臺，解析后生成油量報(bào)表。傳感器支持串口與模擬量輸出，與大多數(shù)品牌的 GPS/ 北斗一體機(jī)實(shí)現(xiàn)對接，可輕松的將傳感器接入后臺監(jiān)管系統(tǒng)。
產(chǎn)品采用的是由本公司自主研發(fā)并國內(nèi)首創(chuàng)的非接觸式測量超聲波傳感器技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用于汽車油耗監(jiān)控項(xiàng)目。
（2）超聲波測距傳感器模塊使用原理詳解。超聲波測距模塊是用來測量距離的一種產(chǎn)品，通過發(fā)送和接收超聲波，利用時(shí)間差和聲音傳播速度，超聲波在空氣中的傳播速度為 V，而根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的測出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差△ t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離 S，即 ：S=V · △ t/2 從而計(jì)算出模塊到前方障礙物的距離。
由于超聲波也是一種聲波，其聲速 V 與溫度有關(guān)。在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是基本不變的。常溫下超聲波的傳播速度是 334 m/s，但其傳播速度 V 易受空氣中溫度、濕度、壓強(qiáng)等因素的影響，其中受溫度影響較大，如溫度每升高 1 ℃，聲速增加約0.6 m/s。如果測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕū鞠到y(tǒng)正是采用了溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎＲ阎F(xiàn)場環(huán)境溫度 T 時(shí)， 超聲波傳播速度 V 的計(jì)算公式為 ：V=331.45+0.607 T。
（3）聲波頻率分類。頻率低于 20 Hz 的聲波稱為次聲波 ；頻率 20~10 KHz 的聲波稱為聽波 ；頻率 20KHz~1 GHz 的聲波稱為超聲波 ；頻率＞ 1 GHz 的聲波稱為特超聲波或者微波超聲。
（4）回聲測距原理。換能器發(fā)射出具有一定脈寬、一定能量的聲脈沖，聲波經(jīng)過水面反射后再由換能器接收到回波根據(jù)聲波往返的時(shí)間及水中聲速計(jì)算出水深。即 ：公式 H=VT/2。
其中 H ：水深 ；V ：水中聲速 ；T ：聲波在水中往返的時(shí)間。
（5）超聲波特點(diǎn)。超聲波具有指向性強(qiáng)，能量高、消耗慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)等特點(diǎn)。
（6）傳感器原理。該外貼式超聲波液位傳感器采用回聲測距原理，通過超聲波在液體中的傳輸速度，以及在液面發(fā)生反射回傳的時(shí)間間隔，直接計(jì)算得到當(dāng)前液體深度。
傳感器探頭內(nèi)集成溫度傳感器、角度傳感器，配合換能器在不破壞容器的情況下，輸出當(dāng)前狀態(tài)信號數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)信號為電信號，需要通過振蕩器、接收換能器、放大器、芯片等進(jìn)行數(shù)據(jù)算法處理，得出準(zhǔn)確的液位值。
4 超聲波產(chǎn)品特點(diǎn)
（1）精度高。油位傳感器油位高度測量的分辨率為0.2 mm，測量精度為 ±0.5%，在高溫及高寒的外部環(huán)境下，都可以保證較高的測量精度。
（2）長期穩(wěn)定性好。油位傳感器采用超聲波測量的方法，實(shí)行非接觸式測量，區(qū)別于目前普遍采用的直接接觸式的浮子式、壓力式、磁制滑動式測量方法，從而避免油位傳感器受到燃油的腐蝕和污染，可保持長期測量的穩(wěn)定性。
（3）易安裝維護(hù)。只需將傳感器探頭安裝在油箱外部下方即可，無需改變原有的油箱測量系統(tǒng)，無需對油箱進(jìn)行開孔和更改，并能保證原有汽車油表的正常運(yùn)行。
（4）環(huán)保無污染，耗能小，非接觸式測量，無需對油箱打孔或改裝而造燃油污垢及污染。
（5）可靠性強(qiáng)。在惡劣的環(huán)境下還能正常工作，防潮，防酸，阻燃，抗干擾，智能化。該產(chǎn)品可單獨(dú)使用，使用輔助顯示屏直接查看數(shù)據(jù)，亦可與 GPS 設(shè)備配合使用，通過 GPS 設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表分析與查詢。
5 應(yīng)用范圍和油量檢測功能
（1）適用于各型汽車油量和罐裝液體油箱的液面變化檢測。（2）利用 GPS 實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)控檢測汽車油量變化數(shù)據(jù)，采用直觀的圖形，可以清楚看到加油時(shí)間，地點(diǎn)和油量，以及油量異常時(shí)間。
如圖 1 所示：1 表示正常的油耗，油量是緩慢下降；2 表示油量異常，直線下降，可能是漏油或偷油 ；3 表示油量直線上升，屬于加油 ；4 表示是沒有油量變化，屬于停車時(shí)間段。
6 結(jié)語
（1）數(shù)字化遠(yuǎn)程
分體式超聲波物位計(jì)監(jiān)測系統(tǒng)的服務(wù)對象可為 ：運(yùn)輸車輛、出租車輛、公交車輛、消防車輛、急救車輛、邊防車輛、押鈔車輛、危險(xiǎn)品車輛、應(yīng)急指揮車輛、貴賓車隊(duì)、私家車輛以及汽車租賃等。
（2）通過數(shù)字化遠(yuǎn)程分體式超聲波物位計(jì)監(jiān)測系統(tǒng)提供的油量消耗數(shù)據(jù)能及時(shí)確定油量合理消耗使用量，同時(shí)也適用于大型罐體油量消耗使用的監(jiān)控監(jiān)測，如鉆井隊(duì)使用的儲油罐等。可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控油量液面變化情況，根據(jù)需要及時(shí)調(diào)送補(bǔ)充油料，對于油料大幅下降等異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證油料都用在生產(chǎn)上。
（3）數(shù)字化遠(yuǎn)程分體式超聲波物位計(jì)監(jiān)測系統(tǒng)可推廣應(yīng)用于鉆井泥漿液面的監(jiān)控監(jiān)測等，實(shí)時(shí)監(jiān)控泥漿液面高低變化，避免了以往不知道準(zhǔn)確液面深度情況下的過度注入泥漿液，造成不必要的環(huán)境污染，在保證安全生產(chǎn)的前提下又節(jié)約了生產(chǎn)成本。
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