加油站二次油气回收在线监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种加油站二次油气回收在线监测系统，主要解决现有技术中占用空间大、成本高、施工安装复杂的问题。本发明通过采用一种加油站二次油气回收在线监测系统，包括至少一台气体流量计、至少一台压力变送器、至少一台数据采集器和至少一台嵌入式监控机，气体流量计串接在油气回收加油枪的回气管路上，压力变送器接在加油机的回气总管上或者安装在油罐的排气管上，数据采集器安装在每台加油机内部，嵌入式监控机安装在加油站室内的技术方案较好地解决了上述问题，可用于加油站二次油气回收在线监测中。
【专利说明】加油站二次油气回收在线监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加油站二次油气回收在线监测系统。
技术背景
[0002]随着我国经济发展水平的不断提高，环保问题越来越受到政府和普通民众的关 注。为了减少和控制加油站排放油气对大气环境的污染，国家环保总局2007年发布实施了 GB20952-2007《加油站大气污染物排放标准》，要求各地加油站在2015年前必须进行二次 油气回收改造，而且年销售汽油量大于8000吨的加油站和臭氧浓度超标城市年销售汽油 量大于5000吨的加油站应安装在线监测系统。
[0003]加油站二次油气回收是指将给汽车加汽油时产生的油气收集进入埋地油罐，具体 讲就是，加油枪和胶管增加回气管道，以油气回收真空泵做辅助动力，将加油时汽车油箱中 产生的油气以1.0?1.2倍于加油体积的量收集到地下储油罐中。确保油气回收系统的整 体密闭性和回气量与加油量的比值(气液比)在1.0?1.2范围内是二次油气回收系统的关 键。
[0004]CN201310073951.7涉及一种油气回收方法。该方法包括:将预先采集的含有油气 的混合气体冷却至零下26?零下35摄氏度，得到第一液体油品；将得到的第一液体油品进 行回收。本发明提供的油气回收方法，利用降温冷凝的方法直接从含有油气的混合气体中 分离得到液体油品并将得到的液体油品进行回收。该方法采用低温冷凝法，必然能耗高，需 要相关的低温设备，占用空间大、成本高、施工安装复杂。
[0005]国标GB20952-2007规定，在线监测系统应能够检测气液比和油气回收系统压力， 具备至少储存I年数据、远距离传输和超标预警功能。目前商品化的油气回收在线监测装 置都是国外产品，其中有美国Franklin的INCON VRM、Veeder_Root的ISD、德国Fafnir的 Vaporix等，国内在该方面还是空白。国外产品普遍存在的问题是价格过高，在国内加油站 推广使用有较大困难。另外，这些产品都需要在加油站前庭到室内之间铺设过多线缆，对于 没有预留足够线缆的加油站，安装在线监测系统需要额外破土施工，从而增加安装的复杂 度和成本。
[0006]本发明有针对性的解决了该问题。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是现有技术中占用空间大、成本高、施工安装复杂的 问题，提供一种新的加油站二次油气回收在线监测系统。该系统用于加油站二次油气回收 在线监测中，具有占用空间小、成本低、施工安装简单的优点。
[0008]为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下:一种加油站二次油气回收在线监 测系统，包括至少一台气体流量计、至少一台压力变送器、至少一台数据采集器和至少一台 嵌入式监控机，气体流量计串接在油气回收加油枪的回气管路上，压力变送器接在加油机 的回气总管上或者安装在油罐的排气管上，数据采集器安装在每台加油机内部，嵌入式监控机安装在加油站室内；其中:数据采集器以ARM微控制器为核心，I?4路气体流量计输 入端口、I?4路加油脉冲输入端口通过光耦隔离、电平转换模块与复杂可编程逻辑器件 (CPLD)连接，CPLD与ARM微控制器连接；1?2路模拟量电流输入端口通过运算放大器连 接至模数转换器，模数转换器与ARM微控制器连接；ARM微控制器通过光耦隔离与继电器相 连接，继电器与I?4路开关量输出端口连接；ARM微控制器与RS485收发器相连接，RS485 收发器与RS485通信端口连接；ARM微控制器接出RS232通信端口，与无线通信模块相连 接；地址拨码开关和电可擦除可编程只读存储器E2PR0M与ARM微控制器连接；嵌入式监控 机配备嵌入式操作系统、彩色触摸屏、微型打印机、报警灯、无线通信模块，其中微型打印机 与嵌入式监控机的RS232通信端口相连接，报警灯与嵌入式监控机的开关量输出端口相连 接，无线通信模块与嵌入式监控机的RS232通信端口相连接，嵌入式监控机还包括至少I个 RS485通信端口和至少I个网络接口。
[0009]上述技术方案中，优选地，所述数据采集器配备的内部软件具备如下功能:I)数据 采集器不断采集加油机的加油脉冲信号，判断是否开始加油，一旦开始加油则同时采集、计 算加油流量和油气流量，在加油结束后计算得到气液比值，将该气液比数据传送到嵌入式 监控机进行保存；2)数据采集器周期性采集压力变送器的电流信号，计算得到油气回收系 统的压力值，将该压力数据传送到嵌入式监控机进行保存；3)分析气液比数据，判断是否异 常，并通过开关量输出端口输出报警信号关断出现异常的加油枪的电磁阀，禁止继续加油。
[0010]上述技术方案中，优选地，所述的气体流量计为罗茨流量计。
[0011]上述技术方案中，优选地，所述气体流量计连接到数据采集器的气体流量计输入 端口，加油机的加油脉冲信号连接到数据采集器的加油脉冲输入端口，所述的压力变送器 连接到数据采集器的模拟量电流输入端口，数据采集器的开关量输出端口通过继电器连接 到加油枪的电磁阀，数据采集器的RS485通信端口通过屏蔽双绞线连接到嵌入式监控机的 RS485通信端口进行通信，或者数据采集器使用所连接的无线通信模块与嵌入式监控机所 连接的无线通信模块进行通信。
[0012]上述技术方案中，优选地，所述嵌入式监控机不断查询数据采集器采集到的气液 比数据和压力数据，进行存储、显示和报警判断，根据采集到的压力数据，能够判断油气回 收系统的密闭性。当发现油气回收系统异常时，嵌入式监控机发出报警信号提醒加油站操 作人员采取相应措施。通过嵌入式监控机可以查询、处理气液比数据和加油数据，并能够通 过网络接口传输数据供监督管理部门查看。。
[0013]本发明采用专门用于加油机在线监测的数据采集器，从气体流量计、压力变送器 处采集获得气液比数据和压力数据，通过一根通信线缆或通过无线通信方式将数据传送到 嵌入式监控机中进行存储、分析、报警，实现了国标要求的功能，具有占用空间小、成本低、 施工安装方便的优点，取得了较好的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是加油站二次油气回收在线监测系统的结构框图；
[0015]图2是数据采集器电路结构框图；
[0016]图3是加油站二次油气回收在线监测系统的连接示意图；
[0017]图4是数据采集器的软件工作流程图。[0018]下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
【具体实施方式】
[0019]【实施例1】
[0020]如图1所示，加油站二次油气回收在线监测系统，包括多台气体流量计、一台压力变送器、多台数据采集器和一台嵌入式监控机。本发明所采用的气体流量计为罗茨流量计。 [0021]气体流量计串接在油气回收加油枪的回气管路上，每条加油枪安装I台气体流量计，或者每两条加油枪共用I台气体流量计；压力变送器通过三通旁接在离油罐最近的加油机的回气总管上或者安装在油罐的排气管上，整个加油站安装I台压力变送器；数据采集器安装在加油机内部，每台加油机安装I台数据采集器，超过4条汽油加油枪的加油机需要额外多安装I台数据采集器；嵌入式监控机安装在加油站室内，整个加油站安装I台嵌入式监控机。
[0022]数据采集器的电路结构如图2所示，数据采集器以ARM微控制器为核心，气体流量计输入端口、加油脉冲输入端口通过光耦隔离、电平转换模块与复杂可编程逻辑器件CPLD 连接，CPLD进行脉冲计数，并接收ARM微控制器的控制指令将计数值传送到ARM微控制器中；电流输入端口通过运算放大器连接至模数转换器，ARM微控制器读取模数转换器转换后的数字量值；ARM微控制器将开关量信号通过光耦隔离输出到继电器，继电器与开关量输出端口相连接；ARM微控制器与RS485收发器相连接进行数据通信，RS485收发器与 RS485通信端口连接；ARM微控制器接出RS232通信端口，与无线通信模块相连接；地址拨码开关和电可擦除可编程只读存储器E2PR0M与ARM微控制器连接，拨码开关提供该数据采集器的地址，E2PR0M提供气液比数据和压力数据的临时性存储，以防数据采集器中数据的丢失。
[0023]加油站二次油气回收在线监测系统的连接如图3所示，数据采集器共包括4路加油脉冲输入端口、4路气体流量计输入端口、4路开关量输出端口、2路模拟量电流输入端口，以及RS485通信端口和地址拨码开关。嵌入式监控机配备嵌入式操作系统、彩色触摸屏、微型打印机、报警灯，并包括至少I个开关量输出端口、2个RS232通信端口、I个网络接口、I个RS485通信端口。气体流量计连接到数据采集器的气体流量计输入端口，每个数据采集器最多可以连接4个气体流量计；加油机的加油脉冲信号连接到数据采集器的加油脉冲输入端口，每个数据采集器最多可以连接4路加油脉冲信号；压力变送器连接到数据采集器的模拟量电流输入端口 ；数据采集器的开关量输出端口通过继电器连接到加油枪的电磁阀，每个数据采集器最多可以连接4条加油枪的电磁阀。报警灯连接到嵌入式监控机的开关量输出端口，微型打印机连接到嵌入式监控机的第一 RS232通信端口。
[0024]在有足够通信线缆的加油站，嵌入式监控机的RS485通信端口连接出屏蔽双绞线作为通信总线，所有数据采集器的RS485通信端口都挂接在该总线上，此时在加油站前庭和室内之间只需要铺设一根屏蔽双绞线。在没有足够通信线缆的加油站，采用无线通信的方式，嵌入式监控机的第二 RS232通信端口与无线通信模块相连接，该无线通信模块与数据采集器上的无线通信模块进行通信。每个数据采集器的地址拨码开关设定为各自的地址值，监控机根据地址区分各个数据采集器。
[0025]数据采集器配备的内部软件具备如下功能:1)数据采集器不断采集加油机的加油脉冲信号，判断是否开始加油，一旦开始加油则同时采集、计算加油流量和油气流量，在加 油结束后计算得到气液比值，将该气液比数据传送到嵌入式监控机进行保存；2)数据采集 器周期性采集压力变送器的电流信号，计算得到油气回收系统的压力值，将该压力数据传 送到嵌入式监控机进行保存；3)分析气液比数据，判断是否异常，并通过开关量输出端口输 出报警信号关断出现异常的加油枪的电磁阀，禁止继续加油。图4示出了数据采集器的软 件工作流程图。
[0026]嵌入式监控机不断查询数据采集器采集到的气液比数据和压力数据，进行存储、 显示和报警判断，根据采集到的压力数据，能够判断油气回收系统的密闭性。当发现油气回 收系统异常时，嵌入式监控机发出报警信号提醒加油站操作人员采取相应措施。通过嵌入 式监控机可以查询、处理气液比数据和加油数据，并能够通过网络接口传输数据供监督管
理部门查看。
[0027]本发明的加油站二次油气回收在线监测系统实现了国标要求的功能，同时具有占 用空间小、成本低、施工安装方便的优点。
【权利要求】
1.一种加油站二次油气回收在线监测系统，包括至少一台气体流量计、至少一台压力 变送器、至少一台数据采集器和至少一台嵌入式监控机，气体流量计串接在油气回收加油 枪的回气管路上，压力变送器接在加油机的回气总管上或者安装在油罐的排气管上，数据 采集器安装在每台加油机内部，嵌入式监控机安装在加油站室内；其中:数据采集器以ARM微控制器为核心，I?4路气体流量计输入端口、I?4路加油脉冲 输入端口通过光耦隔离、电平转换模块与复杂可编程逻辑器件(CPLD)连接，CPLD与ARM微 控制器连接；1?2路模拟量电流输入端口通过运算放大器连接至模数转换器，模数转换器 与ARM微控制器连接；ARM微控制器通过光耦隔离与继电器相连接，继电器与I?4路开关 量输出端口连接；ARM微控制器与RS485收发器相连接，RS485收发器与RS485通信端口连 接；ARM微控制器接出RS232通信端口，与无线通信模块相连接；地址拨码开关和电可擦除 可编程只读存储器E2PR0M与ARM微控制器连接；嵌入式监控机配备嵌入式操作系统、彩色触摸屏、微型打印机、报警灯、无线通信模块， 其中微型打印机与嵌入式监控机的RS232通信端口相连接，报警灯与嵌入式监控机的开关 量输出端口相连接，无线通信模块与嵌入式监控机的RS232通信端口相连接，嵌入式监控 机还包括至少I个RS485通信端口和至少I个网络接口。
2.根据权利要求1所述加油站二次油气回收在线监测系统，其特征在于所述数据采集 器配备的内部软件具备如下功能:1)数据采集器不断采集加油机的加油脉冲信号，判断是 否开始加油，一旦开始加油则同时采集、计算加油流量和油气流量，在加油结束后计算得到 气液比值，将该气液比数据传送到嵌入式监控机进行保存；2)数据采集器周期性采集压力 变送器的电流信号，计算得到油气回收系统的压力值，将该压力数据传送到嵌入式监控机 进行保存；3)分析气液比数据，判断是否异常，并通过开关量输出端口输出报警信号关断出 现异常的加油枪的电磁阀，禁止继续加油。
3.根据权利要求1所述加油站二次油气回收在线监测系统，其特征在于所述的气体流 量计为罗茨流量计。
4.根据权利要求1所述加油站二次油气回收在线监测系统，其特征在于所述气体流量 计连接到数据采集器的气体流量计输入端口，加油机的加油脉冲信号连接到数据采集器的 加油脉冲输入端口，所述的压力变送器连接到数据采集器的模拟量电流输入端口，数据采 集器的开关量输出端口通过继电器连接到加油枪的电磁阀，数据采集器的RS485通信端口 通过屏蔽双绞线连接到嵌入式监控机的RS485通信端口进行通信，或者数据采集器使用所 连接的无线通信模块与嵌入式监控机所连接的无线通信模块进行通信。
5.根据权利要求1所述加油站二次油气回收在线监测系统，其特征在于所述嵌入式监 控机不断查询数据采集器采集到的气液比数据和压力数据，进行存储、显示和报警判断，根 据采集到的压力数据，能够判断油气回收系统的密闭性。当发现油气回收系统异常时，嵌入 式监控机发出报警信号提醒加油站操作人员采取相应措施。通过嵌入式监控机可以查询、 处理气液比数据和加油数据，并能够通过网络接口传输数据供监督管理部门查看。
【文档编号】B67D7/54GK103601146SQ201310488264
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】张卫华, 吴锋棒, 王振中, 王洁 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院