CN202421114U - 船用智能燃油水分在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船用智能燃油水分在线检测装置。本系统基于电容测量原理TDC芯片技术而产生的。整个测量系统由电容检测与测量模块、温度补偿模块、数据处理模块、智能控制模块和人机交互界面组成。基于TDC的测量方法具有精准，快速，干扰小等一系列优点。能够克服当前市面上存在的各种测量系统的精度不高和干扰较大一系列缺点。经过试验考察证明，该系统具有很体积小，功耗低和操作简单等一系列优点。

Description

船用智能燃油水分在线检测装置

技术领域

本发明涉及船用装置领域，具体涉及一种船用智能燃油水分在线检测装置。

背景技术

目前船舶航行主要以船用大型低速二冲程柴油机为动力，航行期间需要消耗大量的船用燃油。而石油作为不可再生能源，在全球范围内的储备量越来越少，因此在这样的社会背景下，不少供油商在给船舶加油时，借机向燃油中添加水分来赚取更多利润。然而，燃油中水含量过高不仅减少实际船舶燃油储备量，影响航程，而且会使燃油乳化现象加剧，恶化燃油品质，加重分油机负荷且不利于船舶主机的运转。从而船方急需一种方便的在线监测设备检测燃油质量，保证燃油品质和船舶动力设备的正常运行。

水的介电常数约为80，燃油的介电常数1.7-2.2，它们有很大差异，因此我们可采用变介电常数的电容式传感器检测水含量。目前市面上应用的电容法测量原理有：恒压充电法，恒流充电法，LC震荡测频法。但是这些传统的测量方法均存在测量精度不高，环境干扰较大和不稳定的一系列缺点。本技术采用一种全新概念，基于TDC的测量原理，完全将电容测量值转化为数字量，而且系统具有温度补偿特性，能够不受船舶恶劣环境的影响。该系统具有精度高，稳定可靠，抗干扰能力强和使用操作方便等优点。

发明内容

本发明涉及一种船用智能燃油水分在线检测装置。

本发明所述的船用智能燃油水分在线检测装置，本系统基于电容测量原理，采用一种全新概念是：基于TDC 芯片技术而产生的。这种高新的数字测量原理提供非常高的测量灵活性。整个测量系统由电容检测与测量模块、温度补偿模块、数据处理模块、智能控制模块和人机交互界面组成。

智能控制模块和数据处理采用Silicon Lab公司的工业级单片机C8051F330，电容测量与检测模块由PS021芯片为核心，结合各种独立元件组成，温度补偿模块采用美国著名IC生产商Dallas Semiconductor专为工业设计而生产的高精度温度传感器DS1624、人机交互界面采用北京迪文公司的智能触摸屏。

核心电容测量模块经过SPI通信与C8051F330的相连接，结果数据采集和测量，完成电容的测量。温度补偿模块采用IIC通信与C8051f330连接。人机交互模块采用UART通信方式与主控MCU相连接，同时通过人机交互界面的设置调动燃油数据表，经过标准原油数据表对比后得出待测原油的质量和水分。基于TDC的测量方法具有精准，快速，干扰小等一系列优点。能够克服当前市面上存在的各种测量系统的精度不高和干扰较大一系列缺点。经过试验考察证明，该系统具有很体积小，功耗低和操作简单等一系列优点。

该装置具有广泛的应用前景。能够为水面行驶的各种商用船舶、民用船舶及军舰提供燃油质量的参考。

附图说明

下面结合附图和实施案例进一步阐述本发明。

图1是本发明的系统原理图；

图2 是本发明的电容测量原理图；

图3 是本发明的水分测量传感器结构示意图；

图4 是本发明的电容检测机构外观图；

图5 是本发明的系统功能框图。

具体实施方式

以下结合实施例来说明本发明所述的船用智能燃油水分在线检测装置。

实施例1。

在线检测装置的水分测量传感器结构示意图，如图3所示。传感器的内电极紧贴在绝缘柱体的外表面，外电极贴在外绝缘层的内侧。内电极和外电极组成同轴柱状电容器。待测燃油从内外电机组成的环形空间内通过。电容检测传感器将检测到的数据传给电气控制盒，如图4所示。电气控制盒处理和显示实时的检测结构。

如图5所示为该监测装置的系统框图。如图3所示的套管形式水分传感器与船用燃油管道相连接，当燃油流经该管道时会通过由内外套管组成的极板，而这两个极板即可组成一个同轴柱状电容。此机构通过导线与电容测量核心模块相连接，单片机通过SPI接口向核心测量模块发出开始测量信息后，电容测量电路就会开始对同轴柱状电容的大小进行检测。每次测量结束后，电容测量核心会向单片机发出测量完成信号。此后单片机即可再通过SPI通信的方式读回所测得电容的值。经过单片机的特殊算法后即可将模拟的电容数据完全转化为数字量，从而完成电容的测量。在电容测量过程中单片机同时会通过高精度温度传感器DS1264读取燃油温度大小。单片机会根据实时温度值对所得到的电容值进行温度补偿，同时通过该温度测量值调用不同的数据表。经过最优算法后即可很精确的得到电容值的大小，然后对比数据表后实时得出燃油所含水量。最后单片机通过串口通信的方式将分析结果传递给液晶触摸屏显示，进而进行人机交互。

操作人员只需按照说明通过触摸屏上面的按键设置所加燃油的具体型号，智能控制系统即可根据所设置的型号调用不同的数据表，自动完成整个测量过程。整个操作过程简单方便，符合工业要求。同时该系统可以采用船用电网供电和电池供电两种供电方式，携带安装均非常方便。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.船用智能燃油水分在线检测装置，其特征在于：整个测量系统由电容检测与测量模块、温度补偿模块、数据处理模块、智能控制模块和人机交互界面组成；所述的核心电容测量模块经过SPI通信与C8051F330的相连接，结果数据采集和测量，完成电容的测量；所述的温度补偿模块采用IIC通信与C8051f330连接；所述的人机交互模块采用UART通信方式与主控MCU相连接，同时通过人机交互界面的设置调动燃油数据表，经过标准原油数据表对比后得出待测原油的质量和水分。

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