В современных ТРК точность измерения является одним из основных показателей измерения производительности оборудования. Будь то самовсасывающий насос или погружной топливный насос, ядро ??его дозирующей системы невозможно отделить от двух ключевых компонентов: энкодера и датчика. Они подобны «глазам» и «нервам» топливозаправочной колонки, контролируя поток топлива в режиме реального времени, преобразуя механические движения в электрические сигналы, гарантируя, что каждая транзакция является честной, прозрачной и надежной.

В этой статье будут систематически представлены основные принципы работы энкодеров и датчиков, их конкретные роли и типы в ТРК, а также их применение в борьбе с мошенничеством, защите окружающей среды и других аспектах.

1. Что такое энкодеры и датчики?

(1) Энкодер

Энкодер — это устройство, которое преобразует сигналы механического вращения или смещения в электрические сигналы. В ТРК его обычно устанавливают на выходном валу расходомера для определения угла поворота или количества оборотов расходомера, а затем расчета объема протекающего через него масла.

Когда масло проходит через расходомер, оно приводит в действие цифровой энкодер, который генерирует счетный цифровой сигнал. Компьютерное устройство, а именно управляющая материнская плата, собирает и считает сигнал и сравнивает его с микропроцессором мониторинга в режиме реального времени, чтобы обеспечить точность измерений.

Выходной сигнал энкодера обычно представляет собой импульсный сигнал, каждый импульс которого соответствует определенной единице количества масла (например, 0,01 литра). Подсчитав количество импульсов, система может точно рассчитать количество добавленного топлива.

(2) Датчики

Датчик — это устройство, которое может измерять физические величины, такие как положение, давление, температура, скорость потока и т. д., и преобразовывать их в полезные электрические сигналы. Помимо энкодера, в ТРК имеется несколько датчиков, работающих совместно, например:

Датчик переключателя подъема пистолета: определяет, был ли поднят нефтяной пистолет;

Датчик давления: используется для контроля давления в трубопроводах систем добычи нефти и газа;

Датчик расхода газа: контролирует объем возвратного газа и используется для расчета соотношения газ-жидкость;

Датчик температуры: контролирует температуру масла и помогает корректировать объем.

2. Принцип работы энкодера в ТРК

(1) Генерация и сбор сигналов

Когда масло протекает через расходомер, оно приводит во вращение внутренний поршень или турбину, и энкодер соответственно вращается, генерируя серию электрических импульсов. Эти импульсы передаются на плату управления для счета и обработки измерительным микропроцессором.

(2) Сравнение в реальном времени и меры по борьбе с мошенничеством

Для повышения надежности учета ТРК обычно оборудуются микропроцессорами мониторинга, которые работают независимо от микропроцессора учета, а также собирают и вычисляют сигналы энкодера. Они сравнивают данные о заправке в режиме реального времени. Как только будет обнаружено отклонение за пределы допустимого диапазона, заправочная машина немедленно отключится и выдаст ошибку, чтобы предотвратить мошенничество.

(3) Типы энкодеров

По типу выходного сигнала энкодеры можно разделить на:

Инкрементный энкодер: выдает импульсные сигналы, смещение необходимо рассчитывать путем счета;

Абсолютный энкодер : выводит уникальный код положения без необходимости повторной калибровки.

В ТРК широко используются высокоточные инкрементальные энкодеры из-за их простой конструкции, низкой стоимости и высокой надежности.

3. Разнообразное применение датчиков в ТРК.

(1) Датчики в системе добычи нефти и газа

Для соответствия экологическим требованиям ТРК оснащена системой онлайн-мониторинга добычи нефти и газа, использующей различные датчики:

Датчик расхода газа: контроль объема извлеченной нефти и газа;

Датчик давления: контролирует давление в трубопроводах добычи нефти и газа;

Входной сигнал энкодера: принимает импульсы заправки и рассчитывает количество заправки.

Эти данные обрабатываются платой управления соотношением газ-жидкость для автоматической регулировки соотношения газ-жидкость, обеспечивая соответствие национальным экологическим стандартам (обычно требующим соотношения газ-жидкость от 0,9 до 1,3).

(2) Датчик переключателя подъема пистолета

Используется для определения того, был ли поднят масляный пистолет, и запускает подготовку системы к дозаправке. Если сигнал о подъеме пистолета не обнаружен, система не начнет процесс заправки во избежание неправильной работы.

(3) Датчик температуры

Хотя в учебнике это подробно не рассматривается, температура оказывает существенное влияние на объемы нефтепродуктов. Некоторые высококлассные ТРК оснащены датчиками температуры для температурной компенсации, что еще больше повышает точность измерений.

4. Неисправности и обслуживание энкодеров и датчиков

(1) Распространенные неисправности

Ошибка связи энкодера: Если отображается код ошибки «-62», это указывает на ненормальную связь между энкодером и материнской платой;

Аутентификация кодировщика не удалась: если отображается «-61», это означает, что кодировщик не соответствует материнской плате;

Аномальные сигналы датчиков, такие как ненормальное соотношение газа и жидкости или нулевой объем возвратного воздуха, часто вызваны ошибками проводки или повреждением устройства;

Потеря импульса: приводит к неточным измерениям, обычно из-за ослабления сигнальных линий или повреждения энкодеров.

(2) Рекомендации по техническому обслуживанию

Регулярно проверяйте надежность проводки энкодера;

Очистите зонд датчика, чтобы избежать загрязнения маслом;

Используйте специализированные инструменты для калибровки системы соотношения газ-жидкость;

При замене компонентов обратите внимание на соответствие модели и настроек перемычек.

5. Важность энкодеров и датчиков в «новом национальном стандарте»

В соответствии с GB/T9081-2023 и JJG443-2023, новый национальный стандарт для ТРК подчеркивает три основные характеристики: борьба с мошенничеством, отслеживаемость и онлайн-проверка. Энкодеры и датчики являются основой для достижения следующих функций:

Защита от мошенничества: сравнение данных кодировщика в режиме реального времени с помощью двух процессоров для предотвращения подделки данных;

Отслеживаемость: ключевые компоненты, такие как кодеры и материнские платы, имеют уникальные идентификаторы, что позволяет отслеживать весь процесс;

Онлайн-проверка: система может проверять состояние таких компонентов, как энкодеры и датчики, в режиме реального времени, обеспечивая надежность данных.

6. Заключение

Хотя энкодеры и датчики небольшие, они являются незаменимыми «нервными окончаниями» и «органами восприятия» в ТРК. Они преобразуют механическое движение в цифровые сигналы, реализуя интеллектуальность, точность и защиту от мошенничества ТРК. С введением нового национального стандарта и ростом требований к добыче нефти и газа их роль станет все более важной.

В будущем, с развитием Интернета вещей и технологий искусственного интеллекта, энкодеры и датчики будут дополнительно интегрировать больше функций, таких как самодиагностика, удаленная калибровка, интеллектуальное предупреждение и т. д., что обеспечит больше удобства и гарантий безопасности при эксплуатации и управлении АЗС.