超声波油量探测器
基于超声波技术的汽车油耗检测仪器设计-任务书
毕业设计（论文）任务书学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘□是□√否题目名称基于超声波技术的汽车油耗检测仪器设计一、设计（论文）目的、意义我国经济持续快速发展，对石油资源需求激增，能源供需矛盾日益突出。
我国汽车保有总量2010年达到7500万辆。
由汽车消耗的燃料占我国燃料消耗总量的40%左右。
由于油价不断上涨，人们更加关注汽车油耗,厂家公布的油耗与实际差距很大。
为此我国陆续出台了《乘用车燃料消耗量限值》、等多项标准，以加快汽车节能管理体系的建立和完善。
由此需要更专业的检测机构，采用科学合理的油耗检测仪器，提供更权威的汽车油耗检测数据。
汽车油耗关系到环保节能及汽车前沿技术的发展和应用。
研究汽车油耗检测技术，具有重要意义。
研发车辆油耗检测仪，提高油耗检测精度，扩大仪器测量范围，是实现油耗仪产品更新换代的要求，也是科学技术日益发展的需要。
基于超声波技术的汽车油耗检测仪器能精确检测汽车油耗，可以对汽车的燃油经济性有一个正确的评价和预测，可为研制低油耗车提供依据；对营运车辆油耗检测评价，可为其维护、维修提供依据；对于维修企业，可用于判定维修质量；还可用于教学、研究单位进行其工作规律研究。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容：（1）介绍基于超声波技术的汽车油耗检测技术理论；分析汽车油耗不同检测方法的特点；（2）确定基于超声波技术的汽车油耗检测的控制原理；建立汽车油耗检测的数学模型；（3）进行汽车油耗检测仪器的硬件选择与设计、系统控制电路设计；（4）根据仪器功能要求和油耗检测数学模型等进行软件系统程序流程图的编写与设计。
技术要求（研究方法）：（1）设计仪器应能实现智能化油耗检测；（2）测试范围要广（汽油车、柴油车；各种工况）；（3）测试精度要满足要求。
（4）进行试验验证。
三、设计（论文）完成后应提交的成果1．设计说明书一份。
2．装配图1张，电路图1~2张，零件图2张。
超声波(一体外贴式)油位传感器用户手册
油量表原理
油量表原理
油量表是指测量燃油或液体储存器中油量的仪表。
其原理通常是通过测量液位高度来推断储存器内部剩余液体的体积。
常用的油量表原理有以下几种：
1. 浮子原理：油量表中的浮子会浮在液体表面上，通过联杆连接到指针或传感器。
随着液位升高，浮子也会随之上升，从而使指针或传感器相应地显示液位的高度。
浮子通常是根据阿基米德原理设计的，即浮力等于被浸入液体中的液体重量。
当液位下降时，浮子也会相应下降。
2. 电容原理：油量表使用电容传感器来测量液面高度。
电容传感器由两个电极组成，一个电极被安装在油箱壁上，另一个电极则浸入到液体中。
当液位升高时，电容的值会发生改变，通过测量电容的变化，可以确定液面高度。
3. 超声波原理：油量表使用超声波传感器来测量液面高度。
超声波传感器发射超声波到液体表面，然后接收反射回来的超声波。
通过测量超声波的往返时间，可以计算出液面距离传感器的高度。
油量表原理的选择取决于具体的应用需求和储存器的特性。
不同的原理有不同的优缺点，因此在选用油量表时需要根据具体情况来进行选择。
巴纳XMT868超声波流量计在油水计量方面的应用
ｒ ａｏ ｒ ｓ—ｉｅ 进行测量 。两个传感器对称安装 ｅ ｔｎ ａ ｉ ｔ ） ｌｉ Ｔ ｎ ｔ ｍ 在管道 的两侧 ， 传感器交替地被作为超声波信号发送
器和接收器使用 。其功能是提供高电压发射脉冲 ， 并 检测来 自另一传感器的返 回信息 。当流体流动时 ， 顺
ｅｄ Ｅ ｐ ｕ ｄｔｅｗｏｋｐｉｃｐｅ ｉｓａｌｔ ｎａ ｄｔ ｕ ｌｓ ｏ ｔ ｇｏ ＸＭ Ｔ ６ ｌ ａ ｏ ｉ ｏ ｌ． ｘ ｏ ｎ ｒ ｒ ｉｌ，ｎ ｔｌ ｉ ｏ ｂ ｅｈ ｏｉ ｆ ｈ ｎ ａｏ ｎ ｒ ｎ ８ ８ｕｔ ｓ ｎｃｆ ｗｍ ｅｅ． ｒ ｌ ｔｒ
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“ 道 的管 道 参 数 ” 这 一 项 中 。 由于 使 用 的 是 双通 道 声 的 流量 计 ，因此 两个 通 道 的参 数设 置 应一 致 。 ４２ 日常维 护 ． 检测 安 装 和运 行 的情 况 可 以使 用 Ｒ Ｃ Ｃ Ｕ来查 看 声
Ｗ ａｅ ｌｗ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｔｒ ｏ ａ ｕ ｅ ｎ Ｆ
甲海油天津分公 司秦皇岛 ３６ ２ 作业公 司 （ 天津 ３０５ ）胡春雷 姚玉利 ０４２
摘要 ： 本文介绍了超声波流量计的原理和巴纳 Ｘ ８８ ＭＴ ６ 在油田原油生产、 注水 中的应用。针对 日常维护
中出现的问题 ， 出简单 实用的在线故 障诊 断和编程 方法。 提
式 （ 在同一管道上安装 了两对传感器 ） ，同时测量 两 个点 ， 保证 了数据的可靠性和准确性 。现场仪表上的 微处理器提供数字化信号编码和利用互相关检测程序，
西门子sitransfuh1010油品外夹式超声波流量计
Q概述SITRANS FUH1010外夹式非接触式超声波流量计可理想的应用于原油、成品油或液化气的运输中。
SITRANS FUH1010 有三个应用领域：界面探测仪、体积流量计和质量或标准体积流量计。
Q特性所有FUH1010产品，都具有：• 易于安装：不需切割管道或停止流量• 维护费用低：外部传感器不需定期清洁• 无可动部件，避免磨损或淤塞• 无压降或能耗• 量程比宽， 30:1• 可选择单、双或可选三或四波束型-单波束型号，初次投资低-双波束或可选三和四波束型，精度更高，尤其是在直管段受限制或流体状态分布不均匀时• 宽波束技术-在各种流体条件和不同流速时，都可提高测量精度-适于多流体条件的管道• 调零通道自动校正零点漂移，不需中断流量界面探测仪/密度仪表(界面探测仪)• 输出流体密度和API，可直接替换插入式密度计• 重复性好，不受温度、压力或粘度的影响• 不需直管段粘度补偿型体积流量计（精确体积）• 价格适中• 对温度和粘性变化自动进行“雷诺兹数”补偿，以保证精确测量标准体积（净）质量流量计（“标准体积/质量”）• 重复性好，不受温度、密度或粘度变化的影响• 罐装界面和产品质量诊断• 密度和API输出• 平面（“pig”）探测Q应用界面探测仪/密度计• 在多流量管道中，精确测量液体界面• 迅速而精确的平面显示• 产品鉴定• 密度显示粘度补偿型体积流量计• 宽粘度范围的多流体应用• 对由于粘性变化的总量进行自动补偿标准体积（净）质量流量计• 标准（净）体积流量测量• 适于泄漏探测系统• 质量流量输出测量• 界面探测• “pig”探测• 化学产品和石化产品处理Q设计FUH1010 可用三种外壳：• IP65 (NEMA 4X)外壳-单波束-双波束-可选四波束• IP65 (NEMA 7) 一体式防爆校验外壳-单波束-双波束（可选）• IP66 (NEMA 7) 墙装式防爆校验外壳，防水型-单波束-双波束-四波束（可选）Q功能• IP65(NEMA 4X)和IP66(NEMA 7)流量显示计算机有一个集成33按钮键盘和（128x240像素）图形显示，最远可视距离12m • IP65(NEMA 7)一体式流量显示计算机有一个2x16的数字字母LCD显示• 电流、电压、状态报警、频率和RS232输出（详见规格说明章节）• 模拟输入（详见规格说明章节）• 调零声道自动校正零点漂移• 双向流量操作• 1 MByte 数据存储区，可存储地址和数据• 可选择英语、西班牙语、德语、意大利语和法语95Q技术规格SITRANS FUH1010界面探测规格精度精度API No.的± 0.05重复性API No.的± 0.01体积和质量流量计的规格输入流量范围± 12 m/s,双向测量灵敏度0.0003 m/s，不受流速的影响精度校准精度流量的± 0.15％...0.3％，依型号而定批处理重复性最大为流量的± 0.05%所有FUH1010系列产品规格输入管道尺寸 6.4 mm...9.14 m模拟输入• 电流： 4x 4...20 mA(IP65 (NEMA 7) 防护)输出输出• 电流： 2x 4…20 mA (30VDC时1kΩ)• 电压:2x 0...10VDC(最小5kΩ)(不适于IP65(NEMA7)外壳)• 1x0...5kHz脉冲比。
油箱的计量原理
油箱的计量原理油箱计量原理是指通过测量油箱内液体的容积来确定其中所含物质的数量。
在实际应用中，常见的是汽车油箱计量。
汽车油箱计量的原理一般分为机械式和电子式两种。
机械式油箱计量原理是利用浮子浮沉的原理进行测量。
油箱内设有一个浮子，随着油位的变化上下运动。
浮子的位置与油位成正比，通过连接浮子和油表标尺的机械结构，可以将浮子的运动转换成指针的运动，从而直观地显示油位。
电子式油箱计量原理则是利用电子传感器来测量油位。
油箱内安装有电阻式传感器或超声波传感器，用于感测油位的高低。
电阻式传感器的工作原理是根据液体的导电性来测量电阻值，通过测量电阻的变化来推导油位高度。
超声波传感器则是利用超声波的返回时间差来计算出油位。
这些传感器将油位信号转换成电信号，通过电路处理和显示装置显示油箱油位信息。
这种油箱计量原理具有测量精度高、反应速度快的特点。
现代汽车中多采用电子式油箱计量，通过车载计算机的监控系统可以实现对油位信息的实时监测和记录。
油箱计量的准确性主要受到以下因素的影响：1.油箱形状和容积：油箱的形状和容积对计量结果有直接影响。
不同形状的油箱容积分布不均匀，可能导致测量结果的误差。
因此，在设计油箱时，需要根据油箱容积和形状进行合理设计，确保计量的准确性。
2.液位传感器的精度和稳定性：液位传感器是油箱计量的核心组件，传感器的精度和稳定性直接影响计量结果的准确性。
因此，在选择和使用液位传感器时，需要考虑其精度、稳定性和长期使用的可靠性。
3.环境因素：环境因素也会对油箱计量结果产生影响。
例如，温度的变化会导致液体膨胀或收缩，从而影响油位的测量结果。
因此，在测量时需要对环境因素进行补偿，以确保准确的计量结果。
4.人为误差：人为因素也是影响计量准确性的重要因素之一。
例如，使用不当、安装不正确或维护不及时等因素都可能导致计量结果的误差。
因此，在使用油箱计量装置时需要注意正确的操作和维护，以保证计量的准确性。
总结而言，油箱的计量原理是通过测量油箱内液体的容积来确定其中所含物质的数量。
TUB系列超声波传感器在车辆油耗监管中的应用与解决方案
车辆油耗监管解决方案一、背景介绍随着物联网技术的发展及北斗/GPS应用的普及，再通过本公司独有的数字信号处理技术，为车队管理者提供了详尽的行驶和油耗分析报告。
企业车队管理面临的困难：1、企业日常运营中的车辆调度难；2、车辆燃油消耗在企业运营费用中占比较高；3、存在内外部偷油事件发生，无法有效防止偷盗行为；4、管理效率低下，无法同时管理多台在外工作的车辆。
二、车队油耗解决方案本方案将高精度的超声波液位传感器、稳定可靠的北斗/GPS车机终端设备以及功能齐全的远程车辆监测系统平台组成的车队管理系统提供给客户。
在每台车辆的油箱底部安装超声波液位传感器，利用高灵敏度和高精确度的液位监测设备，实时采集油箱内液位数据，再通过车载终端设备迅速、稳定地传输至车辆远程监控平台，实时监测车辆状态、随时查看车辆历史轨迹，并生成专业详细的数据报表，为企业的车辆管理提供准确的数据支持；平台还具备预警功能，实时监测车辆油量数据、车速情况等，遇到异常情况将立即触发自动报警机制，从而确保车辆油耗管理的智能化和安全性，实现了企业对车辆油耗的全方位监控与高效管理。
1、实时监测油量消耗情况，减少燃油消耗支出；2、预警系统，监测油耗、车速等，遇到异常事件及时预警规避风险；3、可随时查看车辆轨迹，及时优化工作路线；4、规范司机驾驶行为；5、提高管理效率，降低运营费用。
三、应用产品介绍（一）超声波液位传感器-TUB1、产品概述超声波液位计是一款外贴式的液位测量传感器，用于测量油箱、罐体、容器里面的液位高度。
利用超声波探测原理来检测油箱油位高度，再通过智能处理将油位高度值转化为油量值，通过北斗/GPS 发送到系统平台，将油量数据传入后台监管系统，达到实时监控车辆油耗目的。
目前产品主要运用于车辆管理,用来实时监控油箱油量液位的变化数据，可用于防范偷油、优化运营成本、辅助统计决策等；同时此产品也可运用于化工、水利、储罐等有液位检测需求的领域。
产品图片产品尺寸2、工作原理超声波液位计是利用超声波的回波测距原理，传感器安装在油箱底部的外面，从底部发出超声波信号,遇到油面反射回来,再根据时间与速度算出液位高度。
超声波探伤仪操作指南
1简介OU5100油罐焊缝探伤仪是一款便携式、全数字式超声波探伤仪，能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、夹杂、气孔等）的检测、定位、评估和诊断。
既可以用于实验室，也可以用于工程现场。
本仪器能够广泛地应用在制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，也广泛应用于航空航天、铁路交通、锅炉压力容器等领域的在役安全检查与寿命评估。
1.1 功能特点仪器特点全中文显示，主从式菜单，并设计有快捷按键和数码飞梭旋轮，操作便捷，技术领先。
OU5100分为OU5100-TFT（TFT全彩型）和OU5100-EL（EL高亮型）两个子型号。
OU5100-TFT采用全数字真彩色液晶显示器，可根据环境选择背景色、波形颜色和菜单项颜色，液晶亮度可自由设定；OU5100-EL采用高亮度、宽温、军工级EL显示屏，可以工作于室外强光下，液晶亮度也可自由设定。
高性能安保电池模块便于拆装，可以脱机独立充电，大容量高性能锂离子电池模块使仪器连续工作时间延长到八小时以上；仪器轻小便携，单手即可以把持，经久耐用，引导行业潮流。
检测范围零界面入射~6000mm(钢中、纵波)，可连续调节发射脉冲脉冲幅度： 500V探头阻尼：100Ω、200Ω、400Ω可选，满足灵敏度及分辨率的不同工作要求工作方式：直探头、斜探头、双晶探头、穿透探伤放大接收硬件实时采样：高分辨率10位AD转换器，采样速度160MHz，波形高度保真检波方式：正半波、负半波、全波、射频检波滤波频带（0.5~10）MHz，根据探头频率全自动匹配，无需手动设置。
闸门读数：单闸门和双闸门读数方式可选；闸门内峰值读数增益：总增益量110dB，设0、0.1dB、2dB、6dB步进值，独特的全自动增益调节及扫查增益功能，使探伤既快捷又准确。
闸门报警门位、门宽、门高任意可调；B闸门可选择设置进波报警或失波报警；闸门内蜂鸣声和LED灯(吵噪环境中LED灯报警非常有效)报警及关闭。
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版本修订情况
目录
1 产品介绍 (4)
1.1概述 (4)
1.2 产品特点 (4)
1.3 适用范围 (4)
1.4 基本参数 (5)
1.5 机械特性 (5)
1.5.1 传感器探头尺寸图 (5)
1.5.2 控制器尺寸图 (6)
1.6 端口定义 (6)
2 极限参数 (7)
2.1额定环境条件 (7)
2.2 额定电气条件 (7)
3电气性能 (8)
3.1 产品性能参数 (8)
4 通讯协议 (9)
4.1 协议适用范围 (9)
4.2 协议概述 (9)
4.3 协议参数格式 (9)
4.4 协议模式说明 (9)
4.4.1 自动输出模式 (9)
4.4.1.1、数据格式： (9)
4.4.1.2、示例 (10)
4.4.2 MODBUS输出模式 (10)
4.4.3 电容式油杆兼容输出模式 (11)
4.4.3.1 GPS设备读取液位命令 (11)
4.4.3 相关协议代码计算说明 (12)
5 可靠性测试条件 (13)
6 引用标准与规范 (13)
7 注意事项 (13)
8 常见故障及处理措施 (14)
9 包装规范 (15)
9.1 礼盒尺寸图示 (15)
10 产品铭牌规范 (16)
10.1 产品铭牌示例 (16)
1 产品介绍
1.1概述
超声波油量探测器（DS1309B）本产品应用超声波测量技术对油箱内的油位高度进行测量，并经过电路处理后输出标准电信号。
超声波传感器外贴于油箱底部，不须与油直接接触即可对油位高度实时检测。
广泛应用于各类车辆油量检测及监控，结合GPS/GPRS通讯技术，通过电脑软件管理平台，实现对车辆用油科学管理，防止偷油行为，节约车辆营运成本。
1.2 产品特点
♦静电防护设计，探头外壳与I/O引脚加入静电防护器件，符合IEC61000-4-2标准
♦宽温限工作能力，-20℃到+50℃
♦低分辨力，测量分辨力±1.5mm@25℃
♦安装简便，仅需将传感器按照说明安装在油箱底面（箱体外部）即可
♦较高的检测精度，±1.5%@常温常压下
♦数据接口多样化，产品数据接口可定制为：模拟输出（1-5V）/（4-20mA）、RS232、
RS485等
♦报警输出、产品可选配外接喇叭实现油位下限报警等功能
1.3 适用范围
♦各种车辆的油量测量（当前油量、加油、耗油、防盗油等情景）
♦工业储罐液位测量，如液化气、水、油等场合
♦其它需要用到非接触式测量液体表面物理量的场合
1.4 基本参数
1.5.2 控制器尺寸图
备注（1）使用时需外接一个250R电阻,计算公式如下:distance(高度)=(Io-4)*62.5 （2）distance(高度)=(V o-1)*250,V o的驱动电流典型值为5mA。
比如测的电压为 2.2V,那么油位高度为300mm
3电气性能3.1 产品性能参数
4 通讯协议
4.1 协议适用范围
产品数据接口为RS232或RS485时都适用此协议。
4.2 协议概述
本协议为三种，一种为自定义自动输出间隔2秒，另外两种为受控的MODBUS协议及兼容长润电容式油杆的协议，默认为自动输出协议，当用户使用MODBUS协议或电容式油杆的协议时，只需发读命令就会自动切换到受控的协议。
注：本产品上电时，会有自检程序，须连接好传感器，然后贴到有液体的容器底部，否则程序会判断有故障，将输出数据为0，电压为1V。
4.3 协议参数格式
通信格式：9600,n,8,1（8位数据位，1位停止位，无校验位）
4.4 协议模式说明
4.4.1 自动输出模式
4.4.1.1、数据格式：
*XD,时,ID号,液位, 实时值,信号强度,温度，检验码#
4.4.1.2、示例
ASCII ：*CFV0100FA32B6
00FA32为当前AD值，00为不足6个字节补0代替，FA32为当前油位AD值ASCII表示的十六进制，即表示当前油位值为0xFA32。
注：此AD值为油位0%~100%变化而对应的000000~~00FFFF的AD值
十六进制：2A 43 46 56 30 31 30 30 46 41 33 32 42 36 0D 0A
注：此AD值为油位0~999.9mm变化而对应的000000~~00FFFF的AD值
4.4.3 相关协议代码计算说明
内容：计算好的CRC16值
//==============读相关的寄存器代码
CRC-16/MODBUS x16+x15+x2+1
//==============从地址0XFF开始连续读N个寄存器的数据//01 03 00 ff 00 0c 75 FF
//01 03 00 ff 00 06 f5 F8
//01 03 00 ff 00 05 b5 F9
//==============读当前的的声速及波特率
//01 03 01 05 00 02 D5 F6
//=============修改为柴油的速度代码
//01 06 01 05 32 c8 8C C1
//=============修改为水的速度代码
//01 06 01 05 38 7c 8A 16
//=============修改为9600波特率代码
//01 06 01 06 00 01 A9 F7
//=============修改为14400波特率代码
//01 06 01 06 00 02 e9 F6
//=============修改为19200波特率代码
//01 06 01 06 00 03 28 36
//=============修改为38400波特率代码
//01 06 01 06 00 04 69 F4
//=============修改为56000波特率代码
//01 06 01 06 00 05 a8 34
//=============修改为57600波特率代码
//01 06 01 06 00 06 e8 35
//=============修改为76800波特率代码
//01 06 01 06 00 07 29 F5
//=============修改为115200波特率代码
//01 06 01 06 00 08 69 F1
//=============修改为128000波特率代码
//01 06 01 06 00 09 a8 31
//=============修改器件地址为0A代码
//01 06 01 07 00 0A B9 F0
//=============然后把地址为0A修改回1E代码
//FF 06 01 07 00 1E AC 21
//=============设置报警阀值为20mm
//01 06 01 08 00 14 09 FB
//=============设置报警时间为60秒
//01 06 01 09 00 3c 58 25
5可靠性测试条件
6. 测试报警功能，需上电后一分钟后才有效。
7. 关于RS232和RS485自动输出信号的，只有安装正确才能输出正确的值，否则将输出零，电压输出为1V。
8 常见故障及处理措施
9 包装规范9.1 礼盒尺寸图示
10 产品铭牌规范10.1 产品铭牌示例
本司产品铭牌示例如下：。