燃油加油机温度补偿器的设计与实验

　　0　引言

　　燃油加油机是为各种机动车加油的体积计量设备。众所周知,燃油体积是燃油温度的函数,油温变化,其体积也随之变化。根据理论测算,油温每变化1℃,其体积相对变化约为0. 1%。一定体积的燃油,油温变化,其燃油体积也变化,由此,燃油加油机计量的数值也随之变化。根据国际建议: OIML R17 (1995)规定,燃油应在标准温度条件下(15℃或20℃)计量,该标准温度对于我国来说是20℃,把20℃的燃油体积定义为标准体积。而目前使用的加油机计量的加油量值是随油温的变化而变化,显然不利于量值的准确统一,为此,应将加油机体积计量器计量的非标准油温下的体积转换成标准体积,这就是本文所述的加油机温度补偿器所具有的功能。实现此转换,可以保证量值的统一、准确,保证燃油交易过程的公平,避免计量纠纷。

　　1　温度补偿器的设计

　　1·1　设计依据

　　燃油体积是温度的函数,为保证体积计量的准确,应在统一温度条件下计量,这是量值准确与统一的基础。而现行的加油机检定规程JJG443-98由于受当时条件的限制,未能规定出计量的温度条件,因此加油机计量以及对加油机进行检定只是在t摄氏度的条件下进行,其计算公式为:

　　根据国际建议: OIML R17 (1995),加油机的付油体积对于我国应是20℃的体积,因此应将t摄氏度的体积转换为20℃的体积,其计算公式应为:

　　式中,VB,t为标准金属器在t℃下给出的实际体积值(L);V20为标准体积(即20℃下的体积) (L);Vt为t℃下的体积(L);VB为标准金属量器在20℃下的标准容积(L);βY、βB为分别为检定介质油和标准量器材质的体膨胀系数; tJ、tB为分别为加油机油枪出口处油温和标准量器内的油温(℃)。

　　式(1)和式(2)的差别是明显的。在式(1)中,tJ和tB在检定中差别很小,有时可忽略。式(1)只考虑到标准容器的体膨胀系数影响,而实际上,燃油本身体膨胀系数影响更大。

　　对于加油机允许误差0. 3%而言,当油温偏离20℃±3℃,即可超过其规定。不规定测量的温度条件,其0. 3%的允许误差没有意义。把t℃油温转换成20℃的油温,再进行计量是加油机量值准确与统一的基础,因此公式应该以式(2)为依据进行标准体积的换算。

　　1·2　温度补偿设计

　　温度补偿设计是完成式(2)的计算,即将t℃的燃油体积转换成为20℃的燃油体积。在式(2)中变量仅是Vt和t,对加油机而言, Vt为其体积计量计的输出信号,需要做的是在加油机安装温度传感器,将燃油温度信号测量出来,并进行处理和转换,再经式(2)对燃油体积进行补偿运算,从而达到对油温进行补偿的目的,其原理框图如图1所示: