一种加油枪信号的采集装置

技术领域

本发明涉及加油站油气回收监测技术领域，具体涉及一种稳定获取加油枪提枪信号和挂抢信号的加油枪信号的采集装置。

背景技术

目前，加油站二次油气回收监控系统（以下简称监控系统）对完成一次加油的监测有2种方法：

1、采用监测脉冲信号的方式。这种方式通过利用流量传感器，将加油过程中油流量转化为脉冲信号，该流量传感器脉冲信号输出端与加油机主板相连接，脉冲信号输入至加油机主板中，所述加油机主板通过检测脉冲信号的产生和消失，来判断是否完成一次加油；对于脉冲信号方式的加油机，当加油枪处于提枪状态下，会提供一个低电平状态的电平信号；加油机主板收到一个低电平信号，启动加油机设备，准备加油工作；监控系统在获取低电平信号时，判断加油枪处于提枪状态，即一次加油开始；当加油枪处于挂枪状态下，会提供一个高电平状态的电平信号；加油机主板收到一个高电平信号，关闭加油机设备，停止加油工作；监控系统在获取高电平信号，判断加油枪处于挂枪状态，即一次加油结束。

2、采用监测电磁阀信号的方式。在这种方式中，电磁阀位于加油枪和加油泵之间，电磁阀中设有触点用于控制油泵启停，所述触点与加油机主板相连接，所述加油机主板通过检测电磁阀触点的闭合或分断来判断是否完成一次加油。现有的电磁阀信号方式加油机，当加油枪处于提枪状态下，会提供一个闭合状态的开关信号；加油机主板收到一个闭合开关信号，启动加油机设备，准备加油工作；监控系统在获取低电平信号，判断加油枪处于提枪状态，即一次加油开始；当加油枪处于挂枪状态下，会提供一个断开状态的开关信号，加油机主板收到一个断开开关信号，关闭加油机设备，停止加油工作。

3、采用电平信号的方式。在这种方式中，通常情况，当加油枪处于提枪状态下，会提供一个低电平状态的电平信号；加油机主板收到一个低电平信号，启动加油机设备，准备加油工作；监控系统在获取低电平信号时，判断加油枪处于提枪状态，即一次加油开始；当加油枪处于挂枪状态下，会提供一个高电平状态的电平信号；加油机主板收到一个高电平信号，关闭加油机设备，停止加油工作；监控系统在获取高电平信号，判断加油枪处于挂枪状态，即一次加油结束。

上述监测方法，在加油过程中，因人为原因或机械原因，存在诸多问题：

1、在加油过程中，当加油暂停时，脉冲信号或电磁阀信号中断（即产生一个伪加油结束的错误信号），此时监控系统误以为一次加油结束并保存相关加油信息；当继续加油时，脉冲信号或电磁阀信号重新生成（即产生一个伪加油开始的错误信号），此时监控系统误以为新的一次加油开始，清零后重新记录相关加油信息，造成监控系统将两次加油误判为一次加油的问题。从理论上分析，采用监测脉冲信号或电磁阀信号来判断是否完成一次加油的方法，无法从根本上避免上述问题的发生。

2、油枪信号因加油机种类的不同，存在信号类型多样化（包括开关信号、电平信号）、信号强弱不一的现象，进而在加油过程中因无法正常获取油枪信号而导致故障频发。例如，一次加油过程中，监控系统因微弱的油枪信号而未能正常获取提枪信号，监控系统误认为加油未开始，未能及时监测相关加油信息，造成加油信息滞后、紊乱等问题。再例如，监控系统会因微弱的油枪信号而未能正常获取挂枪信号，误认为加油未结束，当第二次加油开始后，继续累加相关加油信息，造成监控系统将两次加油误判为一次加油的问题。

针对目前油枪信号的多样性、强弱不一，无法正常获取油枪信号而导致故障频发的问题，亟需提供一种稳定可靠加油枪信号的采集装置。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足而提供一种兼容性强、稳定可靠获取加油枪提枪、挂抢信号的加油枪信号的采集装置。

为实现上述目的，本发明公开了一种加油枪信号的采集装置，其特征在于：包括电源单元、信号采集单元和信号转换单元以及一对用于与加油枪状态信号输出端相连接的信号输入端和一对与外部加油机主板连接的加油枪状态信号输出端；所述信号采集单元设有输入端与加油枪的加油枪状态信号输出端连接实时采集加油枪状态信号，并将加油枪状态信号分成两路：一路信号与加油机主板连接为加油机主板实时提供与所采集信号同类型的加油枪状态信号，同时另一路信号输入至信号转换单元，所述信号转换单元将加油枪状态信号转换成标准信号输出；所述电源单元为信号采集单元和信号转换单元提供直流工作电源Vcc。

与现有技术相比，本发明加油枪信号的采集装置通过设有信号采集单元、信号转换单元和主控单元和通讯单元；所述信号采集单元设有输入端与加油枪状态信号输出端连接实时采集加油枪状态信号，并将加油枪状态信号分成两路：一路信号与所述加油机主板连接为加油机主板提供实时采集的加油枪发送的加油枪状态信号同类型的信号，因此无需对现有的加油机进行改动，适应性强；同时另一路信号输入至信号转换单元后，将加油枪状态信号转换成电平信号输入至所述主控单元，消除了干扰，提高了可靠性。

作为本发明进一步设置，所述一对信号输入端与所述一对加油枪状态信号输出端连接构成所述同类型加油枪状态信号传输的一路；所述信号采集单元包括第二开关三极管Q2、基极限流电阻R3和第二负载电阻R4，所述第二开关三极管Q2集电极经过所述第二负载电阻R4与直流工作电源Vcc正极相连接，所述第二开关三极管Q2发射极与信号负极输入端及直流工作电源Vcc负极连接，基极经过与基极限流电阻R3与信号正极输入端连接，集电极为所述信号采集单元的输出端构成所述加油枪状态信号传输的另一路；所述信号转换单元由电平转换电路构成。

作为本发明进一步设置，所述信号转换单元包括上偏置电阻R1、第一负载电阻R2、和第一开关三极管Q1，所述第一开关三极管Q1的集电极经过第一负载电阻R2与直流工作电源Vcc正极相连接，发射极与直流工作电源Vcc负极连接，基极经过上偏置电阻R1与所述第二开关三极管Q2集电极连接，同时经过所述第二负载电阻R4与直流工作电源Vcc正极相连接，所述第一开关三极管Q1的集电极构成信号转换单元的输出端。

作为本发明进一步设置，所述信号采集单元包括继电器K1；所述继电器K1常开触点的两端分别与所述一对加油枪状态信号输出端中的两端点相连接构成所述同类型加油枪状态信号传输的一路，所述一对信号输入端的一个信号输入端点与直流工作电源Vcc正极相连接，所述继电器K1线圈一端与直流工作电源Vcc负极连接，另一端与所述一对信号输入端的另一个信号输入端点连接，该另一信号输入端点同时为所述信号采集单元的输出端构成所述加油枪状态信号传输的另一路；所述信号转换单元由将开关触点信号转换为电平信号的转换电路构成。

作为本发明进一步设置，所述信号转换单元包括上偏置电阻R1、第一负载电阻R2和第一开关三极管Q1，所述第一开关三极管Q1的集电极经过第一负载电阻R2与直流工作电源Vcc正极相连接，发射极与直流工作电源Vcc负极连接，基极经过上偏置电阻R1与所述一对信号输入端的另一个信号输入端点连接，所述第一开关三极管Q1的集电极构成信号转换单元的输出端。

作为本发明进一步设置，所述加油枪信号的采集装置还设有主控单元，所述信号转换单元的输出端与所述主控单元连接，将加油枪状态信号转换成标准信号输入至所述主控单元。

作为本发明进一步设置，所述加油枪信号的采集装置还设有通讯单元，所述主控单元对输入的经过变换的加油枪状态信号进行处理后输入至通讯单元，经过所述通讯单元将加油机信息传送至外部的监控系统。

作为本发明进一步设置，所述加油枪信号的采集装置还设有壳体，各单元电路设置在壳体中，所述壳体设有三个出口，分别供所述一对用于与加油枪状态信号输出端、所述一对与外部加油机主板连接的加油枪状态信号输出端及信号转换单元的输出端穿过。

作为本发明进一步设置，所述加油枪信号的采集装置还设有壳体，各单元电路设置在壳体中，所述壳体设有三个出口，分别供所述一对用于与加油枪状态信号输出端、所述一对与外部加油机主板连接的加油枪状态信号输出端及通讯单元的输出端穿过。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明具体实施例原理框图；

图2为本发明具体实施例1电路原理图；

图3为本发明具体实施例2电路原理图；

图4为本发明通讯单元具体实施例电路原理图；

图5为本发明电源单元具体实施例电路原理图；

图6为本发明壳体具体实施例外观示意图；

图7为本发明壳体具体实施例内部局部结构剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明加油枪信号的采集装置包括电源单元、信号采集单元和信号转换单元以及一对用于与加油枪状态信号输出端相连接的信号输入端和一对与外部加油机主板连接的加油枪状态信号输出端。所述信号采集单元设有输入端与加油枪的加油枪状态信号输出端连接实时采集加油枪状态信号，并将加油枪状态信号分成两路：一路信号与加油机主板连接为加油机主板实时提供与所采集信号同类型的加油枪状态信号（即未作处理的原始电平信号或经处理后的同类型开关信号），同时另一路信号输入至信号转换单元，所述信号转换单元将加油枪状态信号转换成标准信号（如数字电平信号或开关触点信号、开关量信号）；加油枪状态信号输出端可以是脉冲信号、电平信号或开关触点信号；如图5所示，所述电源单元采用三端稳压芯片T1及滤波电容构成稳压直流电源电路，所述电源单元为信号采集单元和信号转换单元提供直流工作电源Vcc。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请优选实施例及附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

具体实施例1

如图2所示，本具体实施例中，加油枪信号的采集装置包括电源单元、信号采集单元和信号转换单元。所述一对信号输入端（分别为信号正、负极输入端）与所述一对加油枪状态信号输出端连接构成所述同类型加油枪状态信号传输的一路；所述信号转换单元由电平转换电路构成，即将一定范围内的输入电平转换成统一的高电平输出，将一定范围以下的输入低电平转换成统一的低电平输出，当然也可以相反。本具体实施例中，所述信号采集单元包括第二开关三极管Q2、基极限流电阻R3和第二负载电阻R4，所述第二开关三极管Q2为NPN型，所述第二开关三极管Q2集电极经过所述第二负载电阻R4与直流工作电源Vcc正极相连接，所述第二开关三极管Q2发射极与信号负极输入端及直流工作电源Vcc负极连接，基极经过与基极限流电阻R3与信号正极输入端连接，集电极为所述信号采集单元的输出端构成所述加油枪状态信号传输的另一路；所述信号转换单元包括上偏置电阻R1、第一负载电阻R2、滤波电容C5和第一开关三极管Q1，所述第一开关三极管Q1为NPN型，所述第一开关三极管Q1的集电极经过第一负载电阻R2与直流工作电源Vcc正极相连接，发射极与直流工作电源Vcc负极连接，基极一路经过上偏置电阻R1与所述第二开关三极管Q2集电极连接，同时经过所述第二负载电阻R4与直流工作电源Vcc正极相连接构成以开关三极管为核心的电平转换电路（当然，所述第一开关三极管Q1也可以为PNP型），所述第一开关三极管Q1的集电极构成信号转换单元的输出端，为了提高抗干扰能力，优选所述第一开关三极管Q1基极设另一路经过滤波电容C5与直流工作电源Vcc负极连接。

本加油枪信号的采集装置适用于脉冲信号和电平信号方式的加油机， 电平信号方式的加油机当加油枪处于提枪状态下，会提供一个低电平状态的电平信号；加油机主板收到一个低电平信号，启动加油机设备，准备加油工作；监控系统在获取低电平信号时，判断加油枪处于提枪状态，即一次加油开始；当加油枪处于挂枪状态下，会提供一个高电平状态的电平信号；加油机主板收到一个高电平信号，关闭加油机设备，停止加油工作；监控系统在获取高电平信号，判断加油枪处于挂枪状态，即一次加油结束。

为了能够更加可靠地将加油机信息传送至外部的监控系统，本所述加油枪信号的采集装置优选还设有主控单元和通讯单元，所述信号转换单元的输出端与所述主控单元连接，本具体实施例中，所述第一开关三极管Q1的集电极构成信号转换单元的输出端与所述主控单元连接，所述主控单元对输入的经过变换的加油枪状态信号进行处理后，输入至通讯单元，经过所述通讯单元，将加油机信息传送至外部的监控系统；所述主控单元由微处理器及其外围元件构成的数据处理电路构成；所述通讯单元由专用通讯集成芯片及其外围元件构成，如图4所示，本具体实施例中可以选用485通讯芯片，以获得更可靠的传输特性。

为了方便使用及安装维护，所述加油枪信号的采集装置优选还设有壳体1，各单元电路设置在壳体1中，如图6、7所示，所述壳体设有三个出口：加油枪连接口101、加油机连接口102及通讯连接口103，分别供所述一对用于与加油枪状态信号输出端、所述一对与外部加油机主板连接的加油枪状态信号输出端及信号转换单元的输出端或（通讯单元信号线）穿过。

本加油枪信号的采集装置具体工作原理如下：

当提枪时，所述一对信号输入端（接头J4）输入为低电平信号，输入的低电平信号一路直接传送至所述一对加油枪状态信号输出端连接（接头J6），即直接相加油机主板输出同类型加油枪状态信号，即输出一个低电平信号，加油机主板启动加油机设备，准备加油工作；同时，输入的低电平信号的另一路经基极限流电阻R3传送至第二开关三极管Q2基极上，利用NPN三极管特性，此时第二开关三极管Q2截止，集电极为高电平。第二开关三极管Q2集电极高电平经上偏置电阻R1传送至第一开关三极管Q1基极管脚上，此时第一开关三极管Q1导通，主控单元的加油枪状态信号输入端（输入端口S_OG）由原来的高电平被拉低为低电平信号，主控单元判断加油开始，并将相关信息通过通讯单元由数据传输接口J8发送至监控系统，实现监控系统稳定获取加油枪的提枪信号，判断一次加油开始。

当加油枪挂回时，所述一对信号输入端（接头J4）输入为高电平信号，输入的高电平信号一路直接传送至所述一对加油枪状态信号输出端连接（接头J6），即直接相加油机主板输出同类型加油枪状态信号，即输出一个高电平信号，加油机主板关闭加油机设备，停止加油工作；同时，输入的高电平信号的另一路经基极限流电阻R3传送至第二开关三极管Q2基极上，此时第二开关三极管Q2导通，集电极为低电平。第二开关三极管Q2集电极低电平经上偏置电阻R1传送至第一开关三极管Q1基极管脚上，此时第一开关三极管Q1截止，主控单元的输入端口S_OG，由原来的低电平被拉至高电平信号，主控单元判断加油结束，并将相关信息通过通讯单元由数据传输接口J8发送至监控系统，实现监控系统稳定获取加油枪的挂枪信号，判断一次加油结束。

具体实施例2

如图3所示，本具体实施例中，加油枪信号的采集装置包括电源单元、信号采集单元和信号转换单元。所述信号采集单元电路包括继电器K1、续流二极管D1；所述继电器K1常开触点的两端分别与所述一对加油枪状态信号输出端中的两端点相连接构成所述同类型加油枪状态信号传输的一路，所述一对信号输入端的一个信号输入端点与直流工作电源Vcc正极相连接，所述继电器K1线圈一端与直流工作电源Vcc负极连接，另一端与所述一对信号输入端的另一个信号输入端点连接，该另一信号输入端点同时为所述信号采集单元的输出端构成所述加油枪状态信号传输的另一路，所述续流二极管D1并联在所述继电器K1线圈两端；所述信号转换单元由将开关触点信号转换为电平信号的转换电路构成。

本具体实施例中，所述信号转换单元包括上偏置电阻R1、第一负载电阻R2、滤波电容C5和第一开关三极管Q1，所述第一开关三极管Q1为NPN型，所述第一开关三极管Q1的集电极经过第一负载电阻R2与直流工作电源Vcc正极相连接，发射极与直流工作电源Vcc负极连接，基极一路经过上偏置电阻R1与所述一对信号输入端的另一个信号输入端点连接构成以开关三极管为核心的电平转换电路，所述第一开关三极管Q1的集电极构成信号转换单元的输出端。为了提高抗干扰能力，优选所述第一开关三极管Q1基极设另一路经过所述滤波电容C5与直流工作电源Vcc负极。

本加油枪信号的采集装置适用于电磁阀信号的方式的加油机，通常情况，当加油枪处于提枪状态下，电磁阀会提供一个闭合状态的开关信号；加油机主板收到一个闭合开关信号，启动加油机设备，准备加油工作；监控系统在获取低电平信号，判断加油枪处于提枪状态，即一次加油开始；当加油枪处于挂枪状态下，电磁阀会提供一个断开状态的开关信号；加油机主板收到一个断开开关信号，关闭加油机设备，停止加油工作；监控系统在获取高电平信号时，判断加油枪处于挂枪状态，即一次加油结束。

为了能够更加可靠地将加油机信息传送至外部的监控系统，本所述加油枪信号的采集装置优选还设有主控单元和通讯单元，所述信号转换单元的输出端与所述主控单元连接，本具体实施例中，所述第一开关三极管Q1的集电极构成信号转换单元的输出端与所述主控单元连接，将加油枪状态信号转换成标准信号输入至所述主控单元，所述主控单元对输入的经过变换的加油枪状态信号进行处理后输入至通讯单元，经过所述通讯单元将加油机信息传送至外部的监控系统。

所述主控单元由微处理器及其外围元件构成的数据处理电路构成；所述通讯单元由专用通讯集成芯片及其外围元件构成，如图4所示，本具体实施例中可以选用485通讯芯片，以获得更可靠的传输特性。

为了方便使用及安装维护，所述加油枪信号的采集装置优选还设有壳体1，各单元电路设置在壳体1中，如图6、7所示，所述壳体设有三个出口：加油枪连接口101、加油机连接口102及通讯连接口103，分别供所述一对用于与加油枪状态信号输出端、所述一对与外部加油机主板连接的加油枪状态信号输出端及信号转换单元的输出端或（通讯单元信号线）穿过。

本加油枪信号的采集装置具体工作原理如下：

当加油枪提起时，所述一对信号输入端（接头J2的1号、2号管脚）之间收到一个闭合状态的开关信号，即J2的1号管脚为电源VCC高电平，继电器K1的1号、2号管脚之间的控制线圈通电，使得继电器K1的常开触点3号、5号管脚之间的开关从常开变为常闭状态，所述一对加油枪状态信号输出端连接（接头J3）受控于继电器K1的常开触点3号、5号管脚的状态，所述一对加油枪状态信号输出端（接头J3）输出一个闭合状态的开关信号向加油机主板输出加油枪的同类型信号，即为经处理后同类型的闭合开关信号，加油机主板启动加油机设备，准备加油工作；

同时所述一对信号输入端（接头J2的1号、2号管脚）中的1号管脚上的高电平信号经上偏置电阻R1传送至第一开关三极管Q1基极管脚上，此时第一开关三极管Q1导通，主控单元的加油枪状态信号输入端（输入端口S_OG）由原来的高电平被拉低为低电平信号，主控单元判断加油开始，并将相关信息通过通讯单元由数据传输接口J8发送至监控系统，实现监控系统稳定获取加油枪的提枪信号，判断一次加油开始。

当加油枪挂回时，所述一对信号输入端（接头J2的1号、2号管脚）之间收到一个断开状态的开关信号，即J2的1号管脚与电源VCC断开，继电器K1的1号、2号管脚之间的控制线圈失电，使得继电器K1的常开触点3号、5号管脚之间的开关从闭合变为断开状态，所述一对加油枪状态信号输出端连接（接头J3）受控于继电器K1的常开触点3号、5号管脚的状态，所述一对加油枪状态信号输出端（接头J3）输出一个断开状态的开关信号向加油机主板输出加油枪的同类型信号，即为经处理后同类型的断开开关信号，加油机主板关闭加油机设备，停止加油工作；同时由于此时所述一对信号输入端（接头J2的1号、2号管脚）中的1号管脚上为低电平信号，经上偏置电阻R1传送至第一开关三极管Q1基极管脚上，此时第一开关三极管Q1截止，主控单元的输入端口S_OG由原来的低电平被拉升为高低电平信号，主控单元判断加油结束，并将相关信息通过通讯单元由数据传输接口J8发送至监控系统，实现监控系统稳定获取加油枪的挂枪信号，判断一次加油结束。

上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。