牛春亮++韩俊杰++任辉辉

摘 要：由于运输业的蓬勃发展，长途货车油箱被盗事件频繁发生，为了减少偷油事件发生，于是研究设计了一种油箱防盗油系统，具有成本低廉、实用性好、性价比高的优点。系统直接与汽车油箱相连，能够精准的检测油箱液位变化，且能够根据结果迅速发出警报，达到防止油箱被盗的作用，该系统为油箱安全提供技术保障，有效降低偷油事件的发生。

关键词：油箱防盗系统；传感技术；车载式；可调

中图分类号：S-0 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20171232018

前言

近年来，随着长途运输行业的发展，长途运输过程中偷油事件频繁发生，于是车主们对于油箱防盗报警有了更迫切地需求，以应对“身怀绝技”的偷油贼。目前，市场上的油箱防盗报警系统设计较为复杂，价格相对来说比较贵，而车主们更希望价格低廉、性价比更高的防盗系统。针对这一现状，本研究在实用性、经济性方面做了大量改进。在保证满足防盗功能的前提下提高性价比，这都是本设计的研究出发点。本研究在查阅大量的文献和资料的基础上，对比各种油箱防盗装置，决定把液位传感技术用到报警产品中去，因此想要搜集各种信息，就必须依靠作为控制系统“五官”的传感器，而随着现代科学技术的快速发展，中、大规模集成电路技术得以飞速发展和大面积普及的微型计算机，这些信息送入系统后，系统进而进行处理判断，发出各种控制信号去控制执行机构，以满足各种需要。做出稳定、易操作、廉价的油箱防盗报警系统[1]。

1 設计原理

本文所研究的长途货车油箱防盗系统由二线制隔离膜片扩散硅液位变送器负责信号的处理。其由带隔离膜片的扩散硅压力传感器和具有多种功能的模块电路组成， 带隔离膜片的扩散硅压力传感器是将检测的压力信号转换成电压信号；利用PLG的控制技术，油箱油位情况的显示控制和报警控制都是利用PLG的控制技术，通过PLG对油箱的自动控制，从而大大节省财力物力，同时，提高系统控制的可靠性，使油箱防盗系统能长久有效的运行，具有多种功能的模块电路将电压信号经过放大等一系列简单变换后，输出相应的电流信号，油位情况可通过数码显示屏直观表达，而当油位低于指定位置或漏油时就会触发报警系统，从而发出报警信号，变送器的可靠性以及稳定性都很高，因其电路只用一片功能模块和少量的电子元件，可以通过液位与液体静压力的关系测量得到液位的大小。而二线制隔离膜片扩散硅液位变送器是利用单晶硅的压阻效应，因静压力的变化可引起电阻的变化，由电阻的变化得到静压力的大小，再通过惠斯登电桥及功能模块电路将静压力转换成电流信号输出，从而建立起输出信号与液位的线性对应关系，实现对液体深度的测量[2，3]。

系统的工作原理可以分为5个阶段：激活，当驾驶员将汽车熄火，离开驾驶室时打开位于驾驶室中的防盗开关；液位检测，当防盗开关被打开后，系统将自行运转，检测油箱液位初始值；报警，当油箱液位发生变化时，液位送变器将信息处理，报警系统开始工作，提醒车主并警示偷油者[3]。

2 系统设计

系统主要由液位传感器、车载电源、控制开关和报警装置等构成。液位传感器负责接收油箱液面变化信息，车载电源为系统供电，控制开关位于驾驶室内，只能由车主1人控制，报警装置被保护，不容易被破坏。

2.1 液位传感器探头工作原理

用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压强公式为： （注：P为油箱液面处的压强；为油箱中油液的密度；g是重力加速度；为油箱中油液面上的气压；H为变送器浸入油液的深度）[7]。

同时，传感器的正压腔可以通过导气不锈钢将液体的压力引入，然后将液面上的大气压与传感器的负压腔相连，可以抵消传感器背面的，使传感器测得压力为： ，显然，通过测取压强P，可以得到液位深度。此液位传感器在灵敏度以及探测方面有如下特点：

稳定性好，在补偿温度0～70℃范围内，温度飘移低于0.1%FS，在整个允许工作温度范围内低于0.3%FS，稳定性好，在补偿温度0～70℃范围内。

在安装时正负极接反不会损坏变送器，因其具有限流保护，反向保护电路，异常时送器会自动限流在安全电流以内。

无任何可动部件，皆为固态结构，可靠性很高，使用寿命较长。

经济耐用，结构简单，方便安装。

价格低廉，有效降低成本[3-4]。

2.2 车载电源

报警系统由车载电源供电。电源模块可为系统提供稳定的工作电压。本系统采用汽车内部12V电源作为总供电电源。由于供给液位传感器的电源电压只需要5V，所以需要将该12V电压经过微型直流变压器将其转换为5V电源，为液位传感器的控制系统部分提供5V的稳定电源。此外，系统还设有一个由8节干电池组成的12V的备用电源。备用电源在报警电路被触发时，可以为报警系统提供充足的电源电压，当液位送变器接收到液位变化的信号，将蜂鸣器与车载电源之间的电路闭合，蜂鸣器将发出报警提示音，其主要功能是警示偷油贼，提醒车主。

2.3 控制系统设计

PLG为液位传感器的主控制器，将液位传感器安装在油箱内部，把利用液位传感器检测到的情况传输给PLG，然后由其将油位情况转换成相应的电信号，进而形成相应的油位显示，当油位一直低于指定位置或漏油时即触发报警系统，发出报警信号，以此为核心控制装置。LED7段共阴极数码管用于显示分别表示高、低、中液位含义的“H”“L”“-”字符。共阴极LED数码管的发光二极管阴极连接在一起，此公共阴极通常接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示[2][5]。

2.4 报警电路设计

电路不仅制作、调试简单，而且灵敏度高，当蜂鸣器被强制摘除时，连接在蜂鸣器上的2根短接的引出导线被扯断，电路立即接通报警音响，使报警程序仍不能被终止。此电路系统更有记忆功能，当产生报警后，如再将2根导线连接上，报警声音也不能被中断[6]。

3 结束语

长途货车油箱防盗系统能够有效降低偷油事件的发生，文章详细的介绍了其设计思路，设计实现的防盗系统具有较高自动化、智能化以及低功耗的特点，可重复操作利用，具有较好的实用性和可推广性。

参考文献

[1]李守成，张英飞，韩同样.传感器原理及应用[J].铁道通信信号，1994（10）：21-22.

[2]李瑞，李丹，齐虹，田雷，王善慈，孙凤玲.二线制带隔离膜片的扩散硅液位变送器[J].传感器技术，2001（1）：106-110.

[3]王志萍，刘志富，王炜.传感器技术在自动化控制系统中的应用[J].科技信息机械与电子，2009（17）：63.

[4]吴力普，沈超.基于ATmega16单片机的油箱防盗装置的设计[J].安防科技，2012（3）：3-6.

[5]李广志，张明芹.“实作”设计研究-以制作简易报警器为例[J].北方经贸，2016（11）：11-14.

作者简介：牛春亮（1983-），男，讲师，主要从事机械CAE及智能机构设计研究，大连海洋大学机械与动力工程学院。