自行车安全行驶检测系统设计论文

浅议汽车加油站在线渗漏监测系统设计论文

0引言

随着我国汽车保有量迅速增长，汽车加油站数量与日剧增。由于加油站往往处于交通要道，其安全可靠运行十分重要。国家新施行的标准《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2012(2012年6月28日发布，2013年3月1日施行)与原来的国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002(2006年版)比较，新版标准加强了加油站安全与环保措施，其中第6.5章节主要对油品防渗漏措施做了具体要求。

新版标准对加油站油品储运设施的防渗方式要求如下:

1)加油站埋地油罐应采用单层油罐设置防渗罐池或采用双层油罐。

2)埋地加油管道应该采用双层管道。

3)防渗罐池、双层油罐、双层管道系统的渗漏检测宜采用在线监测系统。

4)单层油罐渗漏检测主要由具备渗漏检测功能的液位监测系统实现。

1在线渗漏监测方法

单层油罐渗漏检测主要由具备渗漏检测功能的液位监测系统实现，本文主要讨论防渗罐池、双层油罐、双层管道系统的在线渗漏监测方法。

1.1监测方法

目前已使用的在线渗漏监测方法主要由以下4种，即传感器法(干式)、液媒法(湿式)、充气法、真空法。

1)传感器法

传感器法主要将液体传感器直接安装于检测点，通过传感器检测信号判断是否有液体渗入。

2)液媒法

液媒法主要在夹层内充入液体，利用液位计检测罐顶液媒槽的液面判断夹层内是否有液体渗入。

3)充气法

在设施夹层内充入氮气等气体并设压力变送器，通过压力检测判断夹层的密闭性。

4)真空法

用真空泵将夹层内的气体抽空，通过监测真空度来判断夹层的密闭性。

1.2方法比选

传感器法主要将液体传感器放置在双层油罐的检测立管底部、防渗罐池的检测井底部和双层管道最低点的检测口即可，具有应用广泛、施工简便、易实施、易维护等特点，但必须保证液体不能通过检测口进入检测立管内，否则存在误报的可能。

液媒法主要针对双层油罐的渗漏监测，对于防渗罐池、双层管道系统的渗漏监测存在实施难度大的特点;液媒法充入液体必须做好防腐、防冻措施，否则会造成设施腐蚀破坏或因液体结冻而引起误报的可能。

充气法需要引压管、气瓶、充气控制机构和压力变送器等元件，系统复杂，投资比较大;一般要求半年充入气体一次，维护困难;还存在因为引压管渗漏造成的误报可能。

真空法与充气法具有同样的缺点，保持真空性的难度较大。

通过以上分析，汽车加油站在线渗漏监测系统建议选用传感器法。

2在线渗漏监测系统

基于液体传感器法的在线渗漏监测系统主要由液体传感器、信号电缆、渗漏检测报警仪3部分组成。

2.1液体传感器

2.1.1检测原理

液体传感器检测原理目前主要有振动频率法和介电常数法两种，这两种方式均能达到渗漏检测效果。

1)振动频率法

振动频率法的液体传感器类似于音叉原理，它是由晶体激励产生振动，当液位传感器被液体浸没时，振动频率会发生变化，这个频率变化是由电子线路检测出来的并输出开关量信号。频率变化属于传感器的物理属性，不论情况如何，物体不会停止振动，在不同介质中其振动频率也必然有所变化，不受结构、湍流、搅动、振动等情况的干扰，不受光线限制，耐撞击，能适应较复杂的现场环境，较之其它原理的液位传感器，抗干扰能力更强。

2)介电常数法

介电常数法的液体传感器利用高频电磁波的谐振状态来测量介电常数变化，当高频电磁波在不同介质中传播时，它的波长随介质的不同而不同，并引起谐振回道频率的变化，改变谐振回路和晶振电路之间的'谐振状态。晶振电路产生一个频率不变的高频电磁波，并进入谐振回路中。如果谐振回路的固有频率和高频电磁波的频率相差较大时，回路处于失谐状态，检波电路检波后的电压值比较低;若谐振回路的固有频率和高频电磁波的频率相等，则回路处于谐振状态，检波后的电压值比较高。谐振回路的固有频率和天线探头周围的介质特性有关。当天线探头处于纯水中时，通过调节回路的电参数，使得谐振回路的固有频率和晶振电路发出的电磁波频率相等，则电磁波在回路中引起谐振，检波后电压值比较高;反之，当天线探头至于无水油中时，谐振回路的固有频率和电磁波的频率相差比较大，则回路处于失谐状态，检波后的电压值比较低。因此，测量出检波后的电压值，即可确定介质种类。

2.1.2技术参数

液体传感器主要技术参数需满足以下要求：

检测内容：传感器具有油水分辨功能，为分析内壁渗漏还是外壁渗漏提供依据。

检测精度：规范要求不应大于3.5mm。

防爆等级：一般为本安型产品，不应低于II区T4组。

防护等级：根据工程的环境进行选取。

其他要求：传感器宜具有自检功能，减少人工测试工作量。

2.1.3安装方式

液体传感器主要放置在双层油罐的检测立管底部、防渗罐池的检测井底部和双层管道最低点的检测口，在检测口应做好密封处理，防止液体通过检测口进入检测立管内，造成系统误报。

2.2信号电缆

信号电缆主要根据液体传感器输出信号类型选择合适芯数的铜芯屏蔽电缆，一般为三线制或四线制;信号电缆敷设方式可采用直埋地或电缆桥架敷设至值班室渗漏检测报警仪。

2.3渗漏检测报警仪

渗漏检测报警仪主要壁挂安装于值班室，接收现场液体传感器信号，当由渗漏情况发生时发出声光报警信号，提示站内人员对设施进行检查维护。渗漏检测报警仪还可以输出报警信号至站控系统，实现联锁保护控制。

渗漏检测报警仪与液体传感器宜采用同一厂家产品，避免出现信号不兼容的情况发生。

3结论及建议

在线渗漏监测系统是汽车加油站防渗漏措施的重要组成部分，可以进一步提高加油站运行安全可靠性。在汽车加油站工程设计时，建议使用液体传感器法的在线渗漏监测系统，该方法具有投资较低、实施简便、维护简单等优点，但在液体传感器安装时建议做好密封措施，防止外部液体通过检测口进入检测立管中，以免造成系统误报。

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1、运动原理自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统。 1.1 导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。 1.2 驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。 1.3 制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停驶、确保行车安全。 此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。脚蹬部件：脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是一个将平动力转化为转动力的装置。自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，然后由脚蹬轴转动曲柄、中轴、链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。因此脚蹬部件的结构和规格是否合适，将直接影响骑车人的放脚位置是否合适，自行车的驱动能否顺利进行。脚踏：可分为整体式脚踏和组合式脚踏。无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面，必须安全可靠，具有一定的防滑性能。车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力，自行车应该采用流线型的钢管。由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。外胎：分软边胎和硬边胎两种。软边胎断面较宽，能全部裹住内胎，着地面积比较大，能适宜多种道路行驶。硬边胎自重轻，着地面积小适宜在平坦的道路上行驶，具有阻力小，行驶轻快等优点。前叉部件：前叉部件在自行车结构中处于前方部位，它的上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下端与前轴部件配合，组成自行车的导向系统。转动车把和前叉，可以使前轮改变方向，起到了自行车的导向作用。此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。 前叉部件的受力情况属悬臂梁性质，故前叉部件应该具有足够的强度等性质。链轮：应该用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。 飞轮工作原理：当向前踏动脚踏是，链条带动飞轮向前转动，这时飞轮内齿和千斤相含。飞轮的转动力通过千斤传到芯子，芯子带动后轴和后轮转动，自行车就前进了。当停止踏动脚踏板时，链条和外套都不旋转，但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动，这时飞轮内齿产生相对滑动，由此将芯子压缩到芯子的槽口内，千斤又压缩了千斤簧。当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时，千斤簧被压缩得最多，再稍微向前滑一点，千斤被千斤簧弹到齿根上，发出“嗒嗒”的声响。芯子转动加快，千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动，发出“嗒嗒”的声音。当反向踏动脚踏时，外套反向转动，会加速千斤的滑动，使“嗒嗒”声响得更急促。多级飞轮是自行车变速装置中的一个重要部件。多级飞轮是在单级飞轮的基础上，增加几片飞轮片，与中轴上的链轮结合，组成各种不同的传递比，从而改变了自行车的速度。链条：链条又称车链、滚子链，安装在连轮和飞轮上。其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进，应该减少链条的宽度，使它与齿轮紧密接触，减少掉链的几率。2、自行车的力学知识2.1 运动和力的应用2.1.1 增大和减小摩擦自行车在行驶的过程中，各个相互接触的部件间产生相对运动，这些地方就存在摩擦。 手与车把间摩擦、车轮与地面间摩擦、闸皮与车轮间的摩擦等都是有益摩擦。用摩擦系数较大的橡胶制作车把上的胶套，在胶套上刻上花纹来增大手与车把间摩擦；在轮胎外壳上刻上花纹来增大车轮与地面间摩擦；，采用增大压力的方法来增大闸皮与车轮间的摩擦。 前轴、中轴、后轴、脚蹬、车把与车架间等各个转动部位的摩擦都属于有害摩擦。减小这些有害摩擦的方法是在转动部位安装轴承，利用滚动摩擦代替了滑动摩擦；通过向这些部位加上黄油（钙基润滑脂）或机油进行润滑。摩擦力的大小跟两个因素有关：压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大，摩擦力越大；接触面越粗糙，摩擦力越大。 自行车外胎有凸凹不平的花纹，这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度，来增大摩擦力的，其目的是为了防止自行车打滑。自行车的外胎，车把手塑料套、踏板套、闸把套等处均有凹凸不平的花纹以增大摩擦，刹车时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对车轮钢圈的压力，以达到制止车轮滚动的目的，刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，变滚动为滑动后，摩擦大大增加，所以车能够迅速制动。车的前轴，中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂。多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大增加了，故车可以迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧闸把，增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。轮胎上的花纹：增大摩擦。刹车皮：增大压力，增加摩擦。链条和齿轮：增加粗糙程度，加大之间的摩擦。2.1.2 弹簧的减震作用车的座垫下安有粗的螺旋状的弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。轮胎的减震作用：在自行车车胎中充有适量的压缩空气，压缩空气具有很大的压强，可以增强弹性。同时在车的鞍座中装有弹簧，通过弹簧的弹性形变减弱车的震动。通过这些方法可以使自行车骑行平稳，减少颠跛。2.2 压强知识的应用2.2.1 自行车负重自行车的车胎上刻有载重量，明确告诉人们不能超载，如车载过量，车胎受力面积不变，则车胎受到太大的压强将被压破。 自行车的内胎要充够足量的气体，在气体的体积、温度一定时，气体的质量越大，压强越大。2.2.2 车座上的物理座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车时感到较舒适。2.3 简单机械知识的应用自行车是一种机械，它由许多的简单机械构成：执行部分中的车把、控制部分中的车闸把、后闸部件中的前曲拐、后曲拐及支架、货架上的弹簧夹、车铃的按钮等部件都属于杠杆。传动部分中的脚蹬与大齿轮盘构成一个动力作用在轮上的省力轮轴，飞轮与后轮则构成一个动力作用在轴上的费力轮轴；执行部分的车把也可以看作一个轮轴。自行车的各个部件是靠螺丝来连接和紧固的，螺丝上的螺旋是一个绕在圆柱体上的斜面。自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大刹车皮的拉力。另外，链轮牙盘与脚蹬，后轮与飞轮，车龙头与转轴等都是轮轴，利用它们可以省力。自行车的车把相当于一个轮轴，车把相当于轮，前轴为轴，是一个省力杠杆，自行车的脚踏板与中轴相当于一个轮轴，实质为一个省力杠杆。自行车的飞轮也相当于一个省力的轮轴。另外，刹车把手：省力杠杆，轮盘和脚踏：省力的轮轴。车把上的闸是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以比较大的压力压到车轮的钢圈上。自行车的车闸是利用摩擦力使自行车减速和停止前进。当我们使用车闸是，刹皮与车轮间的摩擦力，使车轮停止运动或速度减小，车轮与地面间的摩擦力由滚动摩擦变为滑动摩擦。强大的滑动摩擦力使自行车迅速减速。2.4 能的知识运用动能和势能的相互转化。骑自行车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，使车的速度（动能）增大，“动能冲坡”。以较大的动能转化为较大势能，能够较容易到达坡顶。而骑车下坡时，不用脚蹬，车速也越来越快，这是势能转化为动能。动能不断增大，所以车速也不断增大。2.5 刹车和惯性自行车高速行驶特别是下坡时，不能单独用前闸刹车，否则会出现翻车事故，其原因是：前闸刹车，前轮被迫静止。而作为驱动轮的后轮车架和骑车人由于惯性还要保持原有的高速运动的趋势，这时就会以前轮与地面接触处为支点，向前翻转，造成翻车事故。当人骑自行车前进时，若遇到紧急情况，一般情况下要先捏紧后刹车，然后再捏紧前刹车，或者前后一起捏紧，这样做是为了防止人由于惯性而向前飞出去。2.6 热膨胀知识的运用在炎热的夏天，车胎内的气不能充得太足，更不能放在烈日下曝晒，因为车胎内的空气受热急。2.7 机械能与内能的转化用打气筒给车胎打气，过一会儿，筒壁会热起来，这是因为压缩筒内气体和克服活塞与筒壁的摩擦做功，使筒壁内能增加。温度升高，所以筒壁会发热。坐垫下的弹簧：减小缓冲作用。3、改进意见（1）自行车车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹，增大接触面粗糙程度，增大摩擦力。（2）自行车的脚踏板应该选用橡胶、塑料或金属材料制造。脚踏必须转动灵活，脚踏板必须做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对脚的压强。（3）所有车轴处均有滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦，来减小摩擦，转动方便。车轴处经常上一些润滑油，以减小接触面粗糙程度，来减小摩擦力。（4）刹车时，需要纂紧刹车把，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力。（5）普通闸的制动点在车圈的内侧面也即是刹车摩擦车圈内表面。其摩擦力大，制动效果好，但会对自行车的外胎和刹皮产生大的磨损，使刹车效果变差。若是车缘闸的话，还会对车圈电镀层产生损伤。（6）车架：为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。车架应采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。应制成两端大、中间小的变径辐条，还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型。 （7）外胎：外胎上的应适当增加花纹增加与地面的摩擦力。（8）链条：掉链是因为链条太松或者和齿轮的间隙太大，可以适当的缩减链条的长度，拉紧链条。（9）链轮：用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。（10）车脚：自行车的车座做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对身体的压强。