[发明专利]用于探测气体回流管道中液体的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是用于在对例如，加油站的加油系统中气体回流进行监控时探测气体回流管道中液体的方法和装置。

背景技术

多年以来，在加油站为机动车辆加油时，都是通过气体回流泵将燃油-蒸汽/空气混合物从油罐泵出。由此，显著减小了温室气体的排放以及还有顾客在加油站为机动车辆加油时可能暴露于致癌气体。

这样的气体回流系统自从90年代以来在一些欧洲国家中就建立起来了。在随后一段时间中，这种系统由于其高故障率就被补充了监控系统，该监控系统确保了气体回流的功能。该监控系统探测气体回流系统中的故障以及偏离回流率的法定极限，回流率也就是回流气体与供应的燃油体积之间的比率。故障探测装置被用于触发用于操作者或维修厂的警报信号。当不进行修理时，加油泵被自动关闭，也就是说无法进行加油。另外，许多监控系统能够进行自我测试并且同样报告自身故障。由此，相对高水平地避免了温室气体。

然而还存在缺陷，这些缺陷同样是关键的，因为这些缺陷明显减小了气体回流的可用性并且在校准法则方面也是有害的。例如，在气体回流管道和燃油输送管道之间的内部密封中会出现泄漏，该泄漏导致气体回流管道被暴露至液体燃油。由于气体回流泵不适用于泵送液体，所以泵出现了快速失效。在暴露于液体期间，也妨碍了实际的气体回流。

发明内容

本发明的目的由此在于，在监控气体回流的回流率之外，能够识别出气体回流系统中存在液体并且将其指示出来。

该目的通过带有权利要求1的特征的、在对加油系统中的气体回流进行监控时探测气体回流管道中的液体的方法来实现。权利要求10涉及的是用于实施该方法的装置。从属权利要求导致了本发明的有利改进。

在此，利用监控系统监控气体回流，该监控系统具有布置在气体回流管道上的热流量传感器，利用该热流量传感器探测在加油操作中回流的气体的质量流量。该热流量传感器具有加热装置以及与该加热装置热接触的温度传感器，回流的气体流到该温度传感器上。使用温度传感器的温度以及使用输送给加热装置的加热功率，以产生表征回流气体的质量流量的传感器信号。

按照本发明，将传感器信号与阈值进行比较，该阈值与在气体回流的无中断操作中不会达到的高质量流量相应。表征高于与阈值相应的质量流量的质量流量的传感器信号触发中断信号，该中断信号表示有液体存在于气体回流管道中。该阈值优选地是固定地预先给定的。

本发明由此以在市场上已经普及的用于气体回流的监控系统为出发点，其中，气体回流管道中的质量流量(也就是每单位时间的气体质量)由热流量传感器测量并且可以被用来随每单位时间所输送的燃油量变化而驱动气体回流泵。例如，DE 199 13 968 A1中描述的这种热流量传感器。其测量原则基于：在较强流量的情形下，也就是说在较大的质量流量或较大的气体体积流量(也就是每单位时间的气体体积)的情形下，对与加热装置热接触的温度传感器进行更令人满意的冷却，以便从温度传感器的温度和输送给加热装置的加热功率获得气体质量流量。为了达到较高的精确性，可以考虑散热(温度传感器的冷却)对气体成分(空气中燃油蒸汽的浓度)的依赖性；这可以借助例如，利用气体导热率传感器的测量(同样参见DE 199 13 968 A1)或通过蒸汽压力曲线(参看EP 1 167 929 B1)来实现。借助热流量传感器对散热的测量首先确定了气体的质量流量。通过适合的校准可以从中计算出加油喷嘴入口处的气体体积流量，这为应用提供了更高的精确性；对此，参见DE 10 2007 006 836 A1。

在泄漏缺陷的情况下，会出现液体传输到气体回流管道中的现象。这经常被归因于加油操作所使用的加油喷嘴内部的磨损的O形环密封圈，但也存在其他泄漏类型。另一种经常出现的、导致液体渗入到气体回流管道中的故障原因在于，加油喷嘴关闭过晚。当液体已升高至输出管时，在加油操作结束时，被锁住的加油喷嘴通常自动地关闭。但是，如果关闭延迟，液位会继续升高。由于在加油操作中，气体回流不断地吸取气体，所以会出现在液位过高时最后吸入了燃油的现象(回溅)。在经常存在液体的情况下，气体回流泵被损坏地相对较快。

本发明的原理基于：在中断情况下，由气流携带的液滴也经过监控系统的流量传感器。接着该液滴遇到与加热装置热接触的温度传感器。在无中断的操作状态下，该传感器元件只由流动的气体冷却。在出现液体时，由于液滴而增加了额外的冷却作用。由于液滴的质量相对较大，该冷却作用明显大于在正常操作过程中流动的气体产生的冷却作用并且由此可以明显地被识别出来。为了识别出上述中断情况，由此可以按照本发明使用冷却作用的评估(传感器信号与阈值的比较)。