油温加密测量方法及装置设计

张峰 段博涵 杨伟豪 张琛 胡龙韬

摘要：在我国，目前加油站采用“升进升出”的销售方式，这种方式避免了在油品销售中测定油品密度以转换为质量的不便。但是，由于液体存在热胀冷缩效应，势必导致零售环节温度引起的损溢效应。为了准确评估温度引起的损溢效应，就必须掌握准确的油温。本文设计了一种油温加密测量装置，采用DS18B20温度传感器进行油温测量，采用加密算法对油温进行加密，显示屏同时显示加密前后的油温数据，工作人员测温时需同时记录两组数据。本装置配合解密软件，可以第一时间发现数据造假并能恢复原始真实数据。

关键词：加油站；油温测量；加密测量；温度加密；解密软件

中图分类号：TE85 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）32-0274-02

1 背景技术

石油贸易中，通常采用质量计量方式，其理论依据为不同时间、不同地方的重力加速度一样。但在油品的零售环节，为了简化计量程序、减轻劳动强度，又采用以升为单位的交易方式[1]。但是，由于液体存在热胀冷缩效应，势必导致零售环节温度引起的损溢效应[2，3]。不同的加油站，由于地理位置、地罐的类型、地罐与加油机的连接方式和距离远近、加油站日销售量以及进油温度的不同，由油品温差所引起的损溢相差很大[4]。这种温度差主要有以下两种，第一是油库发油温度与加油站接油温度之差，第二是加油站接油温度与销售油温之差。只有准确掌握整个环节的油品温度这一关键参数，才能在“升进升出”的销售模式中将非正常损耗与温差损耗剥离，避免将所有损耗往温差损耗这个“篮子”里装[4]，倒逼加油站加强管理，杜绝非正常损耗，提高运营经济效益。

目前，油品温度测量多采用玻璃棒温度计。玻璃棒温度计的主要不足有测量时间长、人为误差大、测温筒重量大、上下油罐不方便、受环境温度影响大等。随着科技发展，电子测温仪开始用于油温测量，电子测温仪测量速度快、准确可靠、携带方便。表1是两种测温方法的指标比较[5]：

虽然电子测温仪可以解决玻璃温度计的很多不足，但在油品测温中仍然不能解决以下问题：（1）油品测温中的偏向性误差问题；（2）加油站日常油品温度管理的定时测量、准确记录问题。

2 油温加密测量方法及装置

油温加密测量装置主控CPU采用AT89S52，采用DS18B20温度传感器测量油品温度，采用DS1302记录测温时间，将时间信息和油品温度信息组合进行加密，显示电路采用LCD1602，同时输出温度和加密信息。工人需同时记录这两种信息。另为管理人员开发解密软件，该软件的输入是工人记录的测温加密信息，输出为测温时间和温度值。具体设计框图如图1所示。

3 应用效果

加密测量装置的应用效果借助5个应用情形进行说明。

情形1：正常测量记录

2016年6月27日15点14分23秒，加油站工人测量某加油站某92#地罐油温为20.4℃，测温装置第一屏显示原始数据“2016-06-27 15：14：23 20.4℃”，第二屏显示加密数据“0016130302532380”。

其加密过程由主控CPU自动完成，解密过程由解密软件完成。

结果：计量管理人员通过解密软件调入记录文件后，发现此组数据“0016130302532380”解密后的数据为“2016-06-27 15：14：23 20.4℃”。解密后的数据与原始记录相同，说明工人记录的数据真实、可靠。

情形2：记录值较真实值低

2016年7月4日8点2分6秒，加油站工人测量某加油站某95#地罐油温为21.5℃，测温装置第一屏显示原始数据“2016-07-04 08：02：06 21.5℃”，第二屏显示加密数据“0017183020162378”。而工人实际记录的原始温度数据为“2016-07-04 08：02：06 20.5℃”。

结果：计量管理人员通过解密软件调入记录文件后，发现此组数据“0017183020162378”解密之后的记录为“2016-07-04 08：02：06 21.5℃”，与工人记录的数据“2016-07-04 08：02：06 20.5℃”相比温度高1℃，时间信息一致。说明工人记低温度值。

情形3：记录值较真实值高

2016年7月4日18点12分26秒，加油站工人测量某加油站某92#地罐油温为18.4℃，测温装置第一屏显示原始数据“2016-07-04 18：12：26 18.4℃”，第二屏显示加密数据“00171420482348”。工人实际记录的原始温度数据为“2016-07-04 18：12：26 19.2℃”。

结果：计量管理人员通过解密软件调入记录文件后，发现此组数据“00171420482348”解密之后的记录为“2016-07-04 18：12：26 18.4℃”，与工人记录的数据“2016-07-04 18：12：26 19.2℃”相比温度低0.8℃，时间信息一致。说明工人记高温度值。

情形4：未按规定时间进行测量

加油站工人未按规定时间进行测量，修改测量时间，温度如实记录，加密数据如实记录。加油站规定每天换班8点和18点均要测量地罐油温，工人实际测温时间为2016年7月5日23点08分27秒，测量加油站某92#地罐油温为18.8℃，测温装置第一屏显示原始数据“2016-07-05 23：08：27 18.8℃”，第二屏显示加密数据“0017195330492358”。工人实际记录的原始温度数据为“2016-07-05 18：10：26 18.8℃”。

结果：计量管理人员通过解密软件调入记录文件后，发现此组数据“0017195330492358”解密之后的记录为“2016-07-05 23：08：27 18.8℃”，与工人记录的数据“2016-07-05 18：10：26 18.8℃”温度一致，时间信息不一致。说明工人未在规定时间测量温度值。

情形5：漏测后虚构测量数据

2016年7月6日8点换班，加油站工人未进行油温测量。后直接虚构某92#地罐油温为 “2016-07-06 08：14：23 18.4℃”，加密数据为“0016132732275669”。

結果：计量管理人员通过解密软件调入记录文件后，发现此组数据“0016132732275669”解密之后的时间信息为“2016-06-27 13：36：13”，虚构的加密数据格式不符合规定，无法还原出温度值。说明工人漏测并虚构数据。

4 结论

使用油温加密测量装置，如果现场操作人员记高、记低、未按规定时间测量或漏测虚构数据，管理人员均可以快速发现。除漏测以外，其余均可以通过解密软件还原出真实值。这对于现场操作人员的影响很大，可促进现场操作人员依规、如实测温，提高管理水平。改变本装置的前端传感器，还可将其扩展到距离、液位、湿度、质量等的相关加密测量领域。

参考文献：

[1] 黄美菊. 加油站油品用体积交接存在的问题及建议[J]. 石油库与加油站， 2003， 12（5）： 25-26

[2] 骆必红. 加油站升进升出计量交接管理办法的探讨[J]. 石油库与加油站， 2006， 15（4）： 28-29

[3] 景仲林. 油库和加油站实行油品以体积为单位计量交接的尝试[J]. 石油库与加油站， 2003， 12（5）： 23-24

[4] 李素萍. 油品温度对零售损耗的影响及对策[J]. 石油库与加油站， 2009， 18（5）： 17-19

[5] 阎国峰. 电子测温仪在储罐油品温度计量中应用的研究[J]. 中国计量， 2014， 116-117

【通联编辑：梁书】