1.Общие принципы

В связи с тем, что измерение расхода топлива по "проточной" и "псевдо-проточной" топливной схеме на транспортном средстве расходомерами является не приемлемым (в связи с большой погрешностью принципа измерений, см. статью"Возможность измерения расхода топлива расходомером"),предлагаем рассмотреть измерение расхода топлива по датчику уровня топлива в баке.
Датчик уровня топлива устанавливается сверху топливного бака транспортного средства поближе к геометрическому центру (возможно вместо штатного датчика). В некоторых типах транспортных средств (например тепловозах) из-за особенности конструкции (компоновки двигательного отсека и бака) датчик уровня топлива устанавливается снизу топливного бака.

Обзор типов датчика уровня топлива, датчика уровня жидкостей.

Датчик уровня топлива устанавливается в топливный бак и подсоединяется к устройству "ХХХ" регистрирующему измеренные показания или вычисленные значения уровня топлива.Датчики уровня топлива можно классифицировать по методам измерения и интерфейсам передачи данных.

1.Поплавковый резистивный датчик уровня топлива. Как правило, такие датчики уровня топлива являются штатными (устанавливаются при производстве транспортного средства) и по принципу действия являются резистивными: положение поплавка определяет выходное сопротивление датчика уровня топлива.

2.Поплавковый герконовый датчик уровня топлива. Измерение уровня топлива достигается за счет скольжения магнитного поплавка по длине измерительной линейки (направляющая трубка), в которой установлены герконы и резисторы соединенные по схеме резистивного делителя. Замыкание геркона изменяет сопротивление, значение которого может быть преобразовано в аналоговый или цифровой выходной сигнал.

3.Поплавковый магнитострикционный датчик уровня топлива. Измерение значения датчика уровня топлива достигается за счет скольжения магнитного поплавка по длине измерительной линейки (направляющая трубка), в которой натянут датчик уровня топлива, а струна из магнитного сплава. Принцип измерения положения поплавка основан на эффекте магнитострикции.

4.Емкостной датчик уровня топлива. Работа ёмкостного датчика уровня топлива основана на принципе изменения ёмкости между двумя электродами, исполненными в виде трубок различного диаметра вставленных одна в другую. Ёмкость такого конденсатора изменяется в зависимости от заполнения жидкостью пространства между электродами. Конденсатор включен в цепь генератора частоты, значение которой может быть преобразовано в аналоговое или (и) цифровое. Соответственно, емкостной датчик уровня топлива может иметь один или два выхода: аналоговый и цифровой.

Цифровой выход может быть исполнен в виде последовательного интерфейса передачи данных rs232, rs485 или др., по которому производится приём команд настроек работы датчика уровня топлива от системы контроля расхода топлива и передача фактического значения частоты, вычисленного уровня топлива и дополнительные значения полученные от одного или нескольких датчиков температуры, установленных в схеме преобразования и вычисления или распределённых по длине электродов датчика. Установка нескольких датчиков температуры позволяет более точно производить вычисления уровня топлива.

5.Ультразвуковой датчик уровня топлива. Такой датчик уровня топлива состоит из двух частей: электронный прибор и, собственно, ультразвуковой датчик, устанавливаемый на дно бака. Измерение уровня жидкости осуществляется посредством генерирования короткого ультразвукового импульса от прибора к датчику. Этот импульс распространяется до поверхности жидкости, от которой он отражается и опять пройдя через жидкость принимается датчиком уровня топлива. Время прохождения импульса определяет уровень жидкости.

(выдержка из статьи http://www.monitor-gps.ru/showdoc/3#z1)

Один из часто применяемых датчиков уровня является СИО (производитель НПК" Днепротехтранс"), который выпускается в нескольких вариантах исполнения с погрешностью 0,1% и 1,0%. СИО имеет механизм компенсации нестабильности температуры измеряемой среды и изменения геометрии бака.

3.Измерение расхода топлива по датчику уровня топлива в баке

Погрешность измерения фактического расхода топлива из бака тепловоза.

Расход топлива определяется по формуле:

R=V₂− V₁
где:R - фактический расход;
V₁ - измеренный объем топлива в начальный момент времени;
V₂ - измеренный объем топлива в конечный момент времени;

Тогда погрешность будет:

σ=σ_v₁+σ_v₂+σ_d
где:σ_v₁ - погрешность измерения объема в начальный момент времени;
σ_v₂- погрешность измерения объема в конечный момент времени;
σ_d- дополнительная погрешность.

3.1 Погрешности измерения

Погрешности измерения объема в начальный и конечный моменты времени определяются погрешностью СИО (при условии, определения объема для чистого, однородного топлива, не имеющего искривления и колебаний зеркала).

3.2 Дополнительная погрешность

Дополнительная погрешность зависит от неоднородности и нестабильности температуры измеряемой среды, изменения геометрии бака и пр.

4 Вывод

Вывод: используя точные датчики уровня топлива, например СИО, можно проводить измерения расхода топлива на транспортном средстве с приемлемой погрешностью за определённый промежуток времени.

<< назад на начало страници

на главную>>