Виды датчиков уровня топлива.

  Введение

  В мире существует множество различных способов измерения уровня топлива. Многообразие датчиков – уровнемеров весьма велико, — от классических поплавковых до ультразвуковых. Они различаются по принципу действия, конструкции и типу выходного сигнала. Про принципы действия и конструкцию данных приборов можно написать не один десяток статей… Мы же сейчас поговорим о типах выходного сигнала.

  Выходной сигнал датчика может быть аналоговым, частотным или цифровым. Рассмотрим их подробнее.

  Аналоговый выходной сигнал

  Аналоговый сигнал, пожалуй, наиболее часто используется при построении датчиков вообще, и датчики уровня топлива здесь не исключение. Подавляющее большинство штатных поплавковых датчиков уровня имеют на выходе аналоговый сигнал. Аналоговый сигнал предполагает кодирование значений уровня значениями какой-либо физической величины, чаще всего напряжения или тока. Если говорят, что датчик имеет на выходе аналоговый сигнал от 0 до 10 вольт, то в общем случае это значит, что пустому баку соответствует напряжение 0 В, полному – 10 В, а промежуточные значения напряжения соответствуют уровню от пустого до полного. Именно простота и универсальность являются основными преимуществами аналогового выходного сигнала. Например, значение в 6 В соответствует 60% от высоты уровня топлива в баке. Все просто! Как говорится, шесть вольт, они и в Африке шесть вольт. И любой вольтметр или измеритель напряжения (если, конечно, он исправен) покажет, что сигнал равен пяти вольтам. Но на этом достоинства аналогового сигнала, пожалуй, и исчерпываются. Давайте же разберемся, почему.

  Вся проблема в точности измерения, или говоря научно, в погрешности.

  Погрешность в общем случае показывает, насколько отличается наше представление о каком-либо параметре от его реального значения. Проще говоря, как сильно мы ошибаемся в оценке.

  Погрешность бывает абсолютной и относительной. Абсолютная погрешность – это насколько мы ошибаемся, оценивая неточность в единицах измеряемой величины. Пусть у нас есть бак с топливом и мы считаем, что в нем 20 л. (реально там 24 л.) Абсолютная погрешность в этом случае составляет 4 л. Тоже вроде ничего сложного, только абсолютная погрешность мало что дает. Ну ошиблись мы на 4 литра, и что? Хорошо это или плохо? Если это бак в 40 литров на ВАЗ 2104 – это достаточно много, а если бак в 400 л на каком-нибудь седельном тягаче, то оценка очень даже сносная. Если же это двадцатикубовая емкость, то абсолютная погрешность в 4 литра – это вообще из области фантастики. Поэтому, как правило, оперируют относительной приведенной погрешностью. Относительная приведенная погрешность – это выраженная в процентах величина ошибки от диапазона измерения. Или, проще говоря, на сколько процентов мы ошиблись. Если рассмотреть наш пример с ошибкой в 4 литра, то для бака объемом 40 литров ошибка составляет 10%, для бака в 400 л. — уже 1%. Проценты можно сравнивать, можно делать выбор между тем или иным средством измерения. Считается, что чем меньше относительная погрешность, тем выше точность измерения. Вот тут-то и кроется подвох! Состоит он в том, что далеко не все определяется погрешностью измерительного датчика. Нужно учесть еще ряд важных факторов, влияющих на конечную точность измерения. Попробуем с этим разобраться. Автор будет стараться не углубляться в дремучую науку под названием Метрология, а попытается объяснять все простым языком и на примерах. Из-за этого тон моего повествования, возможно, будет не совсем точен, но простят меня уважаемые метрологи из поверочных лабораторий и научных институтов.

  Итак, первое, что надо усвоить – погрешность измерения складывается из погрешности всех преобразователей и измерителей, находящихся в канале измерения. Тут же у непосвященного читателя возникает вопрос: «Чему там складываться? Там же только один датчик, и все!» Нет, не все. В измерении уровня топлива присутствует минимум два измерителя. Значение уровня топлива, т.е. миллиметры уровня измеряются датчиком. Это первое измерение. Далее измеренное значение преобразовывается в аналоговый сигнал, и это напряжение передается по проводам и потом измеряется приемником. Это второе измерение. В итоге погрешность всего измерительного тракта суммируется из погрешности измерителя уровня, измерителя напряжения, да еще к ним иногда надо приплюсовать погрешность преобразования уровня в напряжение, если она не входит в общую погрешность датчика.  И если каждое измерение или преобразование имеет относительную приведенную погрешность в 1%, то общая погрешность составит в худшем случае уже 3%! Это, кстати, объясняет рекомендацию не использовать в одном измерительном канале устройства с разным значением предела основной приведенной погрешности. Не имеет смысла измерять вольтметром с пределом погрешности в 1% сигнал с датчика с пределом погрешности в 0,01%. Это то же самое, что обмерять деревянной школьной линейкой деталь, выточенную на прецизионном станке с ЧПУ, действие бессмысленное. Как правило, в жизни точность первичного измерения, — у нас это измерение уровня топлива, — хуже, чем точность вторичного измерения, — в нашем случаи это измерение напряжения. Не имеет смысла делать датчик с точностью 0,1% и подключать его к регистратору уровня, имеющему аналоговый вход с точность в 1%. Второй очень важный момент – ошибочное толкование понятия «точность» и путание разных видов погрешности.

  Все производители оборудования, работающие с аналоговыми сигналами, заявляют какие-то параметры точности. Прямо так и пишут «Точность – 0,1%». Кто-то указывает значения погрешностей, например так : «Относительная погрешность — не более 0,5%». Кто-то делает хитрее и указывает только разрядность аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) примерно так : «АЦП — 10 бит, выходное значение — 0 до 1024». Подразумевается, что можно получить значение с точностью около 0,1% (если разделить 1024 значения на 100%). Все это в общем случае только вводит в заблуждение несведущего покупателя. Давайте же попробуем понять, что такое точность и из чего она образуется.

Точность измерения есть сумма основной приведенной погрешности и дополнительной погрешности, вызванной влиянием каких-то факторов.

  Про основную приведенную погрешность мы уже немного говорили, поэтому повторно давать ее определение не будем. Она получается из арифметической суммы целого ряда частных погрешностей: погрешности измерения, погрешности дискретизации преобразования, погрешности промежуточных пересчетов, погрешности от нелинейности, от гистерезиса, погрешности калибровки, погрешности временной нестабильности из-за старения элементов и т. д. Понятно, что во всех этих «наворотах» простому потребителю разбираться не имеет смысла, но понимать, что они есть – необходимо. Взять пример с указанием каким-то производителем разрядности АЦП. Это всего лишь указание погрешности дискретизации преобразования. Т.е. АЦП в 10 бит вносит в сумму к основной приведенной погрешности около 0,1%. Но этот же измеритель может иметь нелинейность в 2% или погрешность измерителя, вызванную разбросом параметров радиоэлементов, в 1,5%. И его конечная относительная погрешность будет ну никак не 0,1%! На выходе у такого датчика будет действительно 1024 различных значения, только все они будут отличаться от реального на несколько процентов. Еще одна составляющая основной приведенной погрешности, о которой надо знать – это точность калибровки или преобразования. Если взять довольно точный датчик уровня топлива, для которого прочие составляющие основной приведенной погрешности составляют, к примеру, не более 0,25%, а потом произвести тарировку такого датчика жестяным ведром, купленным в хозяйственном магазине – то какая будет конечная точность измерения объема топлива? Это даже невозможно определить, т. к. на жестяном ведре не проставлен предел основной приведенной погрешности, и оценить его вклад в конечные показания объема вообще нереально. Это же, кстати, относится и к тарировке по двум точкам. Тарировка по двум точкам вообще годится для баков с формой идеального параллелепипеда, коих в природе не бывает. Чем больше отклонения формы от идеальной, тем выше погрешность.

Дополнительная погрешность – это погрешность, вызванная воздействием чего-то извне на измеритель или датчик. Как правило, рассматривают только влияние температуры, т.к. остальные факторы, например, солнечный ветер, влияют ничтожно мало.

  Ряд производителей указывают дополнительную погрешность в процентах на каждые 10 градусов. Это означает, что для того, чтобы понять, какая конечная точность будет у измерителя или у датчика при определенной температуре эксплуатации, то надо вычислить дополнительную погрешность и сложить ее с основной. Например, указано, что дополнительная погрешность составляет 0,05% на каждые 10°С. Изменение температуры считается от нормальной, как правило, равной 25 °С. Тогда при температуре окружающей среды -25 °С изменение температуры составит 50 °С, что внесет в точность дополнительно 0,25% ошибки. И если основная погрешность при этом равняется 0,5%, то общая погрешность (или искомая точность) будет 0,75%.

  Ряд производителей (например, Омникомм), дабы не утруждать пользователя такой арифметикой, сразу указывают основную приведенную погрешность во всем диапазоне температуры эксплуатации. Т.е. к основной погрешности прибавляют дополнительную, вызванную изменением температуры. И если указано, что погрешность составляет не более 1% во всем диапазоне температур, то значит, при любой температуре суммарная погрешность будет не более этого процента. Хотя, например, при нормальной температуре в 25 °С основная приведенная погрешность такого датчика, без влияния дополнительной, может быть 0,5% или 0,25% или еще меньше. Просто указано сразу наибольшее значение суммы основной и дополнительной погрешностей.

  Ряд производителей вообще обходят стороной значения дополнительных погрешностей и их не указывают. То ли считая, что их просто нет (хотя мать-природу с ее законами отменить пока никто не в силах), то ли предоставляя потребителю самому определить в полевых условиях, как же влияет температура на измеритель или датчик. Ну да оставим это на их совести.

  Третье, что надо знать – это несоответствие входного диапазона измерителя и выходного диапазона датчика. Это несоответствие также очень сильно влияет на то, какой точности мы в итоге получаем результаты измерения. Надо понимать, что значение основной приведенной погрешности указывается для всего диапазона измерения (собственно, термин «приведенная» это и означает). Если взять очень точную метрологическую стальную линейку длиной в один метр и начать измерять ею размеры зубчатых колесиков из наручных часов, то понятно, что ничего путного мы не добьемся. На линейке есть только миллиметровые риски, а надо измерять микроны. И дело не в том, что линейка неточная, а в том, что не тем мы начали мерить… Если мы возьмем датчик уровня топлива с выходным сигналом от 0 до 10 В и начнем измерять его значение вольтметром, имеющим предел основной приведенной погрешности 0,1%, но рассчитанным на диапазон от 0 до 100В, то значения от 0 до 10В мы сможем мерить с точностью в 10 раз хуже, т. е. уже 1%. Поэтому при сопряжении разных устройств надо учитывать их входные и выходные диапазоны. Если взять навигатор с аналоговым входом, рассчитанный на измерения значения напряжения от 0 до 30 В и имеющий неплохой предел основной приведенной погрешности в 0,5%, и присоединить к нему датчик с выходным сигналом от 0 до 5 В, то конечная точность (как и дискретность) будет уже в 6 раз хуже, т.е. не менее 3%. А если обрезать такой датчик уровня, сузив его выходной сигнал например до 4-х вольт от начальных пяти, то погрешность будет еще выше. Плюс к ней надо еще добавить собственную основную приведенную погрешность датчика (например 1%), плюс дополнительную погрешность из-за изменения температуры (если она указана производителем), да еще учесть погрешность тарировки, — допустим, по двум точкам…. Набегает немало. Выводы пусть для себя каждый делает сам. Кого-то это устроит, кого-то нет.

  Резюмируем. Если есть желание использовать датчик с аналоговым выходным сигналом, надо учитывать:

• предел основной приведенной погрешности как датчика, так и того, к чему датчик подключают. Если явно основная приведенная погрешность не указана, то надо попытаться понять, что же указано. Как уже говорилось, часто за основную погрешность выдают погрешность дискретизации;
• погрешность тарировки или иных преобразований;
• значение дополнительной погрешности от температуры, опять же, датчика и измерителя;
• несоответствие выходного и входного диапазонов. И насколько эти диапазоны сужаются при обрезке датчиков.

   Только совокупность всех этих факторов позволит дать ответ, что же за ошибка получится при измерении.

  Еще одним минусом аналогового выходного сигнала является низкая помехозащищенность. Конечно, современные решения в области создания электронных компонентов, хорошая проработанность российских и международных стандартов по элекромагнитной совместимости (ЭМС) позволяют сделать решения, практически не подверженные влиянию электромагнитных помех. Но не все производители, стремясь понизить стоимость изделия, занимаются подобными вопросами. А в результате ко всем составляющим точности измерения добавляются еще и вызванные влиянием помех. Измерить и оценить их удается только в процессе эксплуатации, т.к. в большинстве случаев никаких характеристик производители не приводят, и, к сожалению, их влияние порой на порядок более сильно искажает результат измерения, чем все вышеописанные факторы.

  В итоге низкая точность, неминуемо набегающая при работе с аналоговым сигналом, если честно учитывать все ее составляющие, и низкая помехозащищенность подтолкнули инженеров к поискам другого пути передачи измеренного значения. И появились частотные и цифровые способы передачи выходного сигнала.

  Частотный выходной сигнал

  В случае с частотным выходным сигналом, или сигналом с частотной модуляцией, выходное значение кодируется частотой импульсов в линии связи. Погрешность датчика все равно остается, но, справедливости ради надо сказать, что она присутствует во всех способах передачи выходного сигнала. Недостатком такого способа является его медленность. Если мы хотим точно передать выходной сигнал, то требуется увеличить частоту (а это сопряжено с повышенными требованиями к источнику), или увеличить время передачи (что приводит к запаздыванию в системе). Опять же, в ряде случаев это приемлемо, а в ряде – нет. Плюс в канале передачи данных присутствует погрешность, вызванная необходимостью преобразования начального значения (в нашем случаи значения уровня топлива), в частоту. Эти недостатки не позволили частотному способу передачи выходного сигнала стать стандартом и получить широкое распространение. Последнего из недостатков этого способа лишен цифровой способ передачи значения выходного сигнала.Частотный выходной сигнал – это нечто промежуточное между передачей цифровым способом и аналоговым сигналом. Выходное значение кодируется частотой импульсов в линии связи. Основное достоинство такого способа – по-прежнему сохраняющаяся универсальность выходного сигнала, но отсутствие погрешности измерителя.

  Цифровой выходной сигнал

  Реализовать цифровой выход датчиков стало возможно после развития микропроцессорной техники. В большинстве современных датчиков есть микропроцессор, пересчитывающий, линеаризирующий и выравнивающий первичные измерения. Микропроцессор позволил снизить основную относительную и дополнительные погрешности самого датчика. И, естественно в микропроцессоре идет цифровая обработка значений. Какой смысл потом преобразовывать это значение обратно в аналоговый сигнал, передавать по проводу и на приемнике опять оцифровывать? Неминуема потеря точности и помехозащищенности. На это идут только ради обеспечения совместимости различных приемных устройств и датчиков. Как уже говорилось, аналоговый сигнал универсален…

  Но если согласовать выход датчика и вход приемника данных на уровне протокола и интерфейса, то можно передавать результаты измерения непосредственно в цифровом виде, не теряя точности и обеспечивая должный уровень помехозащищенности.

  В этом основной плюс цифровых выходов: в канале измерения остается только один источник погрешности – первичный измеритель. Для него по-прежнему необходимо учитывать основную приведенную и дополнительную погрешности, но не надо заботиться о согласовании входного и выходного диапазонов, нет погрешности вторичного измерения, нет влияния помех. И поэтому цифровые выходы получают все большее развитие и популярность.

  Заключение

  Мы рассмотрели варианты интерфейсов датчиков. Все они имеют плюсы и минусы. Какой использовать Вам – решайте сами. Автор лишь надеется, что эта статья дала вам информацию и Вы сможете сделать правильный выбор.

Датчик уровня топлива емкостной

• Главная
• Оборудование
• Датчик уровня топлива

У нас вы можете приобрести датчик уровня топлива как на ВАЗ, так и на любую другую технику. 

Датчик уровня топлива  емкостного типа применяется в системах спутникового слежения (мониторинга GPS/ГЛОНАСС) автотранспорта для точного измерения уровня топлива, контроля времени, месте и объеме заправок и сливов дизельного топлива или бензина непосредственно из бака.  

Для точного контроля расхода топлива необходимо использовать счетчик-расходомер топлива DFM. 

Датчик уровня топлива рекомендуется устанавливать в геометрический центр бака для снижения влияния вектора движения на показания датчика, также можно использовать DUT-E и вместо штатного датчика уровня топлива.

Тарировка топливной емкости

После монтажа датчика уровня топлива необходимо произвести процедуру тарировки, порционно, с небольшими перерывами, полностью заполнить бак. Чем тщательней проведена тарировка, тем более точные данные будет выдавать датчик. Ее результатом является тарировочная таблица, в которой отражается соответствие объема топлива в баке выходному сигналу датчика уровня топлива .Для круглых баков процедура тарировки несколько меняется, порции топлива постепенно увеличиваются  пока бак не заполнится наполовину, потом уменьшаются до полного.

Емкостной датчик уровня топлива:

• допускает обрезку и наращивание длины  0-70%
• имеется взрывозащитное исполнение
• работает в  диапазоне питания от 10 до 50 В
• наличие донного упора обеспечивает жесткую конструкцию крепления
• ушки для пломбирования позволяют исключить возможность манипуляций водителя с датчиком
• встроенный стабилизатор питания
• выходной сигнал не зависит от напряжения бортовой сети
• байонетное крепление обеспечивает удобство сервисного обслуживания DUT-E
• введен в комплектацию грязевой фильтр, который защищает датчик уровня топлива от грязи на дне бака

Датчик уровня топлива  имеет различное исполнение по длине: 180, 250, 350, 500, 700, 1000, 1400, 2000 мм согласно основным типам баков на автотракторной технике.

Дополнительная секция DUT-E предназначена для увеличения длины любых датчиков уровня топлива, в том числе подвергавшихся обрезке. Используя дополнительную секцию KDC можно нарастить датчик уровня топлива до 6000 мм, что существенно снижает затраты на доставку негабаритных грузов. Качество соединения гарантирует стабильный сигнал.

 датчик уровня топлива может быть удлинен следующими дополнительными секциями:

• KDC 250*;
• KDC 500*;
• KDC 1000*.

* — цифры обозначают длину секции в мм.

 Емкостной датчик уровня топлива DUT-E имеет следующие исполнения по выходному сигналу:

DUT-E А5:	DUT-E А10:	DUT-E I:	DUT-E 485:	DUT-E 232:	DUT-E CAN:	DUT-E F:
аналоговый датчик уровня топлива, напряжение 1,5-4,5 В	аналоговый датчик уровня топлива, напряжение 2,5-9 В	аналоговый датчик уровня топлива, токовый 4-20 мА	цифровой датчик уровня топлива, протокол DUT-E COM	цифровой датчик уровня топлива, протокол DUT-E COM	датчик уровня топлива с протоколом CAN	частотный датчик уровня топлива,500-1500 Гц

Установка емкостного  датчика уровня топлива DUT-E на транспортное средство

 

Датчик уровня  топлива DUT-E имеет стандартный 5-ти болтовой фланец и может устанавливаться как в штатное отверстие топливного датчика, так и в специальное отверстие в баке.

Цифровые DUT-E можно обрезать до 70% длины. После обрезки требуется перекалибровка. Для настройки и калибровки датчика уровня топлива с цифровым интерфейсом используется комплект сервисный SK DUT-E.

Аналоговые и частотные датчики уровня топлива DUT-E не нуждаются в настройке, даже после обрезки (не более 30%)

Датчик уровня топлива пример отображения сигнала

В комплекте с датчиком уровня топлива идет:

• паспорт
• свидетельство о поверке
• кабель 4м с стандартным автомобильным разъемом
• монтажный комплект (донный упор, саморезы, винты, байонетное крепление, пломбы, канат, прокладки).
• упаковка
 

Стоимость на датчик уровня топлива необходимой Вам модели и длины можно узнать по телефону +7(812)9848555 или посмотреть на сайте в разделе цены.

Понимание типов датчиков уровня топлива и их преимуществ — DATOMS

• Вишрути Ранджан
• 19 апреля 2022 г.

Обзор — что такое датчики уровня топлива?

Датчики уровня топлива применяются для контроля уровня топлива в топливных баках различных видов автомобилей, локомотивов, кораблей, судов и т. д. Его также можно использовать для контроля топлива стационарного тяжелого оборудования , такого как генераторы и баки заправочной станции . Стремительный рост цен на топливо вынуждает владельцев автопарков и управляющих активами внедрять решения для мониторинга топлива , которые помогут сократить расходы, связанные с топливом.

Датчики уровня топлива вместе с решениями для отслеживания и мониторинга Интернета вещей помогают извлекать такую ​​информацию, как:

• Уровень топлива в баке
• Потребление топлива с течением времени
• СОСТОЯНИЕ ТОПЛИВА/Столевное состояние
• Идентификация кражи топлива/Орухание
• Проверка автомобилей/Время на холостом ходу.

  Датчики уровня топлива устанавливаются на топливные баки транспортных средств/машин , потребление топлива которых должно контролироваться. Их размещают таким образом, чтобы ось их чувствительного элемента находилась как можно ближе к геометрический центр бака. Затем датчик калибруется в соответствии с размером резервуара. После завершения настройки и подключения к системе мониторинга начинается передача информации на платформу программного обеспечения/приложений.

  Платформа далее анализирует полученную информацию и отправляет информацию в визуальном формате пользователю, уведомляя его об изменениях уровня топлива в баке, которые могут быть визуализировал со своего ноутбука или мобильного телефона в визуальных формах.

  *Система контроля топлива работает организованно, не влияя на работу автомобиля/машины.

  Технология измерения уровня

  Существует широкий спектр датчиков уровня топлива, основанных на их технологиях измерения, таких как механические, магнитные, датчики давления, электростатические, радарные и ультразвуковые . Рекомендуется выбирать датчик топлива, который легко размещается на баках цилиндрической и прямоугольной формы; любые 9 неправильная форма 0014 может повлиять на работу датчиков, что приведет к ошибочной информации.

  Применение датчиков уровня топлива

  Датчики уровня топлива могут использоваться в широком диапазоне варианта использования для мониторинга модели потребления топлива и предотвращения топлива потерь и 4 кражи 9.

  • Контроль бака генератора
  • Мониторинг резервуаров горно-шахтного оборудования
  • Контроль топливного бака
  • Контроль масляного бака
  • Мониторинг дизельного бака
  • Мониторинг бака автобуса
  • Мониторинг резервуаров морских судов

  Типы датчиков топлива

  Для контроля топлива доступны различные типы датчиков. Наиболее распространенными типами датчиков топлива являются:

  1. Резистивный/поплавковый датчик топлива: Эти типы датчиков топлива устанавливаются на заводе в топливный бак в стандартной комплектации. Датчик соединен с поплавком, который перемещается вверх и вниз в зависимости от уровня топлива. Когда поплавок движется вверх и вниз,

  сопротивление датчика изменяется, что приводит к изменению выходного сопротивления и положения стрелки в манометре, а выходное сопротивление и положение стрелки изменяются пропорционально току, протекающему через катушку.

  Преимущество поплавкового датчика уровня

  • Простота установки, низкая стоимость, отсутствие обслуживания.

  Недостатки поплавкового датчика уровня

  • Уровень точности датчика очень низкий (80-85%).
  • Положение установки ограничено формой контейнера.
  • Износ датчика из-за скользящего контакта внутри элементов датчика, что также сокращает
    срок службы датчика.

  2. Емкостный датчик уровня топлива: Емкостные датчики уровня используются для точечного обнаружения уровня и непрерывного измерения уровня. Емкостный датчик уровня топлива относится к емкостному датчику уровня жидкости, используемому для измерения уровня масла. Поскольку высота электрода фиксирована. Уровень топлива между электродами изменяется, что приводит к изменению диэлектрической проницаемости, что, в свою очередь, приводит к изменению емкости. Изменение уровня масла преобразуется в изменение значения емкости.

  Преимущество емкостного датчика топлива: Ниже приведены преимущества емкостного датчика:

  • Они обеспечивают высокую точность, долговечность и надежность .
  • Отсутствие движущихся частей, что снижает вероятность износа .
  • Может обнаруживать плотных целей и жидкостей.
  • Более высокая чувствительность и очень хорошее разрешение .
  • Они устойчивы к турбулентности.

  Недостатки емкостного датчика топлива

  • Он очень чувствителен к изменениям условий окружающей среды, таких как температура, влажность и т. д. Это повлияет на производительность .
  • Измерение емкости сложно по сравнению с измерением сопротивления.
  • Емкостный датчик приближения не такой точный по сравнению с датчиком индуктивного типа.
  • Процесс установки очень жесткий .

  3. Ультразвуковой датчик уровня топлива: Ультразвуковой датчик уровня измеряет уровень жидкости по принципу ультразвуковых волн

  . Они используются для непрерывных бесконтактных измерений уровня. Ультразвуковой импульс излучается датчиком (преобразователем), звуковая волна отражается от поверхности жидкости и затем принимается тем же датчиком или ультразвуковым приемником. Уровень топлива/жидкости определяется путем вычисления расстояния между датчиком и поверхностью жидкости. Расстояние рассчитывается на основе времени между передача и прием звуковой волны.

  Преимущества ультразвуковых датчиков уровня: Ниже приведены преимущества ультразвуковых датчиков уровня жидкости.

  • Простота установки и обслуживания , чтение удобно , структура проста .
  • Измерение стабильное и надежное с высокой точностью.
  • На него не так легко влияет вязкость и плотность жидкости.
  • Высокое разрешение, высокая точность , не требует обслуживания, т.к. не задействованы движущиеся части, нет контактного датчика.

  Недостатки ультразвуковых датчиков уровня: Ультразвуковые датчики имеют свои ограничения и недостатки.

  • Существует слепая зона в ультразвуковом измерении уровня жидкости. Во время передачи ультразвуковых импульсов небольшая область вблизи ультразвукового преобразователя обычно не может принимать звуковые волны.
  • Ультразвуковое измерение уровня жидкости легко подвержено влиянию температуры и влажности. Изменение температуры вызовет изменение скорости звука, что приведет к ошибкам в измерении.
  • Ультразвуковой датчик уровня жидкости сильно подвержен
    воздействию пыли.

  4. Датчик давления: Наиболее распространенным типом датчиков давления, используемых для измерения уровня топлива, являются датчики гидростатического типа. Датчик гидростатического давления измеряет напор жидкости. Величина давления зависит от веса жидкости над датчиком, который, в свою очередь, зависит от объема жидкости в резервуаре.

  Эти типы датчиков обеспечивают точность ~95%
  

  Преимущество датчиков давления: Ниже приведены преимущества ультразвуковых датчиков уровня жидкости.

  • Эти датчики не подвержены воздействию паров или других препятствий окружающей среды.
  • Они экономичны и просты в установке .

  Недостатки ультразвуковых датчиков уровня:

  • Эти датчики дают неточные показания, если плотность жидкости неоднородна.

  5. Расходомер топлива: Используется для измерения объемного расхода топлива. Он подключается к топливопроводу между баком и двигателем. Расходомеры, используемые для измерения расхода топлива, в основном относятся к расходомерам дифференциального типа. Он имеет две измерительные камеры – одну для топливопровода подачи, а другую для топливопровода обратки. Он измеряет объемный расход топлива, вычисляя разницу между расходом на подаче и обратке.

  Преимущества: 

  • Высокая точность
  • Их точность не зависит от влажности и температуры .
  • Передает расход топлива напрямую, в отличие от датчиков уровня топлива , где расход необходимо рассчитывать на основе уровня топлива.

  Недостатки:

  • Счетчик требует периодического обслуживания т.к. движущиеся части счетчика приводят к износу деталей.
  • Установка этих счетчиков сложна, так как для этого требуется модификация топливопровода.
  • Грязевой фильтр необходимо периодически проверять c и менять/чистить .
  • Дороже по сравнению с датчиками уровня топлива.
  • Нельзя использовать для измерения уровня топлива в баке.
  8
  89 %

  Сравнительная таблица
  Sensors Characteristics	Resistive/ Float Sensors	Pressure Sensors	Capacitive Sensors	Ultrasonic Sensors	Расход
  Стоимость	Низкий	Низкий	Medium	Medium	High
  Installation	Medium	Easy	Medium	Easy	Difficult
  Техническое обслуживание	Средний	Низкий	Низкий	Low	Medium
  Temperature & Humidity	Not Affected	Not Affected	Affected	Easily Affected	Not Affected
  Точность	~ 80-85 %	~ 95 % ~	>99 %	>99 %

  Основные преимущества использования датчиков уровня топлива включают следующее:

  • Топливо экономия средств за счет обнаружения несанкционированных сливов и устранения хищений .
  • Достоверная и точная информация о расходе топлива.

  Инвестиции в решение для мониторинга и управления топливом могут дать вам высокая рентабельность инвестиций в течение нескольких дней с момента оплаты. Решение для управления топливом помогает предоставлять подробную и точную информацию о операциях заправки и слива топлива . Это снижает зависимость от ручных ресурсов для контроля топлива, тем самым снижая общие эксплуатационные расходы, связанные с топливом.

  Хотите сэкономить на топливе для своих активов?

  Мы в DATOMS предоставляем вам комплексное решение для мониторинга топлива для ряда вариантов использования. Свяжитесь с нашими экспертами, чтобы помочь вам выбрать датчик уровня топлива, соответствующий вашим требованиям.

  Датчики уровня топлива: типы — Navixy

  Датчик уровня топлива — это устройство, предназначенное для точного измерения уровня топлива в баках транспортных средств. Эти измерения в сочетании с функциями GPS-трекинга и телематической платформы позволяют собирать следующие данные:

  • уровень топлива в баке автомобиля
  • заправка топливом
  • холостой ход автомобиля
  • контроль расхода топлива
  • предотвращение хищения топлива
  • заправка или слив топлива
  • расход топлива за период времени
  • средний расход топлива (мили на галлон, мили на галлон)

  технологии измерения уровня жидкости

  Для конкретного резервуара существует широкий спектр доступных технологий измерения, включая механические, магнитные, датчики давления (гидростатические, барботерные, дифференциальные), электростатические (емкостные, индукционные), радиолокационные и ультразвуковые.

  Механические датчики резервуара обычно определяют положение поплавка, плавающего в жидкости, с помощью механической связи внутри/снаружи резервуара.

  Магнитные резервуарные датчики обычно определяют положение поплавка с помощью механической связи, прикрепленной от поплавка к магниту. Современные магнитные датчики основаны на эффекте Холла (явление, которое возникает, когда электрический ток, движущийся по проводнику, подвергается воздействию внешнего магнитного поля, приложенного под прямым углом, при котором электрический потенциал развивается в проводнике под прямым углом к ​​обеим сторонам). направление тока и магнитное поле.).

  Семейство датчиков давления включает гидростатические, барботерные и дифференциальные датчики. Датчик гидростатического резервуара обычно измеряет давление жидкости на дне резервуара. Величина давления зависит от веса жидкости над датчиком, который, в свою очередь, зависит от количества жидкости в резервуаре. Датчик барботера эффективно основан на том факте, что величина давления, необходимая для вытеснения воздуха из нижней части трубки, зависит от давления на дне резервуара — давления, которое возникает в результате количества жидкости в резервуаре. Датчик перепада давления определяет разницу давлений между верхней и нижней частью резервуара и преобразует ее в количество жидкости.

  Датчики электростатического типа представлены емкостными и индуктивными. Помещая жидкость между электродами, способность конденсатора накапливать энергию изменяется, поэтому изменяется фактическая емкость.

  Ультразвуковые датчики уровня работают, испуская всплески звуковых волн в очень быстрой последовательности. Эти звуковые волны достигают намеченной цели, отражаются обратно к датчику и распространяются с известной скоростью звука. После этого время полета можно использовать для расчета расстояния. Радар, напротив, работает не со звуковыми волнами, а с электромагнитными волнами.

  Датчики уровня топлива

  До сих пор для измерения уровня топлива использовались различные методы: резистивная пленка, дискретные резисторы, емкостные, ультразвуковые и т. д. Резистивные датчики являются одними из наиболее часто используемых. Эти датчики механически связаны с поплавком, который перемещается вверх или вниз в зависимости от уровня топлива. При движении поплавка сопротивление датчика изменяется, а положение стрелки меняется пропорционально току, протекающему в катушке. Типичный FLS на основе резистора показан на рисунке ниже.

  Недостатком резистивного контактного датчика является износ датчика из-за скользящего контакта внутри элементов датчика, что также приводит к сокращению срока службы датчика.

  Основной принцип определения уровня топлива на основе емкости показан на рисунке ниже. Плоский конденсатор с пластинами, которые плотно прилегают к внешней стенке бака и доходят почти до дна бака. По мере изменения уровня топлива количество диэлектрического материала между пластинами изменяется, что приводит к изменению емкости. Второй емкостный датчик, расположенный у дна, действует как эталонный канал для проведения логометрических измерений. Емкости датчика и эталона преобразуются в цифровые, и данные передаются через I ² Порт C к главному ПК или микроконтроллеру.

  Емкостные датчики достаточно чувствительны к изменениям условий окружающей среды, к тому же измерение емкости сложнее измерения сопротивления.

  Ультразвуковые волны обнаруживают объект так же, как это делает радар. Ультразвук использует звуковые волны, а радар использует радиоволны. Когда ультразвуковой импульсный сигнал направлен на объект, он отражается от объекта, и эхо возвращается к отправителю. Расстояние до объекта находится на основе расчетного времени прохождения ультразвукового импульса. Непрерывно отслеживая время между отраженными импульсами, можно проверить фактический уровень жидкости.

  Ультразвуковой датчик является ключевой частью ультразвукового передатчика. Этот датчик преобразует электрическую энергию в ультразвуковые волны. Пьезоэлектрические кристаллы имеют решающее значение для этого процесса преобразования. Такие кристаллы либо генерируют электрические сигналы при получении ультразвука, либо колеблются на высоких частотах, когда к ним прикладывается электрическая энергия. Ультразвуковое определение уровня топлива влечет за собой следующие проблемы реализации/измерения: требования к калибровке передатчика, изменение скорости звука при изменении температуры воздуха, эхо-помехи.

  Оптические методы, широко применяемые при измерении расхода жидкости и менее распространенные при измерении уровня жидкости. Это связано с тем, что на точность измерений влияют такие факторы, как изменение мощности источника излучения и температурная чувствительность. Однако последние достижения в этой области направлены на снижение температурной погрешности в этих устройствах. Пример такого устройства приведен на рисунке ниже.

  Собственно прибор состоит из: 1-корпус, 2-держатель, 3-светодиоды 3Л107Б, 4-компенсирующие фотодиоды ПД-19КК, 5 — рабочий фотодиод ПД20-32К, 6, 7 — линзы меньшего и большего диаметра, 8 — печатная плата, 9 — гайки внутренние, 10 — гайки крепления, 11 — уплотнительное кольцо, 12 — защитное стекло , 13 — гайка, 14 — хомут, 15 — заглушка СТ1-10-5-В, 16 — зеркало.

  Такое устройство позволяет измерять уровень топлива путем регистрации значения интенсивности оптического пути, отраженного от зеркала на дне резервуара или другом уровне резервуара. Утверждается, что температурная погрешность находится в пределах 1-2%.

  Здесь мы описали некоторые из популярных технологий измерения уровня топлива. Однако, очевидно, есть и другие доступные методы. Многие производители датчиков уровня топлива наделяют свои устройства дополнительными функциями. Некоторые из них могут быть весьма передовыми и полезными. Вы можете прочитать больше о практических аспектах датчиков уровня топлива в нашем учебном пособии по датчикам топлива.

  Ссылки

  1.https://www.sstsensing.com/7-main-types-of-level-sensors

  2.T. И. Мурашкина и др. 2017 J. Phys.: Conf. сер. 803 012103

  3.https://www.analog.com/ru/analog-dialogue/articles

  4.https://www.jv-technoton.com/products/fuel-level-sensors

  5.Уровень топлива Датчик, использующий ИС датчика Холла. Авторы S. Wekhande и R. Farakate

  6. Измерение уровня жидкости с использованием емкостных преобразователей в цифровые. Jiayuan Wang

  7.http://www.leveldevilsensors.