что такое ДУТ, устройство и принцип работы

Как известно, любой автомобиль, даже простейший карбюраторный или дизель с механическим впрыском, в обязательном порядке оснащен несколькими основными датчиками. К таким датчикам можно отнести датчик давления масла, датчик температуры двигателя, датчик, показывающий уровень бензина или солярки в топливном баке и т.д.

Авто с электронным впрыском (инжекторный двигатель) кроме основных, также имеют целый ряд дополнительных датчиков (в зависимости от модели, года выпуска и т.д.). При этом датчик уровня топлива (сокращенно ДУТ) в топливной системе автомобиля является обязательным. Далее мы рассмотрим,  что такое датчики уровня топлива, как работает датчик бензобака, а также где стоит датчик уровня топлива в баке автомобиля.

Содержание статьи

Датчики топлива в топливном баке: устройство и принцип работы

ДУТ — это датчик в топливной системе автомобиля, который определяет уровень топлива в топливном баке.

При этом указатель уровня топлива, при всей своей кажущейся простоте, является важным элементом в устройстве любого автомобиля.

Указанный датчик позволяет не просто определить уровень топлива в баке. Благодаря взаимодействию датчика и нанесенной шкале на панели приборов (указатель топлива) становится понятно, сколько топлива осталось в баке в литрах.

В свою очередь, это позволяет эксплуатировать автомобиль с опорой на данные показания, приблизительно определить расход горючего, необходимость заправки машины топливом. Также при помощи данного указателя удается распланировать поездку из расчета на то, сколько горючего имеется в баке и т.д.

• Разобравшись с тем, для чего нужен сам датчик, давайте подробнее рассмотрим, что такое ДУТ. Прежде всего, для определения уровня топлива, этот датчик ставится прямо в топливном баке. В свою очередь, сигналы посылаются от ДУТ к указателю уровня топлива, который размещен на панели приборов. Совокупность данных решений позволяет водителю четко понимать, сколько горючего осталось в баке,  постоянно контролировать расход топлива и т.
  д.

  Виды ДУТ и общее устройство датчика уровня топлива

Если не рассматривать старые авто, на более современных машинах датчик уровня топлива является потенциометрическим датчиком перемещения. Среди его основных плюсов можно выделить простое устройство, точность данных, а также высокую надежность и небольшую стоимость самого устройства.

Что касается недостатков, датчик имеет группу подвижных контактов, которые в процессе эксплуатации имеют свойство изнашиваться. Также часто указанные контакты окисляются. Это приводит к тому, что в результате окисления или полностью не работает датчик топлива, или же работает, но со сбоями (данные не верны).

Идем далее. В топливной системе могут быть использованы потенциометрические датчики:

• рычажного типа;
• трубчатого типа;

Чувствительный элемент в такой конструкции (как у рычажного, так и трубчатого датчика) выполнен в виде поплавка. Указанный поплавок датчика уровня топлива может быть пенопластовым, металлическим или пластиковым. Сам поплавок размещается на поверхности, то есть плавает в горючем.

• В датчиках рычажного типа поплавок соединяется стальным рычагом с подвижным контактом потенциометра. В свою очередь, потенциометр — устройство, которое создает сопротивление при прохождении электрического тока.

При этом потенциометр разделен на отдельные участки-сектора в виде полос. Указанные полосы выполнены из особого резистивного материала, причем для каждого сектора он разный. В основе потенциометра лежит толстопленочный резистор.

Рычажный датчик уровня топлива стоит в блоке подачи топлива. Если просто, датчик зачастую установлен на самом бензонасосе. Реже решение может быть отдельным. Также можно отметить, что благодаря простой конструкции датчик уровня топлива данного типа вполне можно считать универсальным решением. Это значит, что его можно ставить в любые бензобаки.

Трубчатый датчик уровня топлива предполагает в конструкции особую трубку, в которой (благодаря наличию направляющих)  поплавок получает возможность перемещаться. При этом провода сопротивлений располагаются параллельно, на них замкнуты контактные кольца на поплавке.

Плюсом трубчатого ДУТ является то, что уровень топлива показывается более точно. Этот датчик устойчив к колебаниям горючего в баке, которые возникают при изменении положения кузова авто. Однако такой датчик нельзя ставить во все без исключения топливные баки, так как есть зависимость от геометрических параметров бака.

Еще добавим, что после активного перевода ДВС на альтернативные виды топлива (использование этанола, метанола, биодизеля) использовать контактные датчики для измерения уровня топлива нельзя. Дело в том, что датчик (его контактные поверхности) быстро изнашиваются в такой среде, которая является весьма агрессивной.

По этой причине в данном случае используют бесконтактные датчики уровня топлива. В качестве примера, MAPPS. Такое решение хорошо подходит для агрессивных сред, так как это неактивный магнитный датчик положения.

При этом чувствительный элемент полностью закрыт в герметичный корпус, нет прямого контакта датчика уровня топлива в баке с самим горючим. Замер уровня происходит за счет рассмотренного выше поплавка, который присоединен к рычагу с постоянным магнитом.

Указанный магнит осуществляет перемещения по сектору, где в виде лучей крепится большое количество пластин из металла. Наличие магнитного поля позволяет на каждой пластине сформировать отдельный электрический сигнал, причем на каждой пластине такой сигнал разный. Далее сигнал считывается с датчика уровня топлива, что и соответствует тому или иному уровню горючего в баке.

Датчик топлива: принцип работы

Итак, рассмотрев, как работает контактный и бесконтактный датчик бензина, дизтоплива или других типов горючего, можно перейти к его работе. В основе лежит принцип, что для каждого отдельного значения уровня топлива в баке должен быть сформирован отдельный сигнал. Казалось бы, все просто, однако это не так.

С учетом того, что на современных авто топливные баки могут быть достаточно сложными по форме и геометрии, а также сам уровень топлива постоянно меняется, причем не линейно, работа ДУТ имеет некоторые особенности.

Прежде всего, с учетом конструкции датчика уровня топлива, топливо сначала должно опускаться, только после чего начнет опускаться и сам поплавок. При этом указатель уровня топлива сначала определенное время будет показывать завышенный уровень, после чего произойдет понижение. Вполне очевидно, что датчик уровня горючего неизбежно имеет небольшую погрешность.

Также датчики могут формировать разный выходной сигнал. Бывают датчики уровня топлива с аналоговым, а также цифровым сигналом. Аналоговый сигнал ДУТ является меняющимся напряжением на потенциометре. Такие датчики отличаются большой погрешностью, что и свело к минимуму их использование.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие датчики используются в устройстве АКПП. Из этой статьи вы узнаете о датчиках АКПП, для чего предназначены и как работают те или иные датчики коробки автомат, а также какие признаки указывают на возможные неисправности датчиков автоматической коробки передач.

Цифровой датчик более сложный, так как сначала аналоговый сигнал преобразуется в цифровой, далее контроллер учитывает погрешность измерений и вносит поправку.

В результате погрешность измерений минимальна, так как цифровой датчик отдельно учитывает возможные колебания уровня топлива, форму бака и т.д.

Именно по этой причине на авто сегодня ставят цифровые датчики уровня топлива, так как они имеют высокую точность и в любой момент показывают практически полностью достоверные данные (погрешность в цифровом датчике измерения уровня топлива минимальна).

Что в итоге

Как видно, ДУТ или датчик уровня топлива в баке является  достаточно простым, однако важным элементом в устройстве системы топливоподачи.  Причина вполне очевидна, так как при эксплуатации автомобиля важно всегда точно знать, сколько горючего находится в баке.

При этом следует учитывать, что как и любое другое устройство, указанный датчик может выходить из строя или работать со сбоями. По этой причине, если показания датчика уровня топлива явно отличаются от реальных, такой датчик подлежит проверке и замене.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие признаки неисправности имеет датчик коленвала. Из этой статьи вы узнаете об устройстве, назначении и принципах работы датчика коленчатого вала, а также какие признаки указывают на проблемы с ДПКВ или сбои в его работе.

В противном случае автомобиль может остаться без топлива в самый неподходящий момент, а также критическое снижение горючего в бензобаке может привести к скорому выходу из строя бензонасоса, засорению топливных фильтров и элементов системы топливоподачи осевшей грязью и частицами со дна бака и т.д.

Читайте также

• Что такое датчик Холла?

  Устройство датчика положения (датчик на основе эффекта Холла).
  Конструктивные особенности, назначение и принцип работы. Как самому проверить датчик на авто.

Принцип работы топливного датчика

Доброго дня всем добрым людям. В статье можно узнать принцип работы топливного датчика. Типы устройств датчика и принцип его работы.

В системе автомобиля нет ни одной малозначимой детали. Все они отвечают за безопасность передвижения транспортного средства. Именно поэтому важно внимательно следить за техническим состоянием машины, по надобности приобретать лишь качественные автозапчасти.

Один из важнейших элементов, сигнализирующих автомобилисту о состоянии машины, — это датчик топлива. Датчик находится непосредственно в топливном баке и показывает уровень топлива. Датчик работает в системе с указателем уровня топлива, который размещен на панели приборов.

Типы устройств датчика топлива

1.Потенциометрический

Датчик, установленный на современных автомобилях, его преимущество состоит в довольно ожидаемых характеристиках: незатейливая конструкция, точные измерительные показатели расхода топлива, низкая стоимость.

Однако подвижные контакты, входящие в конструкцию, требуют пристального внимания к себе, поскольку подвержены износу и окислению, который устраняется простым ремонтом или заменой.

Потенциометрический датчики бывают двух типов — рычажные и трубчатые. Датчиком уровня топлива в их будет поплавок, находящийся на поверхности жидкости.

2.Бесконтактные

Например, неактивный магнитный датчик положения (MAPPS). Появление данной модели обусловлено популярностью новых видов топлива для двигателей внутреннего сгорания (этанол, биодизель, метанол).

В данном случае, контактный датчик будет неэффективен и может неправильно отображать данные, к тому же, особенности среды ускорят износ контактирующей поверхности.

Отличительной чертой такого датчика будет герметичная изоляция чувствительного элемента, хотя он все также выполнен в виде поплавка, соединенном с рычагом с помощью магнита, который перемещается по сектору. Уровень топлива определяется с помощью особого сигнала, генерируемого магнитным полем.

Принцип работы топливного датчика

Он достаточно прост — датчик реагирует на уровень топлива, и каждому объему соответствует определенный сигнал. Так сконструирован стандартный датчик. Современные модели более сложные и адаптированы к пространству кузова.

Стоить знать одну важную особенность всех баков. Уровни будут отображены только в том случае, когда топливо опустится ниже конкретной грани. То есть, пройдя нижнюю черту каждого уровня, станет видно количество топлива.

К тому же долгое время датчик будет показывать, что топливный бак полон, поскольку черта-индикатор еще не будет пройдена, а расход уже начнется. Поэтому стоит быть готовым к тому, что все датчики имеют определенную погрешность показателя. Так случается из-за колебания уровня топлива и особенностей геометрии бака.

Типы сигнала датчика

1.Аналоговый

Показывает изменение напряжения на потенциометре, и, к сожалению, они имеют более высокую погрешность измерения. Из-за этого от них все чаще отказываются производители автомобилей.

2.Цифровой

Более совершенный сигнал, который способен преобразовать аналоговый показатель, при этом выравнивая погрешность измерения, о которой было сказано ранее. На сегодня датчики с цифровым сигналом считаются наиболее точными, а погрешность наблюдается при начальном физическом измерении топлива.

Исправность данного элемента крайне важна, поскольку сбои в его работе могут повлечь за собой некорректное понимание работы автомобиля. В свою очередь это повлечет неисправности, которые могут потребовать серьезной диагностики и, возможно, дорогостоящего ремонта.

Поэтому важно следить за состоянием датчика, и при необходимости покупать качественную ему замену.

Датчик уровня топлива принцип работы

Датчик уровня топлива — как он работает

Доброго времени суток, дорогие наши читатели. В сегодняшней статье мы расскажем про такое полезное устройство как датчик уровня топлива, низкие показатели которого определенно расстраивают каждого водителя.

Еще бы! Когда заканчивается бензин (или другое топливо), выбор у владельца транспортного средства невелик: либо снова заправлять машину, а сегодня это недешевое удовольствие, либо начинать вести активный образ жизни и ходить пешком. Конечно, в основном все всегда выбирают первый вариант, но, наверное, не стоит доводить себя до ситуаций, когда решение приходится принимать немедленно. В этом и призван помогать датчик уровня топлива.

Функциональные особенности устройства

Датчик уровня топлива (ДУТ) — устройство предназначенное для измерения и контроля горюче-смазочных материалов (бензин, дизельное топливо, масло) на транспортных средствах и соответствующих складах. Рассматривать его функции в условиях складской работы не будем и сосредоточим свое внимание на автомобилях, где он применяется для обозначения уровня топлива, конвертации уровня в объем,передачи полученного значения по аналоговому или цифровому пути.

Устройство может использоваться как дополнение к приборам отображения или контроллерами, с возможностью программирования, имеющие характеристики входных электрических сигналов, соответствующие его техническим требованиям.

Главным предназначением датчика уровня топлива транспортных средств является измерение объема и уровня топлива в баках, чаще всего бензобаках (за исключением дизельных и газовых автомобилей). Состоит такое устройство из металлического стержня, устанавливаемого в емкость с топливом (бак), через штатное отверстие, либо же специально сделанное отверстие, подходящее по диаметру. Подключается датчик к мониторинговой системе машины, на которую и передается нужная информация.

Чаще всего, они представляют собой высокоточные устройства универсального типа, что дает возможность их использования не только на автомобилях, но и на другой технике и даже стационарных объектах (складах, заводах). Данное устройство «сотрудничает» с указателем уровня топлива, который размещен на приборной панели.

В наше время существует несколько вариантов датчиков уровня топлива (электронные, цифровые, поплавковые, ультразвуковые, универсальные), но все они преследуют одну общую цель — правильно определить расход содержимого бака, что бы каждый водитель смог контролировать свои затраты на горючее. Кроме того, устройство позволит Вам следить за объемом слива (особо полезная функция для руководителей предприятий, служб такси и других организаций, где сотрудники могут сливать казенный бензин) и заправок топлива (где, когда и в каком количестве производились).

Что бы иметь возможность более детально контролировать уровень топлива следует установить на транспортное средство соответствующий прибор с повышенной чувствительностью и минимальной погрешностью, что обеспечит максимально точные показатели.

Принцип работы датчика

Поместить датчик уровня топлива можно в любой автомобильный бак, в том числе и с дизельной системой. Выводится показания будут на приборную панель транспортного средства, где для этих целей предусмотрен специальный указатель.

Современные баки имеют самую различную форму и конструкцию, на что обязательно стоит обращать внимание, так как этот факт влияет на количество горючего. Помещенный в бак датчик, не сразу начинает подавать правильные сигналы о его наполнении, так как некоторое время отображает наполнение всего бака и лишь потом цифры опускаються до верного уровня. Правда, если верить статистике, ни одно такое устройство не предоставляет абсолютно точных показаний.

Принцип работы датчика базируется на соответствии значении уровня топлива определенному сигналу, в зависимости от которого различают устройс

Принцип действия, устройство и установка

Датчик уровня топлива — это то, что используется для измерения степени наполнения бензобака автомобиля. Погрешность этого устройства не превышает 1%. Датчики уровня топлива обычно устанавливаются в системах, в которых контролируется расход топлива и его расход, обязательно в сочетании с системами спутникового мониторинга.

Хорошее устройство обладает следующими качествами:

• Его конструкция легкая, а вес не превышает 300 грамм.
• Устанавливается в плоскую емкость, глубина которой не более 30 см — этому способствуют короткие измерительные щупы.
• Высокая точность измерения уровня топлива, которая достигается за счет увеличенного расширения датчика, а также линейности шкалы.
• Модульная конструкция позволяет заменять измерительную головку независимо от датчика и не требует повторной калибровки резервуара.

Следует учитывать конструкцию указателя уровня топлива.

В коллекции 2 модуля. Первая — измерительная головка, вторая — зонд. Он фиксируется через фланец (с прокладкой) на резервуаре с помощью саморезов. Монтаж в головной части должен быть герметичным. Это, в свою очередь, обеспечивается установленным уплотнительным кольцом в торцевой канавке. Сенсорная головка датчика имеет регулятор напряжения питания, а также схему цифровой обработки принимаемого сигнала. Связь с устройствами, расположенными снаружи, возможна только с помощью интерфейсного кабеля.Кроме того, головка имеет устройство для передачи и приема данных и схему защиты входных и выходных цепей.

Подключается к измерительному щупу, который измеряет уровень бензина. Он состоит из нескольких коаксиальных электродов, а в его разъеме есть пружина, которая поддерживает хорошее натяжение струны.

Как работает датчик топлива? Уровень заполнения зонда, погруженного в бензин, а также его электрическая емкость связаны линейной зависимостью.Полученное значение преобразуется в значение (цифровое) фактического уровня топлива в баке (все это происходит в измерительной головке). Затем эти данные обрабатываются в цифровом виде.

Результирующее изменение уровня из-за разгона Топливо меньше всего выражено в середине топливного бака. Именно из-за этого в этом месте установлен датчик уровня топлива. Следует отметить, что ориентация измерительного зонда должна быть вертикальной, так как любое отклонение может привести к ошибке в определении объема топлива.

Как уже было сказано, датчик уровня топлива крепится с помощью резьбового соединения во фланце, а его герметичность обеспечивается прокладкой из резины. После того, как он будет установлен, вам необходимо завершить процесс герметизацией устройства.

Нельзя не упомянуть калибровку резервуара. Перед его производством необходимо обеспечить пробег машины с производством большей части объема бака. Это повысит точность калибровки. Затем пустой (или полный) бак заливается такими же порциями бензина.Затем необходимо зафиксировать значение объема.

Датчик уровня топлива ВАЗ. Принцип работы датчика

Преобразователи, датчики, датчики — Информационный портал 2011 — 2021 Использование материала возможно при размещении активной ссылки

Датчик уровня топлива ВАЗ.Принцип работы датчика

В ВАЗ-2101 — 2107, как и в других современных автомобилях, в большинстве случаев используют датчики уровня топлива потенциометрического типа. У такого датчика поплавок механический (с рычагом и т. Д.) Связан с потенциометром — переменным сопротивлением (реостат). При изменении уровня топлива изменяется положение поплавка, рычаг, связанный с поплавком, перемещает ползунок на реостате. Это изменяет выходное электрическое сопротивление датчика уровня топлива.Это изменение преобразуется в соответствующие показания. В качестве материала для поплавковых датчиков уровня используется поролон, полый легкий металл или пластик.

Потенциометрические датчики уровня топлива рычажные и трубчатые. К достоинствам потенциометрических датчиков уровня топлива можно отнести простоту устройства и невысокую стоимость. Недостатки — из-за подвижных электрических контактов датчика износа. Это особенно актуально для автомобилей, которые используют такие агрессивные виды топлива, как этанол, метанол и биодизель.В данных условиях применяется бесконтактная конструкция датчика уровня топлива, в которой используется взаимодействие магнитных элементов.

Видео: Устройство и ремонт датчика уровня топлива на ВАЗ — 2101 — 2107

Описание датчика уровня топлива, неисправность, ремонт поплавкового датчика уровня, снос, принцип работы датчика уровня топлива, датчик всасывания — проверка сетки с помощью омметра, поплавок — заправка на поплавок, сигнальные лампы, реостат

типов измерения уровня | Типы датчиков уровня

Два метода измерения уровня;

1. Прямой или механический метод и
2. Косвенные или логические методы.

1. Механический или прямой метод

Прямое измерение уровня просто, почти прямолинейно и экономично; он использует прямое измерение расстояния (обычно высоту) от базовой линии, и используется в основном для местной индикации. Его нелегко адаптировать к методам передачи сигналов для дистанционной индикации или управления.

а. Щупы и проводники

Гибкие тросы с концевыми грузами, называемые цепями или свинцовыми тросами, веками использовались мореплавателями для измерения глубины воды под своими кораблями. Стальная лента с пухлым грузом, похожим на боб и удобно хранящаяся на катушке, до сих пор широко используется для измерения уровня в бункерах мазута и резервуарах для хранения нефти. (см. рисунки ниже)

Несмотря на то, что этот метод кажется грубым, он дает точность около 0,1% на дальностях до 20 футов.

Хотя измерения уровня с помощью щупа и выводной линии не имеют себе равных по точности, надежности и надежности, у этого метода есть недостатки.

Во-первых, это требует выполнения действия, которое заставляет оператора прервать свои обязанности для выполнения этого измерения.Не может быть непрерывного представления измерения процесса.

Еще одним ограничением этого принципа измерения является невозможность успешного и удобного измерения значений уровня в сосудах под давлением. Эти недостатки ограничивают эффективность этих средств визуального измерения уровня.

г. Смотровое стекло

Другой простой метод называется смотровым окошком (или стеклом уровня). Он довольно прост в использовании; уровень в стакане стремится к тому же положению, что и уровень в резервуарах.Он обеспечивает непрерывную визуальную индикацию уровня жидкости в технологической емкости или небольшом резервуаре и более удобен, чем щуп для измерения уровня, стержень для измерения уровня и ленты для ручного измерения.

Смотровое стекло A больше подходит для измерения открытого резервуара. В трубке используется металлический шарик для предотвращения вытекания жидкости из манометра. Трубчатое стекло такого типа доступно длиной до 70 дюймов и для давления до 600 фунтов на квадратный дюйм. Сейчас он редко используется.

Смотровое стекло закрытого резервуара B, иногда называемое «отражающим стеклом», используется во многих процессах под давлением и атмосферным давлением.Наибольшее применение находят в резервуарах под давлением, таких как барабаны котлов, испарители, конденсаторы, кубы, резервуары, дистилляционные колонны и другие подобные приложения. Длина отражающих стеклянных манометров колеблется от нескольких дюймов до восьми футов, но, как и манометры трубчатого типа, их можно измерять вместе, чтобы обеспечить практически любую длину измерения уровня.

Простота и надежность измерения уровня манометрического типа обуславливает возможность использования таких устройств для локальной индикации. Когда датчики уровня выходят из строя или должны быть выведены из строя для обслуживания, или во время отключения электроэнергии, этот метод позволяет измерять и контролировать процесс вручную.

Однако стеклянные элементы могут загрязняться и ломаться, что создает угрозу безопасности, особенно при работе с горячими, едкими или легковоспламеняющимися жидкостями.

г. Цепной или поплавковый манометр

Рассмотренные ранее визуальные средства измерения уровня по простоте и надежности могут соперничать с поплавковыми измерительными устройствами. Доступны многие формы инструментов поплавкового типа, но в каждой из них используется принцип плавучего элемента, который плавает на поверхности жидкости и меняет положение при изменении уровня жидкости.

Для определения уровня из поплавкового положения использовалось множество методов, наиболее распространенными из которых являются поплавок и расположение троса. Принцип действия поплавка и троса показан на следующей диаграмме;

Поплавок соединен со шкивом с помощью цепи или гибкого кабеля, а вращающийся элемент шкива, в свою очередь, соединен с показывающим устройством с измерительной шкалой. Как видно, по мере движения поплавка вверх противовес удерживает трос натянутым, а индикатор перемещается по круговой шкале.

Б. Выводные или косвенные методы

Косвенные или предполагаемые методы измерения уровня зависят от материала, имеющего физические свойства, которые можно измерить и связать с уровнем. Для этой цели были использованы многие физические и электрические свойства, которые хорошо подходят для создания пропорциональных выходных сигналов для дистанционной передачи. В этом методе измерения используются даже самые современные технологии.

В эти методы входят:

A. Плавучесть: —

— сила, создаваемая погруженным телом, равная весу вытесняемой им жидкости.

B. Гидростатический напор: —

сила или вес, создаваемый высотой жидкости.

C. Гидролокатор или ультразвуковой: —

материалов, подлежащих измерению, отражают или воздействуют обнаружимым образом высокочастотными звуковыми сигналами, генерируемыми в соответствующих местах рядом с измеряемым материалом.

D. Микроволновая печь: —

похож на ультразвуковой, но использует микроволновую печь вместо ультразвукового луча.

E. Проводимость: —

в желаемых точках определения уровня, измеряемый материал проводит (или перестает проводить) электричество между двумя фиксированными точками зонда или между зондом и стенкой сосуда.

F. Емкость: —

измеряемый материал служит переменным диэлектриком между двумя обкладками фиксированного конденсатора. В действительности, есть два вещества, которые образуют диэлектрик — материал, измерение которого требуется, и паровое пространство над ним.

Общее значение диэлектрической проницаемости изменяется по мере увеличения количества одного материала при уменьшении количества другого.

г. Излучение: —

измеряемый материал поглощает излучаемую энергию. Как и в емкостном методе, паровое пространство над измеряемым материалом также имеет характеристики поглощения, но разница в поглощении между ними достаточно велика, чтобы измерение можно было довольно точно связать с измеряемым материалом.

H. Вес:: —

сила веса может быть очень тесно связана с уровнем, когда его плотность постоянна. Однако компоненты с переменной концентрацией или колебаниями температуры представляют трудности.

I. Сопротивление: —

Давление измеряемого материала сжимает два узко разделенных проводника вместе, уменьшая общее сопротивление цепи на величину, пропорциональную уровню.

J. Micro-Impulse: —

«время пролета»: электрические импульсы запускаются и возвращаются с частотой, прямо пропорциональной уровню жидкости.

Статья Источник: Асииддин Н.

Датчик уровня жидкости

— работа, конструкция и типы датчиков уровня

Датчик уровня жидкости

Доступен широкий спектр систем измерения датчиков уровня для измерения различных параметров, таких как широкий спектр приложений, потребности в высокой точности и требования и методы установки системы. Измерительные технологии доступны в различных версиях для удовлетворения широкого спектра потребностей в измерениях или для решения конкретных задач.

Датчики уровня жидкости — это датчики, используемые для определения уровней жидкости или границ раздела между жидкостями, такими как вода и масло или твердые частицы и жидкости. Эти датчики также могут быть определены как преобразователи или как интегрированные системы с контрольно-измерительными приборами и возможностями управления. Этот тип датчика уровня жидкости является одним из наиболее важных датчиков и играет жизненно важную роль в различных промышленных и потребительских приложениях.

Промышленные применения включают определение уровня жидкости в транспортных резервуарах, резервуарах для хранения и резервуарах для очистки воды, а также в нефтехимической промышленности для обнаружения жидкостей, таких как бензин, дизельное топливо и другие виды топлива.Измерение уровня жидкости играет важную роль в бытовых применениях, включая электронные устройства, такие как диспенсеры для воды, испарители воды, пароварки, системы контроля котлов, системы отопления, стиральные машины, паровые утюги, соковыжималки, автоматические кофемашины и т. Д. Разработаны датчики уровня. для конкретных приложений по сравнению с общими приложениями.

Классификация систем измерения датчиков уровня

Семейство систем измерения датчиков уровня подразделяется на следующие категории:

• Измерение уровня жидкостей или твердых веществ
• Точечное или непрерывное измерение уровня
• Электромагнитное или электромеханическое измерение уровня
• Контактное лицо или бесконтактное измерение уровня

Общие рекомендации по выбору датчика уровня жидкости:

• Плотность и вязкость
• Пары, туман и пыль
• Химический состав
• Границы раздела и градиенты
• Температура окружающей среды
• Влажность / влажность
• Процесс температура
• Давление процесса
• Регулируемая среда

Из этих четырех типов систем измерения в данной статье описываются системы измерения и обнаружения предельного уровня, а также системы непрерывного измерения и обнаружения уровня кратко объясняются в следующих параграфах. Обе эти системы измерения охватывают разные типы датчиков уровня.

Точечный датчик уровня / Системы измерения и обнаружения уровня жидкости

Датчики точечного измерения уровня используются для обозначения одной высоты жидкости или для предварительной установки условий уровня. Обычно этот датчик работает как сигнализация высокого уровня, которая измеряет условия перелива в резервуарах с помощью датчиков уровня жидкости, или работает как маркер, фиксирующий условия низкого уровня сигнализации. Ниже приведены различные типы датчиков:

• Поплавковый датчик
• Датчики емкости
• Датчики проводимости

1.Обнаружение и измерение уровня с помощью датчика поплавка

Обнаружение уровня

с помощью датчика поплавка

Принцип действия : Система контроля уровня жидкости с помощью датчика поплавка работает по принципу плавучести, который гласит: «Поплавок погружен в воду. жидкость поднимается вверх под действием приложенной силы, равной весу вытесненной жидкости ». В результате корпус частично приводится в движение и погружается на поверхность жидкости, преодолевая то же расстояние, на которое перемещается уровень жидкости.

Конструкция: Поплавковая система для измерения уровня состоит из поплавка, стержня датчика, магнита, геркона и груза, подвешенного снаружи открытого резервуара. Весы закреплены на внешней стороне резервуара, и уровень содержимого резервуара указывается положением груза вдоль шкалы.

Рабочий: Определение уровня жидкости часто выполняется с помощью реле уровня жидкости плавающего типа. Плавающий перемещается на механический рычаг или скользящую штангу и активирует переключатель, когда уровень перемещается в направлении вверх.Иногда поплавок сам по себе содержит небольшой магнит, который меняет состояние переключателя, когда уровень жидкости поднимается и перемещается в исходное положение. Этот тип датчика уровня имеет множество преимуществ, например, он очень простой, высокоточный и лучше всего подходит для различных продуктов.

Недостатки этого датчика в том, что он требует различного механического оборудования, особенно сосудов под давлением.

Основные области применения датчика поплавка: Принимая во внимание требования, относящиеся к увеличению использования герметичных резервуаров, современные промышленные системы используют этот тип метода плавания для точного считывания и точности, что является хорошим примером электроники и машиностроения, что делает ее наиболее точной системой измерения уровня для различных применений в очень больших резервуарах.

2. Обнаружение и измерение уровня с помощью датчика емкости

Обнаружение уровня

с помощью датчика емкости

Датчики уровня емкости доступны для широкого диапазона твердых, водных, органических жидкостей и суспензий. Этот метод часто называют радиочастотными сигналами, подаваемыми на емкостную цепь. Емкостные датчики предназначены для обнаружения материалов с диэлектрической проницаемостью от 1,1 для кокса и летучей золы и до 88 для воды или других жидкостей.

Принцип действия: Принцип емкостного измерения уровня основан на изменении емкости. В емкостном датчике есть две пластины: одна пластина действует как изолированный электрод, а другая пластина действует как стенка резервуара. Емкость зависит от уровня жидкости. Пустой резервуар имеет низкую емкость, а заполненный резервуар имеет более высокую емкость. Простой конденсатор состоит из двух электродных пластин, разделенных изоляцией небольшой толщины, например твердым, жидким, газовым или вакуумным.

Значение C зависит от используемой диэлектрической проницаемости, площади пластины, а также от расстояния между пластинами.

C = E (KA / d) Где: C = емкость в пикофарадах (пФ) E = постоянная, известная как абсолютная диэлектрическая проницаемость свободного пространства K = относительная диэлектрическая проницаемость изоляционного материала A = эффективная площадь проводников d = Расстояние между проводниками

Это изменение емкости можно измерить с помощью моста переменного тока.

Строительство и работа

Измерение уровня жидкости осуществляется путем подачи радиочастотного сигнала между проводящим зондом и стенкой емкости.Радиочастотный сигнал приводит к очень слабому току, который течет через диэлектрический технологический материал в резервуаре от зонда к стенке резервуара. Если уровень жидкости в резервуаре падает, то диэлектрическая проницаемость уменьшается, что приводит к падению показаний емкости, а также к незначительному падению тока.

Это изменение может быть обнаружено внутренней схемой реле уровня жидкости и преобразовано в изменения состояния реле реле уровня в случае обнаружения предельного уровня.

Основными преимуществами этих емкостных систем являются простота установки, широкий диапазон применения, хорошая точность, подходящая для множества приложений, а также признанная и проверенная технология.

К недостаткам можно отнести чувствительность к изменениям измеряемых свойств, таких как диэлектрическая постоянная и проводимость, что создает проблемы; более того, это навязчивая система.

Основные области применения датчика емкости: Датчики уровня емкости используются для измерения уровней:

• жидкостей
• жидких металлов в диапазоне очень высоких температур
• Растворенных газов при очень низком уровне температуры
• Промышленные процессы с очень высокой плотностью.

3. Определение уровня с помощью датчиков проводимости

Определение уровня с помощью датчиков проводимости

Принцип действия: Принцип, используемый в этой системе, гласит, что «присутствие продукта приводит к изменению сопротивления. между двумя проводниками ».

Строительство и работа

Эта система применима для измерения уровня проводящих жидкостей. Электропроводность изолированного материала может варьироваться, если зонд покрыт проводящим продуктом или не покрыт им.Есть два электрода: один используется как металлическая стенка резервуара, а другой электрод вставляется в резервуар. Этот принцип можно объяснить практическим применением.

Проводящий зонд используется в качестве индикатора уровня жидкости для измерения уровня электропроводящих продуктов в металлическом резервуаре для воды или другом контейнере, который может быть получен с помощью зонда, изолированного от контейнера, и усилителя проводимости. Когда продукт не соединен с зондом, электрическое сопротивление между зондом и металлической стенкой резервуара относительно велико или бесконечно.Если уровень жидкости между зондом и стенкой резервуара полностью повышается, сопротивление постепенно уменьшается.

Этот метод выгоден тем, что он очень простой, недорогой и хорошо подходит для двух- или многоточечного управления.

Недостаток этого метода заключается в том, что зонд не должен загрязняться жиром или другими отложениями и имеет ограниченную пригодность для продуктов с различной проводимостью.

В качестве практического примера этого обнаружения здесь мы показали рисунок интеллектуального индикатора уровня воды в верхнем резервуаре с блок-схемой, который использует проводящие зонды для обнаружения воды в резервуаре. Эта система построена с использованием кодировщика приоритета, семисегментного декодера BCD, семисегментного дисплея и других различных компонентов.

Интеллектуальный индикатор уровня воды в верхнем баке

Датчики подключаются к + 5В, а клемма возврата или заземления находится на дне бака. Девять входов с активным низким уровнем кодера приоритета преобразуются в выход с активным низким уровнем BCD внутренней схемой, а затем уровень воды отображается на семисегментном дисплее в процентах от воды.По мере увеличения уровня воды датчики замыкаются, и, соответственно, кодер приоритета выдает значения BCD, а затем информация отображается на семисегментном дисплее через BCD на IC семисегментного декодера.

Системы непрерывного измерения и обнаружения уровня

Датчик непрерывного уровня является наиболее сложным и также обеспечивает мониторинг уровня жидкости во всей системе. Этот датчик уровня жидкости используется для измерения уровня жидкости в заданном диапазоне, умеренно, чем в одной точке, что дает аналоговый выходной сигнал и напрямую коррелирует с уровнем в резервуаре. Чтобы создать систему управления уровнем жидкости, выходной сигнал соединяется между собой для обработки контура управления и связан как визуальный индикатор уровня жидкости. Эта система измерения состоит из множества датчиков, таких как

• Ультразвуковой датчик
• Радарный датчик уровня
Оптический датчик

1. Обнаружение и измерение уровня с помощью ультразвукового датчика

Определение уровня с помощью ультразвукового датчика

Ультразвуковые приборы уровня работают на основном принципе времени пролета, который гласит, что отправка звуковой волны от электрического преобразователя Пейзо к содержимому сосуда, которое может содержать уровень жидкости, твердого вещества или взвеси.

Этот датчик уровня жидкости состоит из двух элементов, таких как связанный электронный приемопередатчик и датчик с относительно высокой эффективностью. В случае контроллера уровня жидкости уровень жидкости может быть определен путем измерения разницы во времени срабатывания между переданным ультразвуковым импульсом и отраженным эхом.

Диапазон частот для ультразвуковых методов варьируется от 15 до 200 кГц для передачи и приема ультразвуковых волн. Приборы с более низкой частотой используются для измерения сложных приложений, таких как большие расстояния и измерения уровня твердых тел, а приборы с более высокой частотой используются для более коротких измерений уровня жидкости.

Ультразвуковые датчики имеют преимущество, поскольку они не находятся в прямом контакте с продуктом, а измерение уровня выполняется без какого-либо физического контакта. У них нет движущихся частей.

В качестве недостатка эти типы датчиков не подходят для более высоких давлений в вакууме и температурных пределов до 170 градусов по Цельсию.

2. Обнаружение и измерение уровня с помощью радарного датчика уровня

Определение уровня с помощью радарного датчика уровня

Радарная система измерения уровня основана на принципе измерения времени, необходимого для микроволнового импульса и его отраженного эхо-сигнала для полного возврата переключение между бесконтактным датчиком и измеренным уровнем жидкости. Затем трансивер преобразует этот электрический сигнал в расстояние / уровень и представляет его как аналоговый и / или цифровой сигнал. Выходной сигнал датчика может быть выбран пользователем прямо или обратно пропорциональным диапазону.

Строительство и работа

Здесь объясняется работа радарного датчика уровня для измерения уровня жидкости или твердого вещества. Сигналы радара передаются от антенны, расположенной в верхней части резервуара для воды или сосуда, как показано на рисунке выше.Сигнал радара отражается от поверхности жидкости, а эхо передается антенной.

Изменяя сигнал, частота изменяется во время эха и во время сравнения передачи сигнала. Разность частот пропорциональна расстоянию до жидкости, и это выражение используется для определения точного уровня жидкости.

К преимуществам этого радарного датчика уровня относится высокая точность и наименьшая специфичность, так как он может измерять уровень жидкости в пластиковых резервуарах без какого-либо контакта с жидкостью.

К недостаткам этого типа датчика можно отнести очень высокую стоимость, которая увеличивается с увеличением точности. Более того, эти датчики очень чувствительны к отложению на поверхности датчика.

Основные области применения радарных датчиков уровня

Радарные датчики уровня широко используются для измерения уровня жидкостей, а также твердых веществ в резервуарах для хранения и терминалах резервуаров. Эти датчики уровня жидкости работают в широком диапазоне температуры, давления и различных условий процесса.

3. Обнаружение и измерение уровня с помощью оптических датчиков

Определение уровня с помощью оптических датчиков

Оптический датчик состоит из инфракрасного светодиода и светоприемника. Свет, излучаемый светодиодом, направлен на призму, которая образует наконечник датчика уровня. Если в резервуаре нет жидкости, свет от светодиода отражается внутри призмы и приемника.

Когда уровень жидкости поднимается и погружается в чувствительную призму, свет преломляется в жидкость, оставляя небольшое количество света или его отсутствие на приемнике. Обнаружив это изменение, приемник активирует электронное переключение в блоке уровня для управления внешней схемой аварийной сигнализации или управления.

Преимущества этого оптического датчика в том, что они не контактируют с технологическим процессом и выполняют точные измерения небольших перемещений уровня.

К недостаткам этих датчиков можно отнести ограниченную применимость, а иногда и высокую стоимость установки.

Речь идет о датчиках уровня жидкости и их типах с достоинствами и недостатками.Для получения дополнительной информации по этой теме вы можете прокомментировать, используя раздел комментариев ниже.

Фото:

Топливные элементы — Электрохимическая энергия

Топливный элемент — это электрохимическая энергия конвертер. Это преобразует химическую энергию в электрическую с помощью двух отдельных электрохимические реакции. В топливе с мембраной из полимерного электролита на водородном топливе В ячейке (PEMFC) водород окисляется до протонов и электронов на аноде. Протоны мигрируют через мембранный электролит к катоду. Как мембрана это электрический изолятор, электроны вынуждены течь во внешней электрической цепи. На катоде кислород реагирует с протонами с образованием воды, который является единственным отходом от водородного PEMFC, см. рисунок ниже.

Водород окисляется на аноде до протонов:

H ₂ 2H ⁺ + 2e ^—

пока кислород снижается на катоде:

О ₂ + 2H ⁺ + 2e ^— Н ₂ О

Всего клеточная реакция:

H ₂ + O ₂ Н ₂ О

Из водорода и кислород мы получаем воду, тепло и электроэнергию. Есть другие виды топлива, электролиты и ионы с переносом заряда для других типов топливных элементов — но принцип таков одна и та же.

Движущая сила в топливе ячейка это склонность природы к более низкой (химической) свободной энергии. Водород и кислород нестабильны в присутствии друг друга и самопроизвольно. образуют воду в окислительно-восстановительной реакции. Продукт (вода) имеет более низкую свободную энергию чем реагенты (водород и кислород), см. рисунок ниже, и поэтому предпочитаемый системой (природой).Заставляя это восстановление и окисление принимать размещать по разные стороны от электролита, разница в энергии между реагенты и продукты могут быть преобразованы в электричество.

Максимальное рабочее напряжение один топливный элемент меньше, чем 1 V. Для практического использования многие элементы работают вместе.