Antelis

На сайте

Сейчас 6 гостей онлайн

Home Статьи Дополнительное оборудование, датчики Однокольцевой емкостной датчик уровня топлива

Однокольцевой емкостной датчик уровня топлива

Email Печать
ДУТ - возможности и недостатки
Недостатки однокольцевых емкостных датчиков уровня топлива
 

 


Измерение уровня жидкости/топлива за счёт изменения ёмкости используется для учета (измерения уровня) нефтепродуктов на нефтебазах, у нефтяников и т.д.

Как делают датчики, не требующие постоянной калибровки, нечувствительные к диэлектрической проницаемости (эпсилон) жидкого топлива и загрязнению последнего (что влияет на диэлектрическую проницаемость топлива)?

Такой датчик состоит из одного центрального электрода и множества наружных колец высотой, например, 100 мм.
Наружные кольцевые электроды по одному подключаются к источнику напряжения высокой частоты, остальные при этом заземляются. В результате, на центральном электроде наводится напряжение, которое умножается на сигнал возбуждения, интегрируется и измеряется. Таким образом, можно по одному измерять ёмкость каждого наружного кольца. Принцип очередности измерений такой: сначала находится кольцо, на которое приходится раздел сред. Кольцо ниже разделительного будет опорным по измерению эпсилона жидкости или твёрдого тела (если речь идёт о льде).
Кстати, эпсилон льда от 3,15 и до 193 (зависит от модификации льда), воды - 81, при загрязнении может изменяться туда-сюда. У бензина эпсилон около 2,3.
Кольцо выше разделительного будет опорным по газу. Именно по газу, т.к. в баке, особенно летом, не воздух, а пары газа.
Уровень в пределах разделительного кольца вычисляется методом простейшей линейной интерполяции. Далее считается количество колец до дна.
На каждое кольцо имеются поправочные коэффициенты. Причём они могут уточняться во время изменения уровня в баке. Первые такие системы изготавливались с кольцами внахлёст для компенсации краевых эффектов. В настоящее время научились обходится без этого.

В итоге, получается реальная точность порядка +-1мм, не зависящая от диэлектрической проницаемости измеряемой жидкости, температуры и т.д. Причём, таким датчиком можно одновременно измерять 2 уровня: уровень нефтепродуктов и уровень воды.

Теперь рассмотрим измерение уровня топлива ёмкостным датчиком, состоящим всего из одного кольца.

Именно такие датчики используются многими российскими фирмами для измерения уровня в топливных баках автомобилей.
На основании измерений однокольцевых датчиков делается вывод о расходе топлива, сливах и заправках. Понятно, что тут ни о каких опорах ни по жидкости, ни по газу и речи нет. Измеряется общая диэлектрическая проницаемость в бензобаке. Т.е., всё в кучу: и воздух, и пары, и топливо, и вода. Хотя, например, наличие воды в топливе сделает такой датчик неработоспособным, т.к. эпсилон воды около 81, что примерно в 35 раз выше среднего бензинового эпсилона (равного 2,3).
Диэлектрическая проницаемость бензинов тоже разная и зависит от октанового числа. Раньше даже пытались вычислять октановое число через эпсилон. Но из этого ничего не вышло, т.к., например, добавка 2-х литров ацетона (эпсилон = 21,5) на тысячу (!) литров бензина превращает - с точки зрения эпсилона, - 92-й бензин в 95-й.
Получается, что для однокольцевого ёмкостного датчика, один литр ацетона (с эпсилон = 21,5) в баке, эквивалентен 9,3 литрам бензина (эпсилон = 2,3). Ацетон взят для примера, хотя есть и другие, растворимые в бензине жидкости с высоким эпсилон (например, этиловый спирт с эпсилон = 27).
У солярки эпсилон тоже около 2 (чуть меньше, чем у бензина), но разброс его больше.

Примечание: если при заправке слить 20 литров бензина/солярки в канистру, а в бак добавить 2 литра ацетона (случай приведен только для примера), то однокольцевой датчик ничего «не заметит», но потом по уровнемеру можно будет отметить повышенный расход такого топлива.

Тематические статьи:
Контроль расхода топлива: достоинства и недостатки
 
ПАЗ, ЛиАЗ и КаВЗ
КАМАЗ и МАЗ