ЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ НАЛИВА ТОПЛИВА

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к электронным датчикам уровня налива топлива и предназначено для измерения уровня топлива в баках дизельных вагонов.
Известно устройство представляющее собой емкостной датчик топливомера, описанный в авторском свидетельстве SU 724932 А1, 30.03.1980. Указанный емкостной датчик топливомера содержит наружный электрод, внутренний электрод, стягивающие стержни и лабиринтные втулки, при этом внутренний электрод помещен внутри наружного электрода, а стягивающие стержни проходят через отверстия в лабиринтных втулках установленных с наружной стороны внешнего электрода по диаметру.
Однако известный емкостной датчик имеет сложную схему и не приспособлен для измерения уровня топлива в баках дизельных вагонов.
В качестве прототипа принят известный емкостной датчик для контроля границы раздела двух сред, описанный в авторском свидетельстве SU 615363 А1, 15.07.1978. Указанный емкостной датчик для контроля границы раздела двух сред содержит группы плоскопараллельных электродов разной геометрии, которые закрепляются в разборном диэлектрическом корпусе так, что емкостные полости конденсаторов имеют одинаковую электрическую емкость.
Однако известный емкостной датчик для контроля границы раздела двух сред также не приспособлен для измерения уровня топлива в баках дизельных вагонов.
Технический результат, который может быть получен от заявленной полезной модели, заключается в ускорении измерения и повышении точности измерения.
Указанный технический результат достигается за счет того, что электронный датчик уровня налива топлива включает в себя стержень, состоящий из конденсаторов разделенных сигнализаторами, крышку датчика в которой установлен блок преобразования (БПР) включающий в себя микропроцессорный контроллер и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) предназначенный для преобразования аналоговых сигналов поступающих с конденсаторов и сигнализаторов в цифровые и передачи их в микропроцессорный контроллер, который в свою очередь предназначен для передачи полученных сигналов в ПЭВМ, и по меньшей мере одну маслобензостойкую прокладку установленную в верхней части стержня под крышкой.
На фиг.1 изображена общая схема электронного датчика уровня налива топлива, где:
1 - стержень, 2 - крышка датчика, 3 - БПР, 4 - микропроцессорный контроллер, 5 - АЦП, 6 - сигнализаторы, 7 - конденсаторы, 8 - маслобензостойкие прокладки.
Устройство работает следующим образом:
Стержень 1 датчика, состоящий из конденсаторов 7 разделенных сигнализаторами 6, устанавливается в посадочное место горловины. В верхней части стержня под крышкой датчика 2 установлены маслобензостойкие прокладки 8, предназначенные для предотвращения прямого попадания дизельного топлива на БПР 3. Электрическая емкость конденсаторов, погруженных в дизельное топливо, увеличивается пропорционально глубине его погружения, что позволяет определить номер конденсатора находящегося на границе раздела сред и, следовательно, вычислить уровень налива в баке. В крышке датчика 2 установлен БПР 3, состоящий из микропроцессорного контроллера 4 и АЦП 5. АЦП 5 принимает аналоговый сигнал со стержня 1, преобразует его в цифровой и передает в микропроцессорный контроллер 4, который сопоставляет уровень в миллиметрах с объемом заполнения бака в литрах. Далее по кабельному
каналу сигнал подается в коммутационный шкаф, где проходит через блок коммутации, блок согласования и в виде интерфейса RS 485 или RS 232 выводится в ПЭВМ, где производится вычисление величин измеряемых физических параметров уровня налива топлива.
Стержень электронного датчика уровня налива топлива выдает аналоговый сигнал в виде напряжения, которое изменяется по мере изменения уровня заполнения стержня топливом. Например, полностью сухой стержень выдает 0 В, а полностью заполненный 820 мм - 5 В. Для того чтобы получить показания объема топлива необходимо провести две операции:
1. Пересчитать выходное напряжение стержня в вольтах в уровень заполнения стержня в миллиметрах.
2. Пересчитать уровень заполнения стержня в миллиметрах в объем заполнения топливного бака в литрах.
Для выполнения первой операции используется калибровка, заключающаяся в фиксации двух выходных напряжений стержня:
- при заполнении стержня на 20%
- при заполнении стержня на 80%
(уровни заполнения могут быть и другими).
В итоге данной калибровки получается две пропорции:
- 20% заполнения=164 мм=1 В
- 80% заполнения=656 мм=4 В
тек
Если выходное напряжения со стержня равно U, то уровень заполнения вычисляется следующим образом:
тек
тек
U=Н20%+[(Н80%-Н20%)/(U80%-U20%)](U-U20%)
Например, выходное напряжение равно 2,5 В, т.е. стержень заполнен на половину, тогда текущее заполнение стержня будет следующее:
тек
Н=164 мм+[(656 мм-164 мм)/(4 В-1 В)](2,5 В-1 В)=410 мм
Для выполнения второй операции используется калибровочная таблица топливного бака. Калибровочная таблица топливного бака снимается
вручную со штатной мерной линейкой, с той точностью, которая заложена в мерной линейке. Калибровочная таблица должна быть запрограммирована в микропроцессорном контроллере, который сопоставляет уровень в миллиметрах с объемом заполнения бака в литрах. Если уровень попадает между точками калибровочной таблицы, то микропроцессорный контроллер проводит линейную аппроксимацию между соседними точками.
Таким образом, в заявленной полезной модели повышается скорость и точность измерения.