УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ТОПЛИВА
DEVICE TO MONITOR FUEL CONSUMPTION

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня и плотности жидкости в замкнутых объемах, в частности топлива для двигателей внутреннего сгорания железнодорожного транспорта.
Известно устройство для измерения уровня и плотности жидкости, содержащее перфорированную трубу, внутри которой размещен поплавок, измерительный блок и датчик температуры. Система перемещения поплавка выполнена в виде шагового реверсивного электродвигателя, барабана с тросом, соединенного с поплавком, и направляющего ролика, смонтированного на тензопреобразователе. Измерительный блок выполнен в виде управляющего микроконтроллера, первый вход которого связан с выходом тензопреобразователя, второй вход - с выходом датчика температуры, а выход - со входом реверсивного шагового электродвигателя. (RU, патент на изобретение №2270982, кл. G01F 23/30, G01N 9/10, опубл. 2005 г.)
Недостатками устройства являются:
- неточность измерения уровня топлива в процессе движения железнодорожного транспорта при отклонениях положения пути;
- возможные отклонения объема заправляемого топлива при измерении известным устройством от показаний приборов заправки.
Известно устройство для контроля расхода топлива, указанное в способе определения количества жидкости в емкости (резервуаре) и устройстве для его осуществления, принятое за прототип, заключающееся в измерении уровня плотности и температуры жидкости в емкости (резервуаре), с последующим определением по калибровочной таблице и формуле массы и объема жидкости, уровень и плотность жидкости определяют посредством измерения датчиками сил, действующих на тела, первое из которых имеет переменную степень погружения в зависимости от количества жидкости в емкости (резервуаре), а второе полностью погружено в жидкость с последующим расчетом по формулам, при этом поправку к уровню на уклон емкости (резервуара) определяют путем измерения угла ее наклона датчиком угла поворота; устройство, включающее уровнемер, плотномер и датчик температуры, содержит датчик угла поворота, установленный на верхней крышке емкости (резервуара), электрически соединенный через измерительный преобразователь с системной шиной, а уровнемер и плотномер выполнены в виде двух датчиков силы, жестко закрепленных на верхней крышке емкости (резервуара), к которым подвешены соответственно полностью погруженное в жидкость тело и тело, имеющее переменную степень погружения, в зависимости от количества жидкости в емкости, оба датчика электрически связаны с измерительным преобразователем, соединенным с системной шиной, к которой подключены три датчика температуры, установленных на разной высоте от днища емкости (резервуара), при этом системная шина соединена с микропроцессором, который через соединительную линию связан с ЭВМ. (RU, патент на изобретение №2163356, кл. G01D F 23/00, опубл. 2001 г.)
Недостатками устройства являются:
- недостаточная точность и стабильность измерения уровня и объема топлива, связанная с применением датчика угла поворота, установленного на крышке резервуара для измерения угла поворота в одном направлении (угол ± h с применением преобразователя в виде диска или штока), не обеспечивающего определение углового положения резервуара относительно горизонта и, соответственно, уровня топлива относительно резервуара в двух направлениях: продольном, вдоль оси пути и в поперечном направлении;
- отсутствует учет координат расположения уровнемера относительно стенок резервуара, что в случаях расположения уровнемера не по центру резервуара или при сложной конфигурации резервуара затрудняет процесс определения объема топлива.
Техническим результатом изобретения является повышение точности и стабильности измерения уровня и объема топлива в резервуаре и расхода топлива двигателями внутреннего сгорания железнодорожного транспорта, а также облегчение процесса определения объема топлива при сложной конфигурации резервуара.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для контроля расхода топлива, включающем резервуар с крышкой, заполненный до заданного уровня и установленный на полу железнодорожного транспортного средства, на крышке резервуара или на его боковой стенке установлен датчик контроля топлива с измерительным блоком, датчик температуры и датчик угла поворота резервуара; датчик угла поворота выполнен в виде электронного уровня, определяющего угловое положение резервуара относительно горизонта в двух направлениях: продольном, вдоль оси пути - угол α и в поперечном - угол f с соответствующими отклонениями по высоте hα и hf, результаты измерений датчиком контроля топлива с учетом координат его расположения l и m, углов α и f и габаритов рабочего пространства L и М резервуара служат исходными данными для микропроцессорной системы измерения для определения текущего уровня и объема, а также расхода топлива в резервуаре железнодорожного транспортного средства.
На фиг.1 изображен продольный разрез резервуара с топливом в горизонтальном положении, на фиг.2 - поперечный его разрез, на фиг.3 - вид сверху, на фиг.4 - продольный разрез резервуара с уклоном в продольном направлении и на фиг.5 - поперечный разрез резервуара с уклоном в поперечном направлении.
Устройство для контроля расхода топлива включает резервуар 1 (фиг.1-5) с топливом 2 и крышкой 3, заполненный на высоту Н до заданного уровня 4 и установленный посредством виброизоляционных опор 5 на полу 6 железнодорожного транспортного средства, на крышке 3 или на боковой стенке резервуара 1 установлен датчик 7 контроля топлива 2 с измерительным блоком, датчик температуры 8 и датчик угла поворота резервуара 1, выполненный в виде электронного уровня 9, определяющего угловое положение резервуара 1 относительно горизонта в двух направлениях: продольном, вдоль оси пути - угол α и в поперечном - угол f с соответствующими отклонениями по высоте hα и hf, результаты измерений датчиком контроля топлива с учетом координат его расположения l и m, углов α и f и габаритов рабочего пространства L и М резервуара служат исходными данными для микропроцессорной системы измерения для определения текущего уровня и объема, а также расхода топлива в резервуаре железнодорожного транспортного средства.
Устройство работает в двух направлениях:
- первое, при заправке топлива 2 устройство позволяет контролировать объем залитого топлива 2, который будет являться исходной величиной для дальнейшего измерения при работе транспортного средства, что позволяет исключить ошибки измерения при различных наклонах α и f резервуара 1 на пункте заправки;
- второе направление, при движении транспортного средства, при неровностях пути и деформациях виброизолирующих опор с наличием уклонов α и f верхнего уровня 4 топлива 2 устройство позволяет проводить постоянные контроль и определение объема топлива 2 в резервуаре 1, повысить точность и стабильность измерения уровня и объема топлива в резервуаре 1 и расхода топлива 2 двигателями внутреннего сгорания железнодорожного транспорта. Кроме того, установка электронного уровня 9 облегчает определение объема топлива 2 при сложной конфигурации резервуара 1 за счет предварительного его тарирования.