Датчики топлива: что такое датчик уровня топлива и как он работает?
Для контроля горючего в баках используют специальные устройства: датчики уровня топлива, или ДУТ. Они измеряют количество бензина, масла или солярки. Чаще всего ДУТ устанавливают на автомобили, но также они востребованы на топливных складах.
Задача датчика – измерить уровень горючего, пересчитать его объем и передать информацию диспетчеру. Благодаря ДУТ владельцы транспорта отслеживают расход и предотвращают слив бензина: если в какой-то момент уровень горючего в баке резко снизится, диспетчер это заметит. Датчик может дополнять другие контроллеры или служить самостоятельным устройством, но он обязательно подключается к системе мониторинга машины. Именно она транслирует и сохраняет информацию об изменении уровня горючего в баке.
Устанавливают ДУТ через штатное отверстие в баке или специально готовят подходящее по диаметру отверстие для монтажа. Чаще всего устройство выглядит, как стержень или поплавок, но это высокоточное оборудование, которое можно использовать не только на легковых авто, но также на грузовиках, спецтехнике или стационарных объектах. Датчик может соединяться с индикатором уровня топлива на приборной панели. Благодаря этому водитель может отслеживать расход во время движения и вовремя делать остановки для заправки.
Принцип работы датчиков уровня топлива
Ни одно устройство не дает абсолютно точных показаний, но на рынке достаточно моделей с минимальной погрешностью, которую можно не принимать во внимание. Также при полном баке датчик может транслировать некорректные данные, но как только авто начинает движение и топливо расходуется, информация становится достаточно точной. Установить датчик можно на любой бак, включая дизельную систему.
В основе устройства – соответствие значений уровня горючего аналоговому сигналу. Модели, которые использовали только аналоговые показатели, имели большую погрешность, связанную с неравномерностью заполнения бака и его конфигурацией, поэтому сейчас они встречаются редко. Большинство современных ДУТ – цифровые. Они преобразуют аналоговые данные в цифровой формат, а затем корректируют его, убирая неточности. Благодаря этому погрешности возникают только на этапе измерения уровня топлива и на конечный результат почти не влияют.
Самый популярный вид датчиков – потенциометрический. Это недорогие модели с простой и надежной конструкцией, единственным недостатком которых можно считать быстрое окисление. Потенциометрические датчики могут быть трубчатыми или рычажными, но в любом случае они используют поплавок из пенопласта, пластмассы или легкого металла. Однако при рычажной конструкции поплавок соединен с потенциометром при помощи металлического рычага, а в трубчатых моделях датчик поплавок двигается в трубке с контактными кольцами.
Рычажные потенциометрические устройства подходят для всех видов баков. Трубчатые модели не универсальные, зато они сохраняют устойчивость при маневрировании автомобиля: на поворотах, спусках, подъемах, а это гарантирует высокую точность измерений.
Однако потенциометрические датчики – контактные, поэтому их нельзя использовать для транспорта, который работает на новых видах топлива вроде биодизеля или метанола. Контактные устройства быстро изнашиваются, поэтому часто владельцы транспорта выбирают бесконтактные модели. Они работают по другому принципу, используя магниты или чувствительные элементы, которые напрямую не контактируют с содержимым бака. Но и бесконтактные устройства используют для измерения уровня горючего поплавок. Он соединен с магнитом или другим элементом, который воспринимает движения поплавка и формирует электрический сигнал.
Виды датчиков уровня топлива
В зависимости от формата выходного сигнала устройства могут быть частотными, аналоговыми или цифровыми. Аналоговые и частотные модели – редкость. Если датчики, работающие только с аналоговыми сигналами, отличаются большой погрешностью, то частотные модели передают информацию с задержкой. Впрочем, если не нужно знать точное количество топлива в баке, и достаточно приблизительной информации, можно сэкономить, выбрав недорогую аналоговую модель. В остальных случаях лучше выбрать цифровой датчик.
Цифровые модели комплектуют электронной платой, которая регистрирует расход топлива. Они не требуют подключения к электрической системе авто, могут работать от батареи или другого автономного источника питания. Уровень погрешности у такого оборудования минимальный, и при грамотной установке проблем на протяжении всего срока эксплуатации не возникнет.
Также датчики классифицируют по типу крепления: одни устанавливают внутри бака, другие крепятся к трекеру. Для точности измерений необходимы модели с установкой в баке. Различаться устройства могут и методом измерения. Выше мы описали, как работают поплавковые датчики уровня топлива, но также существуют емкостные и ультразвуковые варианты. Ультразвуковые модели используют излучатели для измерения уровня горючего, они точные и легко монтируются, но чувствительны к примесям в баке. Также они не слишком популярны из-за высокой стоимости.
Дополнительные функции датчиков
Для удобства эксплуатации производители дополняют устройства новыми функциональными возможностями:
- Контроль электропитания. Если внезапно исчезает сигнал уровня топлива, скорее всего, дело в том, что разрядилась батарея, или устройство отключилось от питания. Некоторые компании позволяют контролировать подключение ДУТ удаленно. Это полезно для владельцев крупных автопарков, поскольку водители не смогут незаметно отключить датчик, чтобы скрыть слив топлива из бака.
- Индикатор. Отображение точное значение уровня топлива в кабине водителя. Это небольшое, но дисциплинирующее дополнение, благодаря которому несложно отбить у водителей охоту сливать бензин.
- Универсальный интерфейс. Модели с этой функцией легко подключить к аналоговым и цифровым трекерам. Это полезно, если выбираются датчики для большого числа авто, и нет уверенности, что во всех трекерах установлены цифровые интерфейсы.
- Отслеживание температуры. Теоретически этот показатель помогает поддерживать авто исправным, но практически сведения о температуре топлива в баке никак не влияют на сроки обслуживания и ремонта. Однако многие водители привыкли отслеживать этот параметр. Поскольку наличие такого контроллера на стоимость устройства почти не влияет, легко закрыть глаза на отсутствие практической пользы.
- Взрывозащищенный корпус. Вы можете купить датчик во взрывозащищенном исполнении и для легковой машины, но правила безопасности требуют установки именно таких устройств в ограниченном числе случаев. Например, взрывозащищенные ДУТ монтируют на бензовозы и другую специальную технику, которая перевозит грузы повышенной взрывоопасности. От других датчиков эти устройства отличаются конструкцией и дополнительной сертификацией, которую обязательно выполняют до поступления в продажу.
Перед выбором датчика уровня топлива полезно выяснить конфигурацию бака. Если она сложная, ищите ДУТ с возможностью изгиба – сложной формой измерителя. Такой датчик можно один раз согнуть под не слишком большим углом, не опасаясь увеличения износа или некорректных показаний. Правда, сгибать измерительную часть нужно не руками, а инструментом, и действовать следует аккуратно. Зато при грамотном монтаже прибор прослужит долго.
Также есть датчики со встроенным GPS-трекером. Это отличный выбор, если функции вроде подробного отслеживания маршрута машины не нужны, и вы хотите контролировать только уровень топлива в баке и получать сведения о местонахождении авто. В таком случае достаточно установить один датчик, не тратя средств на трекер. Так можно сэкономить, а если со временем возникнет необходимость расширить функционал за счет полноценного трекера, подобную модель ДУТ будет несложно подключить к новому устройству.
Выбирая модель со встроенным трекером, важно помнить, что определение координат – только дополнительная функция. А потому датчик будет точно отслеживать уровень топлива в баке, но другие задачи он будет выполнять не так хорошо, как самостоятельные устройства.
Проверка датчика уровня топлива. 3 способа проверить датчик топлива когда он не работает
Когда не работает датчик топлива, то водитель не сможет рассчитать на сколько ему хватит того топлива что находится в баке. Плюс стрелка, которая показывает пустой бак, несомненно нервирует. В зависимости от типа датчика уровня топлива (ДУТ) чаще всего причинами могут быть истирание резистивных элементов, повреждение поплавка на рабочем рычаге либо проблемы с проводкой. Однако есть и другие, о которых также стоит знать. Зачастую проверку и элементарный ремонт датчика можно провести в гаражных условиях. А вот для диагностики электронных ДУТ придется обращаться за помощью в автосервис.
Где находится датчик уровня топлива
Чтобы понять почему датчик топлива показывает неправильно либо не работает вовсе, необходимо узнать где он стоит. Правда тут особого секрета нет, ведь естественно он находится непосредственно в топливном баке. Единственная разница, которая может быть это вариант его исполнения. В зависимости от конструкции он может быть встроен в топливный модуль, который представляет собой единое устройство, состоящее из датчика топлива, обратного клапана, топливного насоса и фильтра (у инжекторных двигателей), либо устанавливаться отдельно посередине/сбоку бензобака отдельно или же вкручивается отдельным устройством в бак если это дизельный автомобиль.
Типы датчиков уровня топлива
В автомобилях может использоваться один из трех основных типов датчиков уровня топлива. А именно:
- Рычажный. Относится к типу поплавковых датчиков. Это самый старый и простой тип данного устройства. Состоит из потенциометра (реостата — переменного резистора), рычага, и подвешенного на него поплавка. Преимущество поплавкового датчика — простота и надежность конструкции, а также низкая цена. Недостаток — большая погрешность прибора. Кроме этого, во время езды машины по неровной дороге зачастую стрелка прибора на панели колеблется, отражая тем самым движение топлива в баке.
- Трубчатый. Также является поплавковым. Конструкция состоит из полой трубки, поплавка, направляющей стойки, сигнального провода (или проводов) а также контактной группы. Обеспечивает достаточно высокую точность показания уровня топлива, поскольку поплавок находится в ограниченном пространстве (внутри полой трубки). Достаточно распространенная модель датчика уровня топлива.
- Электронный. Это самый новый тип датчика, устанавливаемый на современные автомобили, имеет собственный блок управления. Его другое название — бесконтактный, что обусловлено принципом действия. Так, рабочий рычаг непосредственно находится на поверхности топлива, а считывающее устройство соединено с ним посредством магнитного поля. Погрешность у таких приборов минимальна и не превышает 1%, а зачастую гораздо меньше.
Обратите внимание, что даже современные датчики зависимы от качества контактов на разъемах (в частности, условий эксплуатации и обслуживания). Поэтому выйти из строя может любой из перечисленных типов ДУТ.
Принцип работы датчика уровня топлива
В зависимости от принципа работы датчиков будут немного отличаться и неисправности которые могут с ними возникать. Рассмотрим схему работы датчика уровня топлива каждого из видов.
Поплавковый рычажный ДУТ
Принцип работы датчика уровня поплавкового типа основан на использовании реостата. К его центральной части прикреплен рычажок, на конце которого располагается поплавок. В зависимости от уровня топлива в баке поплавок будет перемещаться передвигая соответственно, и рычажок реостата по контактной дорожке. Во время такого движения будет изменяться сопротивление, что фиксируется электросистемой автомобиля. Соответственно, стрелка на приборной панели будет перемещаться в соответствии с указанным сопротивлением на реостате. К слову, при определенном положении поплавка, а значит, и значении сопротивления на реостате будет загораться контрольная лампа на приборной панели, указывающая на то, что в баке осталось мало топлива и необходима дозаправка.
Для наглядности рассмотрим работу датчика уровня топлива на примере автомобилей ВАЗ-2108/ВАЗ-2109, ВАЗ-21099. У них в конструкции могут использоваться два датчика — для высокой и низкой приборной панели. Конструкционно они похожи, однако имеют различное рабочее сопротивление. В частности, для датчика высокой панели значение сопротивления от 238 до 262 Ом означает, что топливный бак пуст. При сопротивлении 59…71 Ом стрелка топливного прибора находится приблизительно посередине (соответственно, и бак значит наполовину наполнен). Если же сопротивление находится в пределах 17…23 Ома, то это означает, что бак машины залит полностью.
Что касается датчика для низкой панели, то тут ситуация аналогичная. Так, при сопротивлении 285…335 Ом стрелка указывает на пустой бак. При 100…135 Ом стрелка будет соответствовать половине, а при значении 7…25 Ом — в конце шкалы, указывать, на полностью заправленный бак.
Указанные сопротивления важны в контексте проверки датчика, поскольку при выходе его из строя первое, что нужно сделать — выполнить проверку внутреннего сопротивления датчика с помощью электронного мультиметра.
Обратите внимание, что указанные значения сопротивлений актуальных лишь для перечисленных моделей ВАЗ. Для других же машин соответствующие значения необходимо искать дополнительно в прилагаемой к ним технической документации (мануалу). Однако даже эти показатели можно использовать как ориентир!
Трубчатый ДУТ
Конструкция датчика основывается на корпусе с направляющей стойкой (собственно, трубка), на другом конце которого расположен провод с контактной группой (фишкой). Также в конструкции есть поплавок с контактными кольцами, расположенный внутри полой трубки. Фланец корпуса крепится с помощью крепежных болтов на верхней стенке топливного бака. К слову, это является недостатком подобного типа датчиков и накладывает ограничение на его использование. В частности, датчики трубчатого типа можно устанавливать лишь на баки, высота которых достаточно велика.
Алгоритм работы трубчатого датчика уровня топлива следующий:
- На трубке, которая касается дна, в нижней ее части, есть отверстие (или два), через которое топливо поступает во внутрь.
- Расположенный внутри трубки поплавок имеет контактные кольца и при движении по трубке с изменением уровня топлива в баке изменяется и сопротивление. Измерение сопротивления происходит по одному или двум контактных проводах расположенных вдоль направляющей трубки.
- Движение поплавка на поверхности топлива естественным образом меняет значение электрического сопротивления на контактном проводе при подаче на него питания.
- В момент, когда поплавок находится в верхнем положении (бак полностью заполнен) задействуется небольшой отрезок контактного провода, соответственно, значение сопротивления минимально. В момент же, когда бак пустой — поплавок находится в нижней крайней точке, соответственно, длина сигнального провода максимальна, что соответствует и максимальному электрическому сопротивлению.
Сопротивление датчика уровня топлива будет отличаться у различных машин, поэтому при измерении нужно пользоваться технической документацией.
Электронный ДУТ
Электронные датчики уровня топлива устанавливают на автомобили, где используется качественный бензин и дизельное топливо, произведенный на биологической основе. Это обеспечивает не только очень точные показания датчика, но и позволяет «не прикасаться» исполнительному механизму непосредственно к топливу. Однако особенностью использования таких датчиков является то, что он не обеспечивает плавности в наблюдении за уровнем топлива (с небольшими шагами). В основе конструкции бесконтактных ДУТ лежит неактивный магнитный датчик. Схема датчика уровня топлива по которой он работает следующая:
- Основная часть датчика находится в герметичном корпусе. С топливом соприкасается лишь магнитный датчик (MAPPS) и его рычаг.
- Движение поплавка с магнитом происходит по сектору, определенному металлическими пластинами разной длины. Сигнал, соответствующий определенному уровню топлива в баке формируется зависимо от положения магнита на отдельной пластине.
Указатель уровня топлива в данном случае формируется по дискретному методу поскольку амплитуда сигнала обратной связи будет меняться от отрезка к отрезку который проходит магнит. В зависимости от модели конкретного датчика значение амплитуды сигнала и прочая техническая информация, отличается. Погрешность работы такой системы не превышает 0,5%…1% но и стоимость значительно выше обычной контактной системы, поэтому устанавливаются данные ДУТ лишь на машины бизнес и премиум класса.
Неисправности датчика уровня топлива
Внешне неисправности датчика уровня топлива проявляются одной из следующих ситуаций:
- стрелка на приборе постоянно находится в движении, дергается, прыгает в крайние положения;
- при полном топливном баке стрелка показывает его частичную заправку либо же вообще что он пуст;
- при включенном зажигании стрелка на приборе находится на нулевой отметке при условии, что топливо в баке гарантированно есть;
Если у вас появились подобные проблемы значит не работает датчик уровня топлива, а вот если движение стрелки не упало в ноль, а лампа сигнала минимального остатка не загорелась либо напротив горит и при наполненном баке, то это свидетельствует о неисправностях самой приборной панели.
На автомобилях управляемых ЭБУ о наличии проблем с ДУТ можно узнать по зафиксированным в ОЗУ блока кодов ошибок для этого достаточно подключить диагностический сканер для считывании памяти и проверки параметров датчиков различных систем.
Ошибки датчика уровня топлива
Номера основных ошибок что соответствуют неисправностям датчика уровня топлива:
- P0460 — «Неисправность электрической цепи ДУТ». На практике это означает повреждение либо обрыв питающего и/или сигнального провода. Часто это банально ухудшение контактов из-за их окисления.
- P0461 — «Выход уровня сигнала за допустимые пределы». Ошибка формируется в случае, если сигнал от датчика уровня топлива слишком слабый или слишком сильный. Это может сопровождаться также перебоями в подаче топлива в двигатель, и как следствие, снижение его мощности вплоть до полной остановки.
- P0462 — «Низкий уровень сигнала в цепи ДУТ». Обычно ошибка формируется в результате коррозии контактов, обрыва цепи заземления, короткого замыкания в цепи, повреждения топливного бака (утечка топлива).
- P0463 — «Высокий уровень сигнала в цепи ДУТ». Как правило, ошибка формируется в результате повреждения или самого датчика уровня топлива или его поплавка. Известны случаи, когда она возникала по причине того, что ржавел топливный бак.
- P0464 — «Ненадежный контакт в цепи ДУТ». Ошибка формируется в результате повреждения изоляции на проводке, окисление контактов, перебои в передаче сигнала от датчика на электронный блок управления.
Причины неисправности
Причинами, почему не работает датчик уровня топлива либо он неправильно показывает, становятся такие неисправности:
- Поплавок потерял герметичность. Подобная ситуация актуальна, когда в качестве поплавка используется шарик из хрупкой пластмассы, которая может растрескаться в результате механического воздействия либо в результате эксплуатации авто при сильных морозах. В этом случае поплавок будет находиться внутри жидкости или, что чаще, попросту утонет и ляжет на дно. Результатом будет постоянные показания прибора, что в баке нет топлива. Ремонтные меры предусматривают замену поплавка либо же всего узла целиком. Еще редкий вариант заключается в том, что поплавок может попросту отсоединиться от рычага, на котором он закреплен и «уйти в самостоятельное плавание».
- Деформация рычага, на котором держится поплавок. В результате этого поплавок может терять подвижность либо отражать не корректную информацию. Часто такая ситуация происходит при неаккуратном извлечении топливного модуля с бака, но иногда даже и как результат длительной эксплуатации машины на дорогах с неровным покрытием, то есть, при постоянных вибрациях при езде. Можно попытаться придать рычагу изначальную форму, однако чаще всего соответствующий рычаг просто меняют на новый.
- Повреждение корпуса датчика. В результате этого может измениться показания резистивных элементов либо повреждение рычага, снимающего соответствующие показания. В данном случае причиной, почему датчик не правильно показывает уровень топлива — это использование некачественного бензина либо ударные механические нагрузки на деталь.
- Выход из строя резистивных элементов. Это достаточно частая причина, почему датчик уровня топлива не работает. Элементы на реостате выходят из строя по естественным причинам, то есть, в результате стирания при длительной эксплуатации. Возможен вариант, когда износ частичный, например, посередине. В этом случае стрелка прибора будет дергаться. Также возможно, что между скользящим элементом и резистивной дорожкой пропал контакт вследствие повреждения либо износа резистивного напыления либо ослабления прижима лапки бегунка. При такой неисправности стрелка будет лежать на нуле.
- Отсутствие электрического контакта на определенном участке цепи. Как правило, на контактах, которые окисляются либо влагой, либо топливом. Могут быть повреждены провода, их изоляция, обрыв. Также иногда возникают проблемы с электрическими разъемами.
- Сигнальный провод «коротит» на «массу». В этом случае значение его сопротивления будет искажаться и стремиться к нулю. При такой неисправности датчик уровня неправильно показывает уровень передавая информацию, что бак полностью залит.
- Перегорание предохранителя, отвечающего за работу датчика уровня топлива. Номер предохранителя необходимо смотреть в электрической схеме конкретного автомобиля.
- Нарушение крепления датчика на корпусе топливного бака. Например, с перекосом. Как правило, в такой ситуации запах топлива распространяется наружу, в частности, в салоне будет слышен запах бензина.
- Встречаются случаи, когда у резистивной платы, по которой движется бегунок, попросту отваливается крепежная пайка.
- У трубчатых датчиков уровня топлива может быть оборван сигнальный провод. В этом случае стрелка будет постоянно показывать пустой бак.
- Также трубчатым датчикам свойственен налет, который может образоваться на направляющей стойке. Это естественным образом приведет к затруднению (и даже невозможности) движения поплавка. Налет обычно образуется в результате использования некачественного топлива (с большим количеством парафина, газолина вместо бензина). В этом случае стрелка прибора замрет в одном положении, причем не обязательно в одном из крайних.
- У бесконтактных датчиков может быть поврежден магнитный датчик и/или его проводка. На некоторых из них устанавливается специальная контрольная и управляющая плата. Проблема может быть и с ней. В этом случае обычно датчик полностью выходит из строя, то есть, не показывает уровень топлива вообще.
Чаще всего проблемы возникают с поплавками либо с резистивными элементами, которые со временем истираются и перестают передавать корректные данные. Но заметьте, что когда уровень топлива не показывается, то не всегда виноват именно датчик. Часто не работает стрелка, и тут виноват уже прибор на панели, который, по сути, является потенциоментром. Поэтому если датчик топливо неправильно показывает, то нужно его снять и проверить мультиметром и произвести визуальную дефектовку.
Как проверить датчик уровня топлива
Первое, что нужно сделать при проверке любого датчика уровня топлива — проверить приходит ли к нему питание через предохранитель. В случае, если конструкция автомобиля не предполагает открытый доступ к датчику, в таком случае нужно воспользоваться электросхемой автомобиля и подключиться к соответствующим выводам на колодках. Для этого нужно будет использовать кусочки проводов. Если же доступ есть (обычно через багажник или под задним сидением), то необходимо отключить фишку от датчика и далее воспользоваться электронным мультиметром для проверки либо контролькой.
Чтобы понять к каким контактам нужно подключатся используйте схему электропроводки, если же дело с обычным резистивным датчиком уровня инжекторного авто, то в качестве ориентира можно смотреть на сечение проводов подходящих к колодке — на бензонасос провода всегда толще, чем на датчик. В общих чертах алгоритм проверки будет следующим:
- Одним щупом тестера прикоснуться к плюсовому выводу на фишке, а другим — к минусовому либо корпусу автомобиля (желательно выбирать место, где лакокрасочного покрытия или нет совсем или оно минимально).
- Если питание приходит — мультиметр покажет +12 Вольт (в стандартных легковых автомобилях).
Если питания нет — для начала нужно проверить целостность предохранителя, а потом целостность проводов плюса и минуса. Когда же питание есть, но датчик топлива показывает некорректные данные, необходимо продолжать проверку и убедиться, в чем дело — в датчике или проводке.
Проверка датчика уровня топлива по универсальному методу
После проверки, приходит ли питание от предохранителя на датчик топлива, необходимо проверить как работу самого датчика, так и сигналы, отходящие от него на потенциометр на приборной панели, то есть, прибор уровня топлива.
Между датчиком топлива и потенциометром, используемых в машинах с карбюраторным двигателем, имеет три провода. Один из которых — «масса», второй — сигнальный провод сопротивления, идущий к прибору, и третий — сигнальный к контрольной лампе критического уровня топлива!
Между датчиками и потенциометрами у инжекторных моторов проводов четыре. Первый — «масса», второй — питание на бензонасос, третий — сигнальный, четвертый — на сигнальную лампу. Между электронными датчиками и прибором также имеют три провода. Первые два — это питание и «масса», а третий — сигнальный, идущий к блоку управления, который укажет количество топлива на цифровом табло приборной панели.
Проверку поплавкового или трубчатого датчика уровня топлива имеет смысл начать с универсального метода. Он выполняется в двух вариантах — когда стрелка постоянно находится в начале шкалы и когда стрелка находится постоянно в конце шкалы. Начнем с первого. Для этого необходимо:
- Обеспечить доступ к контактной группе датчика на топливном баке.
- Включить зажигание.
- Разорвать цепь сигнального провода (используя дополнительные провода).
- Наблюдать за поведением указателя уровня на панели приборов.
В случае, когда после этого стрелка на приборе сместилась в конец шкалы — датчик уровня топлива неисправен. Если же стрелка осталась на месте — требуется проверить целостность сигнального провода, то есть, «прозвонить» его.
Если стрелка постоянно находится в конце шкалы, то проверка датчика выполняется по следующему алгоритму:
- Обеспечить доступ к контактной группе датчика над бензобаком.
- Включить зажигание.
- Конец сигнального провода, идущего на приборку, поочередно замкнуть сначала на контакт датчика, а потом на кузов («массу»).
- В случае, если стрелка прибора при этом осталась на нулевой отметке в обоих случаях, то это значит, что, скорее всего, оборвался сигнальный провод, соединяющий датчик с прибором. Следовательно, его нужно прозвонить.
- Если стрелка отклоняется в противоположную сторону в случае замыкания провода на кузов — значит, отсутствует контакт датчика с «массой».
- Если же стрелка смещается в обоих случаях — значит, датчик неисправен и требуется дальнейшая диагностика.
Для более точной диагностики датчик уровня топлива лучше проверять его в снятом состоянии.
В процессе демонтажа следите за тем, чтобы мусор с крышки или ободка уплотнителя не попал в топливный бак. Поэтому перед демонтажом желательно протереть ветошью пыль и грязь на крышке топливного модуля.
Как проверить рычажный датчик уровня топлива мультиметром
Конкретный пример как проверить рычажный датчик уровня топлива поплавкового типа в снятом состоянии рассмотрим на основе автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-2109 и ВАЗ-21099. Алгоритм проверки будет следующим:
- Включаем мультиметр в режим измерения сопротивления.
- Подключаем к выводам датчика щупы и двигаем резистивным рычагом по дорожке. Сопротивления при различных режимах должно постепенно изменяться.
- Так, если поправок висит внизу под собственным весом (соответствует пустому баку), то сопротивление на датчике должно быть в пределах 238…262 или 285…335 Ом в зависимости от того, какой используется датчик. Если поднять поплавок вниз, то сопротивление должно снизится до 17…23 либо 7…25 Ом. На практике указанные значения могут НЕЗНАЧИТЕЛЬНО отличаться. Если показания отличаются значительно, не меняются или же меняются скачкообразно в процессе движения поплавка — скорее всего, датчик неисправен.
Кроме измерения датчика уровня топлива мультиметром также нужно выполнить его визуальную проверку. В частности, проверить работоспособность нужно, убедившись, что провода и разъемы не имеют механических повреждений. Также обязательно нужно осмотреть наличие окислов и/или мусора на переменном сопротивлении, а планка с контактами надежно закреплена и припаяна к выводам. Еще надо проверить плотность контакта, то есть, насколько плотно «язычок» подходит к переменному сопротивлению. При необходимости его нужно будет подогнуть (только осторожно!).
На других автомобилях (или при использовании других датчиков) алгоритм проверки будет таким же, однако предварительно необходимо знать номинальное значение сопротивлений установленных датчиков. Это можно найти в инструкции к ним либо в технической документации к автомобилю (мануалу).
Обратите внимание, что если датчик уровня топлива исправен, а указатель на приборной панели все равно работает некорректно либо не работает вовсе — значит, неисправен сам указатель. Зачастую ремонт связан с заменой (или добавлением) подстроечного резистора. Это требуется для того, чтобы скорректировать вышедшее из строя сопротивление на самом приборе.
Ремонт датчика уровня топлива
В первую очередь необходимо понимать, что ремонт датчика уровня топлива невозможен без его демонтажа с посадочного места.
Если на рычажном датчике уровня топлива износились резистивные элементы — можно попробовать подогнуть «язычок», который непосредственно скользит по ним и передает значение тока на контролирующий прибор. Заодно можно почистить контактные дорожки прибора. В случае же, если резистивная дорожка износилась значительно, то ремонт не возможен и ДУТ подлежит только замене. Если плата с резистивной дорожкой «гуляет» на своем посадочном месте — ее нужно припаять заново.
Когда возникли неисправности в электрической цепи датчика, обычно проблемы возникают на контактах. Соответственно, их нужно почистить и подтянуть. Также желательно смазать их специальной смазкой. Повреждены провода — желательно заменить на новые (можно целым жгутом). Однако если повреждение изоляции незначительное, то можно воспользоваться для ремонта изолентой или термоусадкой для проводов.
Если в трубчатом датчике загрязнилась направляющая трубка — значит, ее нужно почистить и смыть налет с помощью спрея с очистителем. Заодно можно почистить и сигнальные провода, расположенные вдоль трубки.
Недостатком электронного датчика уровня топлива является его неремонтопригодность. По крайней мере, в гаражных условиях. Поэтому, если данный узел вышел из строя — обратитесь за помощью в автосервис либо к официальному представителю автопроизводителя вашего автомобиля.
что это такое, устройство и принцип работы
Водители автомобилей > Полезная информация > ТО и ремонт > Если датчик топлива неправильно показывает уровень топлива в баке: в чем может быть причина
Датчик уровня топлива (ДУТ) является одним из основных датчиков автомобиля. По нему водитель ориентируется о необходимости дозаправки.
Если датчик уровня топлива в баке работает неправильно, в процессе эксплуатации автомобиля могут возникнуть непредвиденные ситуации.
Что такое ДУТ на автомобиле
Основное назначение датчика уровня топлива (ДУТ) – определить, какое количество топлива находится в баке. Во многих случаях уровень оставшегося либо заправленного топлива индицируется относительно общего объема бака, то есть ½, ¼, ¾. Это не создает точной оценки уровня топлива в баке. Водитель не может по показаниям таких датчиков точно определить расход топлива на единицу пути, сколько осталось топлива, и как долго он может двигаться до заправки.
Для получения более точных сведений в некоторых автомобилях применяются датчики уровня топлива оригинальной конструкции, использующие различные принципы измерения. Это имеет принципиальное значение, если автомобиль находится в коммерческом использовании, им управляют наемные водители.
Для личного пользования высокая точность не принципиальна. Расчет потребления топлива на единицу пути может производиться с помощью специальных расходомеров, встроенных в топливопровод. Дозаправку в большинстве зарубежных стран (в отличие от российских автолюбителей) производят, как только уровень топлива стал меньше четверти бака. Ездить «на последней капле топлива» опасно:
- на дне бака остаются частицы грязи, примесей, воды, ржавчины, которые забивают фильтр, топливопроводы, бензонасос, форсунки;
- «оголяется» бензонасос, расположенный в баке, он может перегреться;
- топливо может закончиться в самый неподходящий момент, например, в пробке.
Из этих же соображений нельзя эксплуатировать автомобиль с неисправным датчиком уровня топлива.
Датчик уровня топлива в большинстве случаев находится непосредственно в баке, хотя есть конструкции, в которых датчик помещен в отдельный резервуар, связанный с баком по типу сообщающихся сосудов. Такой способ размещения датчика предусмотрен для увеличения точности показаний и обеспечения оригинального метода измерений.
Виды автомобильных датчиков уровня топлива
В технических устройствах существует много типов датчиков уровня топлива:
- резистивные;
- емкостные;
- электромагнитные;
- магнитные;
- ультразвуковые;
- оптические;
- лазерные и другие.
Спецификой применения датчиков уровня топлива в автомобилях является:
- наличие расплескивания топлива, перемещения уровня во время движения транспортного средства;
- легковоспламеняемость топлива;
- летучесть углеводородов;
- агрессивность среды;
- помещение топлива в металлический бак.
Учитывая перечисленные особенности, многие типы ДУТ теоретически невозможно использовать в автомобиле, другие показали свою ненадежность. В некоторых автомобилях использовались ультразвуковые датчики объема, но и они часто дают некорректные результаты. В большинстве легковых автомобилей используют датчики рычажного и трубчатого типа.
Рычажного типа
Это самый распространенный тип датчиков уровня топлива. Типовая схема изображена на рисунке:
На рисунке:
- Потенциометр.
- Бегунок потенциометра (перемещающийся контакт).
- Рычаг.
- Поплавок.
- Топливозаборник.
Основное преимущество таких датчиков – предельная простота. Поплавок имеет инерционность, поэтому во время движения автомобиля он медленно перемещается по поверхности топлива в баке, не создавая эффекта «дергания» стрелки индикаторного прибора на панели. Датчики такого типа начали применять еще в начале прошлого века.
Принцип действия основан на изменении сопротивления (соответственно, тока в цепи) между крайним выводом потенциометра и бегунка. Этот потенциометр включен в цепь +12 Вольт – индикатор на приборной панели – масса автомобиля. Индикатор на приборной панели показывает ток в цепи, пропорциональный уровню топлива.
В последнее время появилась тенденция передавать сигнал по цепям электрооборудования в цифровом виде. Это немного усложнило устройство датчика. Потенциометр встраивается в один модуль с аналогово-цифровым преобразователем и ретранслятором цифрового сигнала. Преимущества такого способа передачи – увеличение надежности, помехозащищенности, возможность «повесить» данные датчика сразу на CAN-шину, не вести отдельный провод на модуль приборной панели. Стоимость таких устройств значительно выше.
Удобность расположения ДУТ в едином модуле с бензонасосом в том, что, производя регламентные работы по обслуживанию бензонасоса (например, замена фильтра), можно одновременно почистить потенциометр и бегунок. В некоторых автомобилях предусмотрена отдельная шахта для ДУТ.
Трубчатого типа
Такие датчики находят применение в современных автомобилях. Их преимущества:
- менее чувствительны к колебаниям топлива в баке;
- измерительный элемент защищен от соприкосновения с топливом, что увеличивает срок его эксплуатации;
- большая точность измерений.
Типовая схема датчика трубчатого типа показана на рисунке:
- Отверстие, через которое поступает топливо.
- Пластина изолирующая.
- Трубка защитная.
- Стойка направляющая.
- Поплавок.
- Кольца контактные.
- Резистивный провод.
- Фланец крепежный.
Внешний вид такого датчика в разобранном виде:
и в сборе:
Применяют также электромагнитные датчики с магнитным поплавком.
Датчик топлива неправильно показывает уровень топлива: основные причины неисправности и способы устранения
- Индикатор все время показывает нулевой уровень топлива. Причиной такой неисправности могут быть:
- обрыв элетропроводки к датчику;
- неисправность резистивных элементов;
- отказ индикатора уровня топлива на приборной панели;
- отказ предохранителя по цепи питания приборной панели.
- При заправке или включении зажигания индикатор перемещается на определенный уровень, затем возвращается в ноль. Такая неисправность наблюдается в случае плохого контакта бегунка с зонами потенциометра, износом потенциометра.
- Дергание стрелки индикатора. Обычно наблюдается при износе контактных зон потенциометра.
- Отсутствует индикация лампочки предельного уровня топлива в баке. Возможна неисправность индикаторной лампочки, износ датчика, нарушение контактов в разъеме, обрыв электропроводки.
- Неправильные показания датчика. Такая неисправность возможна при разгерметизации поплавка, изгибе рычага во время проведения замены или ремонта бензонасоса, датчика уровня топлива.
Как его снять
Если датчик уровня топлива установлен совместно с бензонасосом, необходимо демонтировать всю конструкцию.
Здесь существует два варианта:
- доступ к бензонасосу с ДУТ предусмотрен через шахту со стороны салона (под задним сиденьем) или багажника;
- бензонасос демонтируется только после снятия бензобака.
В первом случае размещение автомобиля на подъемнике не требуется, все операции можно произвести сверху. Во втором варианте требуется подъемник. С ямы выполнить работы проблематично, так как приходится опускать бак. Некоторые автолюбители самостоятельно прорубают шахту, вскрывая кузов автомобиля, как консервную банку. Такие эксперименты делать опасно: уменьшается жесткость кузова в районе багажника.
После извлечения конструкции бензонасоса (для этого обычно необходимо открутить несколько винтов по периметру), приступают к демонтажу ДУТ и его осмотру.
Проверку резистивных зон можно выполнить при помощи мультиметра, переключенного в режим измерения сопротивлений 2 кОм. Обрывы и износ резистивных зон обычно виден при помощи увеличительных приспособлений.
Целесообразность ремонта
Ремонт датчиков уровня топлива выполняют только в исключительных ситуациях. Полностью восстановить контактные зоны практически невозможно. Есть способы восстановления при помощи резистивного клея, точечной пайки. Все способы недолговечны, и главное, после ремонта данные датчика не совсем корректны. В зависимости от количества ремонтируемых зон его точность теряется на 20-50%.
Видео — ремонт датчика топлива в баке автомобиля Toyota Haice 3L: 0.11
Целесообразно заменить датчик на аналогичный новый или бэушный с другого автомобиля такой же марки. Важно, чтобы он полностью совпадал по параметрам с «родным» датчиком. Это можно проверить даже без помощи мультиметра, не устанавливая датчик. Достаточно надеть на него разъем, включить зажигание. Далее следует отклонить рычаг в верхнее положение. На приборной панели индикатор должен показать полный бак. Таким образом можно подобрать датчик от другой марки автомобиля.
Предупреждение: Все операции при снятом датчике уровня топлива и открытой шахтой бензобака следует выполнять в хорошо проветриваемом помещении, лучше, на открытом воздухе, при открытых дверях авто. Пространство бака следует изолировать полиэтиленовым пакетом, чтобы пары топлива локализовать.
Что делать, когда ДУТ вышел из строя во время движения
Самый надежный способ – заправить топливо с таким расчетом, чтобы точно доехать до места стоянки или предполагаемого ремонта. «Заглянуть» в бензобак, чтобы проверить, какое там количество топлива осталось, без демонтажа датчика или бензонасоса невозможно.
В стареньких Жигулях можно было проверить уровень бензина при помощи длинного тонкого шланга, отправленного в горловину бензобака. В современных автомобилях такое вряд ли возможно. Обычно по пути следования заправляющегося топлива стоит У-колено (может перемычка, сетка), которое препятствует движению шланга.
Оценить, есть еще в баке бензин можно путем постукивания по нему ладонью или деревянной палочкой. Можно попробовать раскачать автомобиль. Если датчик заклинило, при раскачивании он может временно восстановить работоспособность. Такое может произойти и при сильном ударе ладонью по баку снизу, но лучше не экспериментировать.
Если положение совсем критическое, можно выкачать все имеющееся топливо в баке в емкость, определить его объем и далее рассчитать оставшийся путь. Чтобы выкачать топливо из бака, необходимо разъединить доступный топливопровод под капотом, направить его в свободную емкость. Далее следует принудительно подать + 12 Вольт на предохранитель бензонасоса (или прямо на бензонасос). Это можно сделать без включения зажигания. Бензонасос начнет выкачивать топливо из бака.
Все работы с датчиком топлива в баке, бензонасосом, открытым топливом чрезвычайно опасны. Следует соблюдать меры пожарной безопасности.
Какой может быть рабочая температура бензинового двигателя современного автомобиля.
Читайте про принцип работы автомобильной спутниковой сигнализации и в каких случаях оправдана её установка.
Как прогревать двигатель зимой перед поездкой https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/dvigateli/nuzhno-li-progrevat-zimoj.html и нужно ли это делать.
Видео — замена датчика уровня топлива на Приоре, Калине и Гранте:
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
- Виды ДУТ и общее устройство датчика уровня топлива
- Датчик топлива: принцип работы
- Что в итоге
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.
- 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.
youtube.com/embed/pSB2EmRrpMo» allowfullscreen=»allowfullscreen»>Датчик уровня топлива
Датчик уровня топлива – прибор, который присутствует в любом автомобиле. Его задача – отображать количество топлива в баке транспортного средства. Для любого владельца автомобиля эта информация важна, но еще более важной она становится для владельца автопарка, оснащенного системой мониторинга транспорта. Ведь зачастую необходимо не только знать, где автомобиль находится, но и следить за тем, чтобы топливо расходовалось экономично, и не допускать хищений. Можно для этой цели пользоваться и данными со штатных датчиков топлива, установленных на транспортное средство заводом изготовителем, однако, эти приборы имеют сравнительно низкую точность, и здесь на помощь приходят дополнительные емкостные датчики уровня топлива. Почему эти датчики уровня топлива так популярны, и по какому принципу они работают – попробуем максимально доступно объяснить в данной статье.
Ёмкостной датчик уровня топлива. Принцип работыКак следует из названия, принцип работы данного датчика основан на измерении емкости среды, в которую он помещен. Измерительная часть датчика топлива состоит из трубки и внутреннего стрежня (реже вместо внутреннего стрежня выступает трубка меньшего диаметра или проволока). Фактически, эти трубка и стержень являются двумя обкладками конденсатора. Соответственно, когда в бак заливается топливо – пространство между стержнем и трубой также заполняется топливом, а топливо (не важно бензин или солярка), как известно, является диэлектриком. Т.е. при изменении уровня топлива меняется емкость конденсатора и ее изменение фиксирует датчик уровня топлива. Отсюда, к слову, следует и основной недостаток емкостных датчиков – их показания зависят от химического состава среды, которую они измеряют. К примеру, у дизельного топлива и бензина – разная диэлектрическая проницаемость. Т.е. при одинаковом количестве топлива в баке – показания датчика уровня топлива будут разными для бензина и для дизельного топлива.
Более того, диэлектрическая проницаемость топлива может меняться в зависимости от наличия в нем тех или иных примесей и присадок. Подробнее об этом мы поговорим в одной из наших следующих статей. Данный способ измерения уровня топлива позволяет достигнуть весьма неплохих показателей точности. Большинство производителей датчиков уровня топлива заявляет погрешность измерения уровня не более 1%. Для сравнения у штатного датчика топлива этот показатель может достигать и 10%, а порой и 30% (в зависимости от марки техники, года выпуска, типа штатного датчика, его технического состояния и пр.). Существуют и другие датчики уровня топлива, основанные на других принципах измерения, показания которых не зависят от химического состава среды, или датчики, обладающие большей точностью, но стоят они существенно дороже и на данный момент широкой популярности не получили за счет сложности применения и высокой цены. Поэтому подробно мы не будем на них останавливаться.Можно выделить 2 основных принципа контроля топлива: расчет расхода за период по нормам и контроль фактически потребленного топлива. Для расчета расхода топлива система мониторинга измеряет параметры работы транспорта, от которых зависит расход: пробег, время работы на холостом ходу, время работы дополнительных потребителей. Имея эти данные, диспетчерская программа может автоматически выдать в отчете количество потребленного топлива, если в нее занесены нормы расхода на 100 км, час холостого хода, час работы дополнительного потребителя. Фактический расход можно контролировать двумя способами: измеряя уровень остатка топлива в баке и измеряя топливо, непосредственно проходящее через топливную систему.
Преимущества и недостатки варианта контроля через расчет по нормамПреимущества:
- Не требуется покупать и устанавливать дополнительные датчики. В простейшем случае достаточно подключить питание на GPS GSM прибор
- Хорошо реализуется механизм списания топлива на предприятиях, нет возможности накрутки пробега согласно данных системы мониторинга.
Недостатки:
- Утвержденные нормы могут не соответствовать реальному положению дел
- Не все дополнительные потребители можно контролировать, их потребление также зависит от загрузки
- Нет возможности проконтролировать реальный расход топлива ( тип дорожного покрытия, загруженность транспорта, тип и стиль езды и ряд скрытых факторов)
- Не возможен контроль заправок и сливов топлива.
Преимущества:
- Контроль заправок и сливов топлива
- Точное тарирование бака
- Нет влияния на топливную систему
- Нет необходимости привязки к типу и размеру бака
- Высокая точность измерений емкостным датчиком уровня топлива или ультразвуковым датчиком уровня топлива
Недостатки:
- необходима модификация бака (сверлить отверстие в баке)
Наличие датчика уровня топлива, который отправляет каждую минуту на наш сервер показания уровня топлива, а также наличие спутникового абонетского терминала, который отображает местоположение транспортного средства, направление движения и многие другие параметры авто, в значительной мере дисциплинирует водителя.
–
Установка датчика уровня топливаДатчик уровня топлива может устанавливаться на транспортные средства с напряжением бортовой сети 12 или 24 В.
- подготовка транспортного средства к установке датчика уровня топлива. Если затруднен доступ к баку, то выполняется его демонтаж. Выбирается место, максимально близкое к геометрическому центру бака, при этом устройство не должно касаться перегородок и штатного датчика топлива;
- делается отверстие в баке, которое сверлится специальной биметаллической коронкой по металлу ø35мм. Если двигатель бензиновый, то бак перед сверлением заливается водой;
- производится замер глубины бака. Датчик обрезается так, чтобы между ним и дном бака оставался зазор в 10 мм;
- калибровка датчика уровня топлива, где задаются параметры “пустой” и “полный”,
- монтаж датчика уровня топлива в бак;
- монтаж кабеля. Для соединения датчика уровня топлива с внешним устройством используется кабель в гофрированном рукаве, который прокладывается вместе со штатной проводкой Тс с обязательной фиксацией положения кабеля хомутами.
После установки и подключения датчика уровня топлива, следует выполнить процедуру тарировки бака транспортного средства.
Тарировка топливного бака необходима для установки соответствия уровня сигнала, выдаваемого изделием, и объема топлива в конкретном топливном баке. Тарировка топливного бака представляет собой заправку топлива в бак – от пустого до полного, с определенным шагом заправки, и фиксацию показаний изделия в тарировочной таблице.
почему не работает, принцип работы
Датчик уровня топлива – это устройство, которое необходимо для определения степени заполненности топливного резервуара (на автомобиле – топливного бака). А так же косвенного контроля расхода бензина, дизельного или другого вида топлива, являющимися одними из основных эксплуатационных параметров автомобиля. Визуализированное представление показаний датчика отображается при помощи соответствующего указателя, оба этих элемента связаны между собой.
Принцип действия
Датчик передает сигнал, которому соответствует определенный уровень топлива в баке, на указатель. В зависимости от типа сигнала, выделяют аналоговые и цифровые датчики. Первый тип датчиков на сегодняшний день мало распространен из-за высокой степени их недостоверности. Цифровой датчик уровня топлива преобразует аналоговые данные в цифровой формат, а затем выдает выходное значение с учетом поправки на неравномерность распределения топлива в баке, а также на геометрические особенности резервуара. По сравнению с аналоговым, это устройство обладает гораздо меньшей погрешностью измерений.
Поплавковые измерительные устройства
В современных автомобилях уровень бензина или дизельного топлива измеряется при помощи цифровых потенциометрических (поплавковых) устройств. В таких системах положение поплавка, изготовленного из пенопласта, легкого металла или пластика, задает значение уровня горючего в топливном баке.
Такая схема обладает целым рядом преимуществ:
- простота устройства;
- надежность в эксплуатации;
- невысокая стоимость.
К недостаткам можно отнести подвижность контактов, что может приводить к их окислению и износу.
По конструкции различают два вида поплавковых датчиков:
- рычажные;
- трубчатые.
Особенности устройства
В рычажном варианте поплавок через металлический рычаг соединен с реостатом. Когда уровень топлива в баке изменяется, поплавок перемещается. Это приводит к повороту рычага, связанного с подвижным контактом реостата. Сопротивление последнего меняется, что влечет за собой изменение значения, отображаемого на указателе уровня топлива. Рычажная конструкция является универсальной и может быть использована в топливных баках любой геометрической формы.
Трубчатый датчик уровня топлива работает следующим образом. Поплавок перемещается по направляющей, расположенной внутри трубки. Параллельно направлению движения поплавка проложены провода с контактными кольцами, замыканием которых поплавок фиксирует соответствующее значение уровня топлива.
Основным достоинством такой схемы является стабильность ее показаний при подъемах, спусках и поворотах автомобиля, когда происходят колебания уровня горючего.
Однако ее использование ограничено геометрической формой топливного бака.
Альтернативные виды топлива
Как уже было отмечено, рычажные и трубчатые системы могут применяться для бензина или дизеля, но, к примеру, для этанола, метанола, биодизеля они совершенно не подходят. Контакт этих видов топлива элементами датчика приводит к быстрому выходу последних из строя. В подобных случаях применяются бесконтактные датчики уровня топлива, например, неактивные магнитные датчики положения, в которых конструктивные элементы герметично изолированы от внешних агрессивных воздействий. В них также используется поплавок, соединенный с магнитом. Магнит движется по сектору, на котором расположены металлические пластины различной длины. В зависимости от величины передаваемого сигнала, определяется величина уровня топлива в баке.
Наиболее распространенные неисправности
Очевидно, что определить неисправность датчика уровня топлива можно только косвенным путем – через нарушения в работе указателя уровня топлива. Наиболее часто встречающимися неисправностями являются:
Снятие
Во многих описанных выше случаях для проверки или ремонта датчика уровня топлива его необходимо снять, а затем установить на место. Процедура снятия проводится в следующем порядке.
- Для бензинового автомобиля обязательно нужно снять минусовую клемму аккумуляторной батареи.
- Обеспечить доступ к датчику в зависимости от того, где он установлен – выгрузить содержимое и снять обивку багажника или демонтировать подушку заднего сидения.
- Если сверху датчика установлена предохранительная пластина, нужно выкрутить крепежные болты и снять ее.
- Очистить датчик уровня топлива и поверхность бака возле него от пыли и грязи.
- Отсоединить подходящие электрические провода (рекомендуется их предварительно промаркировать).
- Открутить болты крепления топливного датчика к баку и осторожно извлечь его во избежание повреждений элементов конструкции. В ряде случаев перед извлечением нужно будет открутить пластмассовую крышку.
Установка
Перед тем как обратно установить датчик уровня топлива, необходимо выполнить следующие операции.
- Произвести очистку посадочного места от старого герметика.
- При наличии новой прокладки установить ее на посадочное место, совместив отверстия под крепежные болты. Для автомобилей солидного возраста (10 лет и более) с новой прокладкой рекомендуется использовать герметик.
- Сборка осуществляется в порядке обратном снятию.
- После сборки проверить показания на индикаторе уровня топлива.
- Проехать 30-50 км, снова обеспечить доступ к топливному датчику и проверить наличие запаха горючего и утечек.
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 по мониторингу 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
- Топливное пополнение/столовое состояние
- Идентификация кражи топлива/Руфербата
- 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 дополнительно 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, лежащая в основе датчиков 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 0016 может повлиять на работу датчиков, что приведет к ошибочной информации.
Применение датчиков уровня топлива
Датчики уровня топлива могут использоваться в широком диапазоне вариантов использования для мониторинга модели потребления топлива и предотвращения потерь топлива кражи и 6 кражи .
- Контроль бака генератора
- Мониторинг резервуаров горно-шахтного оборудования
- Контроль топливного бака
- Контроль масляного бака
- Мониторинг топливного 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 плотности жидкости.
- Высокое разрешение, высокая точность , не требует обслуживания, так как не использует 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 влиянию 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 , так как движущиеся части счетчика приводят к износу деталей.
- Установка этих счетчиков сложна, так как для этого требуются модификации 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.
Сравнительная таблица
Sensors
CharacteristicsResistive/ 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 %
0~ 95 %
~9 % >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 окупаемость инвестиций в течение нескольких дней после 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.
Как проверить и заменить узел подачи топлива
Практические советы
Технический совет
Указатель уровня топлива, который все время показывает полный или пустой объем топлива, или стрелка которого движется хаотично, может быть результатом неисправного узла датчика или сам датчик уровня топлива. Но прежде чем делать поспешные выводы и пытаться починить то, что может и не сломаться, есть несколько простых проверок и тестов, которые могут помочь упростить ремонт.
Инструменты, которые вам понадобятся:
- Руководство по эксплуатации
- Руководство по обслуживанию
- Мультиметр
- Основные ручные инструменты
- Сканер OBD-II (если применимо)
Сканирование кодов неисправностей OBD-II (если горит индикатор проверки двигателя)
Если на приборной панели горит индикатор проверки двигателя, это означает, что обнаружена неисправность одной из контролируемых систем автомобиля. Чтобы найти неисправность, используйте сканер OBD-II или считыватель кодов для считывания кодов через порт OBD автомобиля. Если в цепи датчика уровня топлива возникают проблемы, наиболее распространенные коды OBD-II, относящиеся к блоку подачи топлива:
- P0460 Неисправность цепи датчика уровня топлива
- P0461 Цепь датчика уровня топлива, диапазон/параметры
- P0462 Цепь датчика уровня топлива, низкий входной сигнал
- P0463 Цепь датчика уровня топлива, высокий уровень входного сигнала
- P0464 Прерывистый сигнал цепи датчика уровня топлива
Все коды могут быть связаны с электрическими неисправностями, поэтому обязательно проверьте все соединения и заземление в цепи. Иногда при заправке автомобиля при включенном зажигании или работающем двигателе быстрое изменение уровня топлива может привести к тому, что система выдаст код неисправности.
Проверьте предохранители указателя уровня топлива
Если другие указатели, кроме указателя уровня топлива, не работают, проблема может быть связана с предохранителем. Снова используя руководство пользователя, проверьте, где расположены предохранители для указателя уровня топлива, и вытащите предохранитель, чтобы проверить его состояние. Если предохранитель перегорел, замените топливо и проверьте, фиксирует ли это указатель уровня топлива.
Как проверить датчик уровня топлива
Многие современные легковые и грузовые автомобили оснащены электронными датчиками уровня топлива со встроенной процедурой самопроверки. Процедура будет описана в руководстве пользователя или может быть доступна в Интернете. Выполнив ряд шагов, вы можете начать самопроверку, которая проверяет все индикаторы и дисплеи на приборной панели, а также прогоняет датчики по их диапазонам. Если указатель уровня топлива не завершает цикл от полного до пустого, это указывает на то, что проблема связана с самим датчиком, а не с блоком подачи топлива.
Как проверить указатель уровня топлива с помощью мультиметра
Плохое соединение с сигнальным проводом от блока подачи топлива или плохой провод заземления могут привести к неточным показаниям. Используя руководство по ремонту автомобиля, следуйте инструкциям по снятию комбинации приборов/указатель уровня топлива с приборной панели. Если провод выглядит целым, проверьте напряжение провода указателя уровня топлива с помощью мультиметра, настроенного на 20 В постоянного тока. Датчик уровня топлива должен получать 12 вольт. Если нет, проверьте все провода на наличие признаков повреждения, так как причиной может быть коррозия провода или плохое соединение.
Как проверить соединения проводки блока подачи топлива
Подойдя к топливному баку, осмотрите верхнюю часть блока подачи топлива на наличие повреждений и/или коррозии, а также правильность его установки в баке. Если верхняя часть устройства грязная, почистите разъемы, чтобы повысить проводимость. Также убедитесь, что есть хорошее заземление. Чтобы убедиться, что блок подачи топлива получает правильное напряжение, установите мультиметр на 20 вольт. При включенной батарее проверьте входной разъем на передающем устройстве и проверьте наличие напряжения. Обратитесь к Руководству по обслуживанию для правильного напряжения. Если входное напряжение ниже требуемого вольта, проверьте проводку от передающего устройства к аккумулятору, так как она может быть неисправна.
Проверяя выходное напряжение, измерьте, какое напряжение подается от блока подачи топлива к указателю уровня топлива. Напряжение должно быть одинаковым на обоих концах провода. Если напряжение разное, между датчиком газа и датчиком газа есть коррозия или плохая проводка.
Как проверить блок подачи топлива в омах
Если все остальные шаги уже прошли проверку, последним шагом будет проверка самого блока подачи топлива. Самый простой способ сделать это — полностью вытащить устройство из топливного бака, чтобы вы могли манипулировать рычагом поплавка при измерении сопротивления.
В зависимости от конструкции топливного бака вам, возможно, придется удалить топливо из бака, а в некоторых случаях бак придется сбросить. Перед снятием узла подачи топлива убедитесь, что область вокруг узла подачи топлива чистая, сухая и не имеет следов коррозии, чтобы мусор не попал в топливный бак. Следуйте руководству по ремонту автомобиля, чтобы узнать, как снять блок подачи топлива.
Когда блок подачи топлива находится вне бака, мы можем проверить характеристики сопротивления с помощью мультиметра, настроенного на настройку Ом. Вам нужно будет проверить руководство по обслуживанию для значений сопротивления или Ом для конкретного блока отправки топливного бака, который вы тестируете. Один из контактов будет подавать сигнал обратной связи по напряжению на указатель уровня топлива в верхней части устройства, поэтому подключите мультиметр к этому контакту. При подключении покачайте рычаг поплавка, и сопротивление в Омах должно увеличиваться или уменьшаться в зависимости от направления движения.
- Если сопротивление правильное, но указатель уровня топлива не показывает правильный уровень топлива , то, вероятно, у вас проблема с проводкой между блоком подачи топлива и указателем уровня топлива.
- Если сопротивление не меняется или не соответствует спецификациям производителя , вероятно, неисправен блок подачи топлива и его необходимо заменить.
Блок подачи топлива рассчитан на весь срок службы автомобиля, но иногда его компоненты могут выйти из строя. Самая большая проблема с неисправностями блока подачи топлива — плохое топливо. Использование агрессивного топлива или присадок в баке может вызвать коррозию контактов на блоке подачи топлива, что приведет к мертвым точкам или потере сигнала.
Как заменить датчик топлива
- Сбросьте давление в топливном баке в соответствии с инструкциями в руководстве по эксплуатации автомобиля.
- Отсоедините топливопроводы и электрические соединения от узла подачи топлива.
- Очистите область вокруг заглушки и убедитесь, что на ней нет загрязнений, которые могут попасть в бак.
- Обязательно используйте инструмент из цветного металла или пробойник, чтобы снять стопорное кольцо (если применимо).
- Вытащите старый узел подачи топлива с прокладкой/уплотнительным кольцом из бака. Сравните старый блок с замененным блоком, чтобы убедиться, что они совместимы.
- Установите новый блок подачи топлива с новой прокладкой/уплотнительным кольцом, убедившись, что прокладка правильно совмещена между блоком подачи топлива и баком.
- При замене блока подачи топливного насоса перенесите фиксаторы топливопровода. Установите топливный насос, направляя вперед рычаг передающего устройства.
- Установите на место стопорное кольцо (если применимо). Если в блоке подачи топлива используются винты, обязательно используйте прилагаемые шайбы для предотвращения утечек и затяните их по схеме «звезда».
- Подсоедините все электрические разъемы и защелкните топливопроводы на место.
- Проверить на наличие утечек.
При работе с чем-либо, связанным с топливом, всегда держите поблизости огнетушитель и избегайте работы рядом с чем-либо, что может вызвать искру. Рекомендуются защитные очки и перчатки.
Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть замену топливного насоса в действии.
Будь то узел подачи топлива или топливный насос, всегда устанавливайте деталь в чистый бензобак. Delphi Technologies предлагает комплект для очистки бензобака (FC01) в рамках инициативы Clean the Tank, которую можно выполнить примерно за час. Этот важный шаг защищает новые детали от повреждений, вызванных старым мусором и загрязняющими веществами, которые со временем могут накапливаться внутри бензобака. Оригинальная деталь помещалась в бак для чистого газа, поэтому, чтобы обеспечить такой же уровень производительности, новая деталь также должна помещаться в бак для чистого газа.
Посетите наш Ресурсный центр, чтобы получить дополнительные советы по топливу и другие советы для техников и мастеров-любителей.
Все о датчиках уровня
Изображение предоставлено: ekipaj/Shutterstock.com
Датчики уровня— это устройства, которые можно использовать для контроля или определения уровня жидкости или твердого вещества в резервуаре, сосуде или другом контейнере, используемом как часть процесса или системы. Существуют различные типы датчиков уровня, используемых в установках и системах управления промышленными процессами, выбор которых зависит от типа контролируемой жидкости или твердого вещества, степени доступа к жидкости или твердому веществу и их свойств. Датчики уровня используются во многих других приложениях за пределами промышленных объектов и появляются в продуктах, знакомых потребителям.
В этой статье обсуждаются различные типы используемых датчиков уровня, объясняется принцип их работы и обсуждаются вопросы выбора. Чтобы узнать больше о других датчиках, ознакомьтесь с нашей статьей «Датчики — полное руководство (типы, области применения и поставщики)».
Датчики уровня и указатели уровня
Датчики уровняи уровнемеры выполняют очень похожие функции, и терминология для этих двух типов устройств часто используется взаимозаменяемо. Для целей этой статьи будет сделано различие, чтобы помочь отличить два устройства. Датчики уровня, как правило, представляют собой устройства, которые производят электрический выходной сигнал с характеристическим значением, которое представляет собой уровень контролируемой среды. Этот выход косвенно представляет уровень жидкости более или менее пропорциональным образом, так что выходной сигнал можно откалибровать и преобразовать в фактическое показание уровня. Так, например, в топливном баке автомобиля датчик уровня, установленный в топливном баке, используется для получения электрического выходного сигнала, который будет способен воздействовать на вход устройства (уровнемер), которое отображает это показание уровня топлива для водитель. Датчик преобразует уровень топлива в электрическое напряжение, сопротивление или другой параметр, который служит показателем физического количества топлива, оставшегося в баке. Термин «уровнемер» представляет собой устройство, которое обеспечивает прямое измерение уровня жидкости или твердого вещества, тогда как датчик уровня обеспечивает косвенный выходной сигнал, который представляет уровень, но не отображается непосредственно пользователю. В примере с автомобилем используются оба устройства — датчик в топливном баке и датчик на приборной панели.
Существуют и другие используемые термины, относящиеся к мониторингу и измерению уровня, такие как детектор уровня и преобразователь уровня. Эти термины будут приняты для представления эквивалента датчика уровня для целей этого обсуждения.
Чтобы узнать больше о типах уровнемеров, см. наши соответствующие руководства Все об уровнемерах — определение, размеры и использование, а также Магнитные уровнемеры для жидкости.
Общие типы датчиков уровня
Датчики уровняделятся на два основных типа, которые известны как датчики точечного уровня и датчики непрерывного уровня. Датчик предельного уровня — это датчик, предназначенный для контроля, когда уровень в контейнере достигает определенной точки или положения. Распространенным механическим устройством, которое работает как датчик предельного уровня и с которым знакомо большинство людей, является поплавковый клапан, который можно найти во многих туалетных бачках. Целью поплавкового клапана является определение момента, когда уровень воды в баке достигает точки заполнения. Движение поплавка по мере того, как уровень воды поднимается до нужной точки наполнения, перекрывает наполнительный клапан, предотвращая переполнение бачка унитаза. После того, как унитаз смыт, уровень воды в бачке падает, что приводит к падению поплавка и открытию заливного клапана, чтобы свежая вода снова наполнила бачок. Датчики предельного уровня используются для определения того, что условие было достигнуто, т. е. они контролируют, когда уровень в контейнере достигает определенного желаемого значения. В этом смысле они являются бинарными устройствами и не определяют, каков уровень в другие моменты времени вне заданных условий.
Датчики непрерывного уровняпредназначены для обеспечения считывания уровня при всех положениях уровня жидкости в контейнере. Упомянутый ранее датчик топлива для автомобилей является примером датчика непрерывного уровня, что означает, что он посылает сигнал на указатель уровня топлива на приборной панели для любого значения состояния топлива в баке, будь то полный, ½ полного, ¼ полного и т. д. Постоянно выдает информацию об уровне топлива в баке.
Другая характеристика, используемая для описания датчиков уровня, состоит в том, чтобы классифицировать их как инвазивные или бесконтактные датчики. Инвазивные датчики — это датчики, в которых некоторая часть датчика должна соприкасаться с жидкостью или веществом, уровень которых измеряется, чтобы устройство установило показания. Напротив, в бесконтактных датчиках используется технология, которая не требует непосредственного погружения датчика в измеряемую жидкость, а вместо этого использует неинвазивный подход, такой как передача ультразвуковых волн или электромагнитных волн для установления уровня.
Типы датчиков уровня и технологии
Датчики уровняиспользуют один из нескольких технологических подходов для определения уровня контролируемого вещества. В методах используется механическое положение, изменения электрических характеристик, электромагнитная или акустическая энергия для преобразования уровня в полезный сигнал, который можно откалибровать для точного отображения уровня в контейнере. Выбор подхода для любого конкретного применения будет зависеть от природы материала, уровень которого измеряется (называемого средой), его физических свойств (таких как вязкость, коррозионная активность и т. д.) и рабочих условий, таких как температура, давление и диапазон значений, в котором должен работать датчик.
Основные используемые технологии отражены в этих различных типах датчиков уровня:
- Поплавковые выключатели или датчики
- Переключатели или датчики уровня с поворотными лопастями
- Гидростатические датчики уровня
- Тензодатчики уровня
- Оптические датчики уровня
- Датчики уровня вибрационные (камертонные)
- Ультразвуковые датчики уровня
- Датчики уровня электромагнитные (радарные)
- Лазерные датчики уровня
- Датчики уровня магнитореактивные
- Емкостные датчики уровня
- Кондуктивные или резистивные датчики уровня
Поплавковые выключатели или датчики
Поплавковые выключатели или поплавковые датчики представляют собой датчики предельного уровня простого типа. Они ведут себя аналогично поплавковому клапану унитаза, который является механическим аналогом. В случае электрического поплавкового датчика механический поплавок поднимается и опускается при изменении уровня в контейнере. Когда уровень достигает установленной уставки, движение поплавка замыкает или размыкает набор контактов переключателя, который замыкает или размыкает путь электрической цепи. Затем изменение состояния переключателя можно использовать для подачи звукового сигнала тревоги или запуска некоторых необходимых действий, таких как отключение или включение насоса. Обычно используются однополюсные однопозиционные (SPST) или однополюсные двухпозиционные (SPDT) герконы.
Поплавковые датчикиявляются относительно простыми устройствами, недорогими и простыми в установке, но для работы они должны быть погружены в контролируемую среду. Поскольку поплавок является движущимся механическим компонентом, существует некоторая вероятность того, что поплавок застрянет, что может сделать датчик неработоспособным.
Поворотные лопастные переключатели или датчики уровня
Датчики или переключатели уровня с вращающимися лопастями представляют собой еще одну форму точечных датчиков уровня, которые используются, например, для определения уровня сухих или сыпучих материалов в горнодобывающей промышленности, силосах, бункерах, пищевых продуктах и напитках, а также зерновых силосах. Эти устройства используют электромеханическое движение для обнаружения присутствия сыпучего материала. Датчик состоит из лопасти, которая приводится в движение синхронным электродвигателем. При отсутствии материала на уровне датчика лопасть свободно вращается. Когда уровень материала в бункере или контейнере достигает лопасти датчика, лопасть перестает вращаться, что создает сигнал крутящего момента. Механизм сцепления отключает двигатель от лопасти, а переключатель замыкается, сигнализируя о том, что уровень сыпучего материала достиг датчика. Как только уровень сыпучего материала падает ниже уровня лопасти, лопасть снова начинает вращаться, и сигнал переключателя сбрасывается.
Гидростатические датчики уровня
Класс датчиков уровня, в которых используются гидростатические принципы, включает вытеснители, барботеры и датчики дифференциального давления. Буйки, также называемые датчиками уровня смещения, работают по принципу Архимеда. Колонка твердого материала подвешена внутри контейнера, содержащего контролируемую среду. Высота этой колонны должна быть достаточной, чтобы простираться от самой низкой до самой высокой контролируемой точки, а плотность материала должна быть больше, чем у среды, что означает, что он будет тонуть, а не всплывать при погружении. В верхней части колонны из твердого материала находится датчик силы. Когда уровень среды в контейнере повышается, колонка вытесняет жидкость, количество которой зависит от площади поперечного сечения колонки и уровня жидкости в контейнере. Создается выталкивающая сила, которая компенсирует силу, необходимую для подвешивания колонны из-за силы тяжести — эта разница в силе определяется датчиком и может быть напрямую связана с уровнем жидкости в контейнере. Поскольку датчик измеряет выталкивающую силу на основе смещения, колонна должна увеличиваться по высоте до любых положений, требующих контроля. Поскольку датчики этого типа могут работать в различных положениях, датчики уровня смещения являются непрерывными мониторами.
Барботерные датчики уровня используют погружную трубку, вставленную в резервуар или сосуд открытым концом у дна резервуара. Трубка подключается к источнику воздуха или инертного газа, давление в линии подачи которого контролируется датчиком давления. Для измерения уровня среды в резервуаре газ в погружной трубке поступает к открытому концу трубки. Давление в погружной трубке контролируется и будет повышаться до тех пор, пока оно не станет достаточным для преодоления гидростатического давления уровня жидкости в сосуде. Давление равно плотности среды, умноженной на расстояние от дна погружной трубки до уровня среды в сосуде. Контролируя уровень давления, можно определить показатель уровня среды.
Датчики или преобразователи уровня перепада давления выполняют измерение разницы между общим давлением на дне резервуара или сосуда и давлением напора или статическим давлением в резервуаре. Разница давлений снова связана с уровнем жидкости в резервуаре и равна плотности жидкости, умноженной на высоту жидкости. Это также монитор непрерывного уровня.
Датчики уровня с тензодатчиками
Датчики пятенили тензодатчики также можно использовать для определения уровня жидкости в контейнере. Весоизмерительный датчик встроен в механическую конструкцию, поддерживающую резервуар или сосуд, и, следовательно, способен воспринимать изменения сил, возникающие в результате изменений уровня жидкости в сосуде. При изменении уровня среды изменяется вес сосуда, и при правильном включении это изменение веса может быть обнаружено тензодатчиком и использовано для установления уровня жидкости в сосуде.
Трудность с этой формой датчика уровня заключается в том, что его встраивание в опорную конструкцию судна должно быть правильно спроектировано для создания, по сути, плавучей конструкции, которая может свободно реагировать на любые изменения веса, возникающие в результате изменений уровней СМИ. Другие механические воздействия, такие как воздействие нагрева, ветровая нагрузка или жесткие соединения труб, могут повлиять на точность и пригодность этого типа неинвазивного датчика уровня.
Оптические датчики уровня
Оптические датчики уровня, также называемые оптическими датчиками уровня, работают по принципу преломления света. Датчик содержит светодиодный источник света и фототранзистор. Когда уровень среды ниже датчика, свет от светодиода отражается обратно на фототранзистор. Как только уровень среды поднимается и датчик погружается, часть света преломляется через линзу датчика в среду, что изменяет уровень сигнала на фототранзистор, обеспечивая индикатор того, что среда достигла уровня датчика. Оптические датчики уровня являются точечными датчиками и подходят для контроля высокого, низкого или промежуточного уровня жидкости. Жидкости, которые могут покрыть датчик, пузырьки или пена, а также сильно отражающие поверхности резервуара могут вызвать проблемы с работой этих устройств.
Датчики уровня вибрационные (камертонные)
Вибрационные датчики уровня или камертонные датчики уровня состоят из двух зубцов, которые напоминают камертон, используемый фортепианными техниками и музыкантами. Принцип работы устройства очень прост. Датчик имеет собственную резонансную частоту, при которой он будет вибрировать в отсутствие какой-либо среды. Как только датчик вступает в контакт со средой, его резонансная частота смещается, что можно использовать для определения уровня среды в резервуаре или резервуаре. Устройства представляют собой иммерсивные датчики и имеют широкий спектр применения в пищевой, горнодобывающей и химической промышленности. Это датчики предельного уровня, которые используются для измерения переполнения или работы всухую.
Ультразвуковые датчики уровня
Ультразвуковые датчики уровня представляют собой разновидность бесконтактных датчиков непрерывного уровня, использующих акустическую энергию для определения уровня среды в сосуде. Ультразвуковой преобразователь установлен на верхней поверхности сосуда, обращенной вниз. Преобразователь генерирует ультразвуковые импульсы в диапазоне килогерц, направляя акустический сигнал вниз к поверхности жидкости в резервуаре. Измеряется время прохождения или время пролета (TOF), которое представляет собой время, которое требуется сигналу, излучаемому преобразователем, для прохождения туда и обратно, чтобы отразиться от поверхности носителя и вернуться обратно для записи преобразователем. Затем это время можно использовать для определения уровня среды в резервуаре. Звук в воздухе распространяется со скоростью около 1115 футов в секунду при температуре 60°9.0839 o F, поэтому время прохождения составляет порядка миллисекунд на фут.
Скорость акустической энергии зависит от ряда факторов, таких как специфическая газовая смесь, которая присутствует в резервуаре над уровнем среды, а также от температуры. Ультразвуковые датчики уровня используются в тех случаях, когда измерения производятся при атмосферном давлении воздуха или азота.
Датчики уровня электромагнитные (радарные)
Как и в случае акустических датчиков уровня энергии, электромагнитных датчиков уровня или радарных датчиков уровня, используется радиочастотная или микроволновая энергия, генерируемая передатчиком, который направлен вниз к поверхности среды в резервуаре от антенны, установленной наверху. Время прохождения сигнала туда и обратно является индикатором уровня жидкости в резервуаре или сосуде. Поскольку радиочастотная энергия распространяется со скоростью света, время прохождения намного меньше, чем у ультразвуковых датчиков. Отражение происходит на границе раздела среды и воздуха, где изменяется диэлектрическая проницаемость.
Диэлектрическая проницаемость среды является ключевым фактором, определяющим надежность и точность радарных и микроволновых датчиков уровня. Для сред с низкой диэлектрической проницаемостью большая часть энергии проходит через среду и не отражается обратно для обнаружения. Радарные датчики уровня могут быть открытыми, когда электромагнитная энергия передается по воздуху на поверхность среды, или могут быть волноводными радарами (GWR), в которых энергия направляется по жесткому или гибкому кабельному волноводу вниз. к поверхности носителя. Волноводные радарные датчики уровня, как правило, более эффективны, поскольку энергия направлена в волноводе, а не излучается в воздухе. Они также решают проблемы с эхо-сигналами от поверхностей резервуаров, которые более распространены при работе с радарными датчиками под открытым небом.
Лазерные датчики уровня
Лазерные датчики уровня или лазерные преобразователи уровня используют когерентную световую энергию лазеров для определения уровня среды в сосуде или резервуаре. Принцип работы аналогичен ультразвуковым и радиолокационным/микроволновым датчикам уровня – импульс света направляется вниз к поверхности среды, который затем отражается и детектируется. Время прохождения туда и обратно используется для определения уровня среды в сосуде путем преобразования TOF в значение расстояния. Поскольку лазерный луч имеет очень малую расхождение луча, эхо-сигналы или отраженные сигналы от других поверхностей отсутствуют, как это может быть в случае с радарными датчиками уровня под открытым небом. Лазерные датчики уровня хорошо работают для судов, которые имеют препятствия, а также могут быть установлены снаружи, когда лазерная энергия проходит через специально разработанные оптические смотровые окна, что позволяет использовать эти датчики на судах, работающих в условиях высокой температуры или высокого давления.
Датчики уровня магнитореактивные
Магниторезистивные датчики уровня используют принцип, называемый магниторестрикцией, согласно которому ферромагнитный материал будет взаимодействовать и менять свои свойства в присутствии приложенного магнитного поля. Принцип действия датчика уровня этого типа следующий.
Датчик состоит из поплавка, прикрепленного к металлическому стержню, ориентированному вертикально, что позволяет поплавку перемещаться вверх и вниз по мере подъема и падения уровня среды в сосуде. Поплавок содержит постоянный магнит, который создает статическое магнитное поле вокруг поплавка и металлического стержня. К одному концу металлического стержня прикреплена электронная схема, которая создает периодические импульсы тока через металлический стержень через определенные промежутки времени. Когда импульс проходит через металлический стержень, он создает круговое магнитное поле вокруг стержня. Когда круговое магнитное поле, создаваемое импульсом тока, взаимодействует со статическим магнитным полем постоянного магнита в поплавке, в металле стержня создается напряжение кручения, вызывающее скручивание, известное как эффект Видемана. Напряжение приводит к созданию волны напряжения, которая распространяется вдоль металлического стержня в обоих направлениях. Конец стержня без электроники содержит демпфер для устранения возможности отражения волны напряжения, исходящей от поплавка, от этого конца металлического стержня обратно к другому концу, на котором находится электроника. Между тем, импульс напряжения, который действительно распространился обратно от поплавка к концу металлического стержня с электроникой, регистрируется, и время его прохождения измеряется относительно импульса тока, отправленного электроникой. Поскольку скорость акустической волны в металлическом стержне является известным фиксированным значением, измерение интервала времени между моментом подачи импульса тока и наблюдением напряжения кручения позволяет установить, где находится положение поплавка относительно местоположения блока электроники. Этот временной интервал можно преобразовать в сигнал напряжения и использовать для определения положения поплавка и, следовательно, уровня жидкости в баке. Следует отметить, что, поскольку импульс тока отправляется периодически, датчики уровня этого типа не контролируют постоянно положение поплавка, поэтому между импульсами существует некоторое время простоя, когда определение уровня не происходит.
Магниторестрикциятакже используется в качестве технологии для датчиков положения и приближения, более подробная информация о которых доступна в нашем соответствующем руководстве «Все о датчиках положения».
Емкостные датчики уровня
Емкостные датчики уровня основаны на том факте, что контролируемая среда или жидкость обладает диэлектрической проницаемостью, отличной от диэлектрической проницаемости воздуха, и используют эту разницу для определения момента, когда уровень жидкости в баке достигает уровня датчика. Датчик состоит из двух пластин, поперек которых создается электрическое поле. Измеряются изменения емкости, например, когда воздух между пластинами заменяется контролируемой жидкостью, что приводит к изменению диэлектрической проницаемости промежуточных материалов между пластинами конденсатора. Изменения значения емкости отражают уровень жидкости в резервуаре.
Имеются версии емкостных датчиков уровня, которые можно использовать как для иммерсионных, так и для бесконтактных приложений, а также доступны различные стили для использования со средами как с низкой, так и с высокой диэлектрической проницаемостью. Как правило, они небольшие, недорогие и точные, но требуют калибровки для настройки сосуда и подходят не для всех жидкостей.
Кондуктивные или резистивные датчики уровня
Кондуктивные датчики уровня, также называемые резистивными датчиками уровня или проводящими зондовыми датчиками, используются для измерения уровня жидкостей или жидкостей, которые являются электропроводными. Эти устройства состоят из набора из двух зондов, которые погружаются в измеряемую среду, один длиннее другого. Размер более короткого зонда соответствует необходимой длине, чтобы соответствовать желаемой точке срабатывания или точке сигнализации, необходимой для уровня в резервуаре или резервуаре. Зонды прикреплены к корпусу электроники и контроллеру, который находится над уровнем жидкости. Электронная схема генерирует сигнал переменного тока низкого уровня, который подается на два датчика. Когда уровень жидкости в сосуде достаточно высок, чтобы покрыть оба датчика, между датчиками и жидкостью существует полный электропроводящий путь, который затем активирует полупроводниковый переключатель, чтобы указать, что уровень в сосуде превышает заданное значение. Если уровень среды падает так, что более короткий зонд больше не погружается в среду, то цепь размыкается (проводимость прекращается), что снижает ток до нуля и отключает полупроводниковый переключатель. Дополнительные датчики различной длины могут быть добавлены для обеспечения большего количества точек мониторинга по мере необходимости. Кондуктивные датчики уровня недороги, просты и безопасны в эксплуатации из-за низкого напряжения. Однако их применение ограничено случаями, связанными с измерением жидкостей, которые являются электропроводными, и требуют регулярной проверки и технического обслуживания, чтобы гарантировать, что на поверхности зондов не скапливается осадок, который может ограничить возможность работы устройства. правильно. По своей конструкции они являются точечными датчиками уровня.
Соображения по выбору
Выбор стиля и типа датчика уровня, необходимого для конкретного применения, должен основываться на знании условий применения и свойств измеряемой среды. Факторы, которые необходимо оценивать и учитывать в процессе поиска поставщиков, включают следующее:
- Включает ли измерение среду, которая является твердой (объемной) или жидкой?
- Насколько вязкий материал?
- Каковы условия рабочей температуры и давления?
- Каковы химические свойства среды в отношении коррозионной активности и стабильности?
- Является ли измерение уровня точечным или непрерывным процессом?
- В каком приблизительном диапазоне выполняются измерения?
- Является ли приложение новой установкой, модификацией или установкой существующего процесса?
- Имеются ли в сосуде препятствия или ограничения, препятствующие размещению зонда или сенсора?
- Является ли бесконтактное считывание требованием, основанным на свойствах носителя?
- Является ли среда электропроводной? Что такое диэлектрическая проницаемость среды?
- Существует ли вероятность образования пены на поверхности, турбулентности или покрытия датчиков, погруженных в среду?
- Какой желаемый выходной сигнал датчика?
Вооружившись этой информацией, поставщики датчиков уровня могут помочь в выборе подходящего продукта для использования в вашем приложении.
Резюме
В этой статье представлена информация о датчиках уровня, различных типах, принципах их работы и рекомендациях по выбору. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг, включая более 400 поставщиков датчиков уровня жидкости.
Источники:
- https://www.fierceelectronics.com/sensors/what-a-level-sensor
- https://realpars.com/level-sensor/
- https://www.sstsensing.com/7-main-types-of-level-sensors/
- https://fpisensors.com/difference-point-level-sensors-continuous-level-sensors/
- https://sea.omega.com/th/prodinfo/LevelMeasurement.html#выберите
- https://new.abb.com/products/measurement-products/level/a-dozen-ways-to-measure-fluid-level
- https://www.switches.co.za/applications-level-sensors/
- http://www. tc-fluidcontrol.com/about-us/blog-posts/how-liquid-level-sensors-work/
- https://www.uwt.de/en/products/point-level-measurement/rotonivor-rotary-paddle.html
Другие датчики Артикул
- Лучшие поставщики и производители датчиков движения в США и за рубежом
- Емкостные датчики приближения
- Типы датчиков температуры
- Ведущие биосенсорные компании в США и за рубежом
- Датчики угла поворота вала
- Ведущие поставщики и производители датчиков приближения в США и во всем мире
- Анализаторы выхлопных газов
- Лучшие производители и поставщики датчиков температуры
- Лучшие производители и поставщики датчиков в США
- Световые датчики движения
- Лучшие поставщики и производители датчиков давления в США
- Типы датчиков давления — руководство
- Различные типы датчиков и их использование (например, электрические датчики)
- Все о датчиках положения — типы, применение и характеристики)
- Все о детекторах радиации
- Все о датчиках движения
- Все о датчиках частиц
- Все о фотоэлектрических датчиках
- Ведущие компании Интернета вещей (IOT) в США
Еще из раздела Инструменты и элементы управления
Стандартный поплавковый (рычажный) датчик уровня топлива в автобусах
Пропустите контент
Стандартный поплавок (рычаг) Датчик уровня топлива в автобусах
Партнер: Производитель автобусов, Словения*
Задача: . -E Датчик уровня топлива
Результат: 40% экономии на компонентах топливного бака
Заказчик
Завод работает в Мариборе (Словения) с 19 года46. Основная специализация завода – производство школьных, междугородных и аэропортовых автобусов (автобусы для доставки пассажиров от аэровокзала к самолетам).
300+ сотрудников
400+ аэропортовых автобусов ежегодно выпускается
70+ лет в бизнесе
Оборудование
Аэропортовые автобусы – самая известная продукция завода. Они доставляют пассажиров от здания аэровокзала к самолету и обратно. Эти автобусы курсируют в десятках аэропортов Европейского Союза, Ближнего Востока, России и Украины.
Автобусы оснащены двигателями MAN D0836 LOH 41 мощностью 176 кВт, агрегатируемыми с автоматической коробкой передач. Объем топливного бака 190 литров.
Основное требование к автобусной платформе – максимальная пассажировместимость. Кроме того, для удобства посадки и высадки пассажиров автобус должен быть низкопольным. Исходя из этих требований, проектируются габаритные размеры автобуса и размещение основных деталей и узлов.
Задание
В связи с особенностями конструкции автобуса топливный бак автобусов VivAir имеет специфическую форму – высотой около метра, очень узкий внизу и широкий вверху (см. рисунок).
Стандартный поплавковый (рычажный) датчик уровня топлива, используемый в грузовиках, не может правильно измерять уровень топлива. Причина в его конструкции: рычаг датчика не может свободно перемещаться по всей высоте бака. Для такого резервуара требуется разработка специальной конструкции датчика.
Представители компании-партнера связались с несколькими производителями поплавковых датчиков, но цены на нестандартные датчики в необходимом для партнера количестве (около 400 шт. в год) не укладывались в стоимость проекта, кроме того, сроки поставки были слишком большими.
DUT-E в баке аэропортового автобуса
Решение
Для контроля топлива в баках автобусов дистрибьютор продукции Technoton в ЕС (компания Wagencotrol) предложил датчики уровня топлива DUT-E AF индивидуальный дизайн.
ДУТ-Э АФ имеет емкостной принцип работы, в конструкции не используются подвижные части, что обеспечивает высокую надежность. Датчик измеряет объем топлива в баке с высокой точностью – погрешность измерения не превышает 1%. Поскольку трубки датчика доходят практически до дна бака, это позволяет измерять уровень и объем топлива от минимально возможной до максимально возможной точки.
По специальному заказу партнера были изготовлены датчики АФ DUT-E определенной длины – длина 960 мм соответствует высоте цистерны автобуса. Это позволило установить датчик в топливный бак без дополнительных затрат времени на обрезку или удлинение измерительного щупа датчика.
Калибровочная таблица баков автобусов, на которых устанавливались DUT-E AF, а также все необходимые настройки обработки сигналов хранились во внутренней памяти DUT-E AF.
Юрий Лаврентьев,
Wagencontrol s.r.o. (Дистрибьютор Технотон)«Мы предложили компании «ТАМ-ЕВРОПА» изготовить кастомизированную версию датчиков уровня топлива DUT-E AF, полностью адаптированную и настроенную под конкретные топливные баки. На их заводе датчик просто устанавливается в резервуар и подключается к приборной доске — дополнительное обучение по настройке датчика для заводчан не требуется.
Срок поставки датчика уровня топлива DUT-E AF в индивидуальном исполнении 2-3 недели. Эти сроки полностью устраивают заказчика и позволяют ему удобно планировать закупку комплектующих для производства».
Результат
В 2017 году специально изготовленная модификация DUT-E AF сэкономила около 40% бюджета, выделенного на этот тип комплектующих.
Кроме того, завод получил дополнительную гибкость в планировании производства и формировании заказа комплектующих – доставка на склад партнера занимает 2-3 недели с момента отправки заказа в Wagencontrol s.r.o.
Таким образом, партнер получил готовый к эксплуатации продукт, полностью соответствующий требованиям конструкторской документации. В процессе сборки автобуса требуется только установить датчик в бак и подключить сигнальный кабель к штатному аналого-цифровому преобразователю, от которого сигнал передается на приборную панель.
«Мы потратили много времени на поиск подходящих датчиков уровня топлива для автобусов VivAir. Предложения других поставщиков нас не устроили ни по дизайну, ни по цене и срокам поставки. DUT-E AF работает именно так, как мы и ожидали. Для нас очень важно, чтобы мы получили датчики уже в полной комплектации, с необходимой длиной измерительного щупа и со специальной монтажной платой, выполненной по нашим чертежам.
Спасибо за очень хороший и качественный продукт, который мы и дальше будем устанавливать на автобусы VivAir».Генеральный директор компании-партнера
Диагностика указателя уровня топлива
Главная, Библиотека по ремонту автомобилей, автозапчасти, аксессуары, инструменты, руководства и книги, автомобильный БЛОГ, ссылки, индексВ 1904 году появился первый поплавковый газовый манометр. Поплавок, установленный на шарнирном рычаге, перемещал механический указатель на манометре снаружи топливного бака, указывая уровень топлива. Идея была сделана еще на один шаг вперед, когда автомобили начали получать более совершенные электрические системы, соединяя шарнирный рычаг поплавка с реостатом. Это позволяет установить указатель уровня топлива с электрическим приводом на приборной панели автомобиля. И это основной принцип работы, который используется до сих пор.
В основном существует три типа указателей уровня топлива: аналоговые датчики сопротивления (использовались почти повсеместно вплоть до начала 1980-х), аналоговые магнитные (введенные в 80-е) и цифровые/графические электронные датчики (также введенные в 80-е и используемые по сей день).
АНАЛОГОВЫЕ ТОПЛИМОМЕРЫ
Аналоговые указатели уровня топлива используют нагретую биметаллическую пластину для перемещения стрелки указателя уровня топлива. Количество тока, протекающего через датчик, нагревает биметаллическую полосу. Полоса расширяется и определяет, насколько далеко перемещается игла. Напряжение на манометр подается с помощью небольшого регулятора напряжения на приборной панели, который снижает напряжение в цепи примерно до пяти вольт. Регулятор напряжения также питает датчики температуры и давления масла.
Величина тока, протекающего через указатель уровня топлива, контролируется цепью заземления, обеспечиваемой передающим устройством в топливном баке. Когда уровень топлива в баке поднимается и опускается, шарнирный рычаг, прикрепленный к поплавку, вращает реостат. Это изменяет величину сопротивления в цепи заземления, что позволяет большему или меньшему току течь через датчик.
В автомобилях Ford и Chrysler передающий блок увеличивает сопротивление при снижении уровня топлива и уменьшает сопротивление при повышении уровня топлива. Например, когда топливный бак пуст, сопротивление велико (около 73 Ом). Высокое сопротивление уменьшает ток, протекающий через указатель уровня топлива, что приводит к незначительному движению стрелки или его отсутствию. Когда топливный бак полный, передающий блок имеет низкое сопротивление (около 8 Ом), поэтому через датчик уровня топлива протекает больший ток. Это нагревает биметаллическую полосу, вызывая максимальное отклонение иглы. Теперь игла движется до полной отметки.
Короткое замыкание передающего устройства или короткое замыкание в проводке между передающим устройством и датчиком может уменьшить сопротивление цепи, что приведет к заполнению указателя уровня топлива. И если бы не было ничего, что замедляло бы усилители, цепь, вероятно, перегрузилась бы и перегорела плавкая вставка. С другой стороны, обрыв в передающем устройстве или проводке не позволит стрелке вообще двигаться, и манометр будет показывать пустое значение.
Аналоговые резистивные датчики уровня топлива General Motors имеют тот же основной принцип работы, но электрически противоположный. Сопротивление в передающем блоке уменьшается при снижении уровня топлива и увеличивается при повышении уровня. Когда бак пуст, передающий блок показывает около нуля Ом, а когда бак полный, он показывает около 9 Ом.0 Ом. Работа манометра такая же, максимальное отклонение иглы соответствует минимальному сопротивлению в передающем узле. В этом случае требуется максимальное отклонение, чтобы довести иглу до пустой отметки.
Короткое замыкание в передающем блоке или проводке в системе GM может привести к тому, что указатель уровня топлива будет показывать пустое значение, в то время как обрыв в цепи передающего блока приведет к тому, что указатель заполнится.
МАГНИТНЫЕ ДАТЧИКИ ТОПЛИВА
Преемником резистивного датчика уровня топлива является магнитный датчик уровня топлива. Вместо нагретой биметаллической пластины для отклонения стрелки индикатора в основании стрелки имеется небольшой магнит, который «плавает» в магнитном поле, создаваемом тремя катушками. На катушки подается напряжение через клемму, которая обычно помечена буквой «B+» на задней панели манометра. Внутри напряжение следует по расщепленному пути. Часть его проходит через все три катушки на землю, а часть проходит только через первую катушку, а затем через передающий блок на землю. В зависимости от сопротивления в цепи передающего устройства сила магнитного поля, создаваемого первой катушкой по сравнению с двумя другими, смещает магнитное поле в ту или иную сторону, чтобы отклонить стрелку указателя уровня топлива.
Основными преимуществами магнитных датчиков (топлива, температуры и давления масла) по сравнению с датчиками сопротивления являются более быстрый отклик и более точные показания. Разновидность сопротивления может занять до двух минут, чтобы отреагировать на изменение.
Передающий блок, который используется с магнитным указателем уровня топлива, в основном такой же, как и раньше, но с более высокими значениями сопротивления. И большинство следуют формату GM с высоким сопротивлением, когда бак полный. Например, в винтажном приложении Chrysler 1980-х годов передающий блок считывает 145 Ом, когда бак полный, и 22,5 Ом, когда бак пустой.
Цифровые датчики могут быть не такими точными, как аналоговые.
Показанный уровень топлива является вычислением, основанным на вводе передающего устройства.ЭЛЕКТРОННЫЕ ТОПЛИМОМЕРЫ
Электронные указатели уровня топлива используют вакуумные флуоресцентные или жидкокристаллические графические дисплеи для индикации уровня топлива. Многие также читают E, 1/2 и F. Электронные дисплеи обычно имеют собственный автономный регулятор напряжения в модуле управления указателем уровня топлива. Основной принцип работы электронных указателей уровня топлива по существу такой же, как и у двух других типов, в том, что передающий блок, установленный на баке, создает путь заземления с переменным сопротивлением. Модуль отслеживает ток через передающий блок и решает, какие цепи дисплея включить, чтобы показать уровень топлива.
Большинство электронных указателей уровня топлива имеют ограниченную самодиагностику. Когда ключ включен, большинство устройств загораются всеми пикселями дисплея, чтобы проверить сам дисплей (например, при проверке лампочки). Другие идут еще дальше. На Ford, например, указатель уровня топлива будет мигать, если модуль обнаружит обрыв или короткое замыкание в цепи передающего устройства.
СИГНАЛЬНАЯ ЛАМПА МАКСИМАЛЬНОГО ТОПЛИВА
Сигнальные лампы низкого уровня топлива заслуживают упоминания, потому что они подключены к указателю уровня топлива. На автомобилях Ford, например, узел выключателя предупреждения о низком уровне топлива включает сигнальную лампу, когда указатель уровня топлива показывает менее 1/4 полного заполнения. На последних моделях электронных указателей уровня топлива индикатор обычно загорается, когда в баке остается от 1,5 до 2 галлонов топлива.
ДИАГНОСТИКА УКАЗАТЕЛЯ ТОПЛИВА
Если показания указателя уровня топлива не меняются (всегда показывают одно и то же, всегда показывают пустой или полный) или ведут себя хаотично, список возможных причин включает неисправное питание датчика (регулятор напряжения прибора), плохой манометр, неисправный передающий блок, проблема с проводкой между манометром и передающим блоком или плохое заземление.
Если также затронуты датчики температуры и давления масла, проблема не в датчике уровня топлива или передающем блоке. Он находится в приборном регуляторе напряжения или проводке панели приборов. Чтобы добраться до регулятора напряжения, нужно снять панель приборов.
Проверьте выходное напряжение регулятора с помощью вольтметра. Если оно не соответствует техническим характеристикам (обычно около 5 вольт), возможно, у него слабое заземление или обрыв в проводе резистора, который подает на него напряжение. Обратитесь к руководству по ремонту для получения информации о характеристиках проводов сопротивления. и где найти и проверить регулятор.
Если барахлит только указатель уровня топлива, вы можете исключить регулятор напряжения как возможную причину. Проблема либо в самом манометре, либо в передающем блоке, либо в проводке между ними.
Не имеет значения, начинаете ли вы диагностику с указателя уровня топлива или с передающего устройства. Лучший совет — начать с того, какой из них наиболее легко доступен. Если вам нужно сбросить топливный бак, чтобы добраться до передающего устройства, вы можете сэкономить некоторые усилия, начав с указателя уровня топлива. Но если до разъема передающего устройства можно добраться, не сбрасывая резервуар, начните с него.
Датчик уровня топлива в топливном баке
иногда может залипать, давая ложные показания указателю уровня топлива.
Значение может быть высоким или низким.
Если он высокий, у вас может закончиться бензин!ПРОВЕРКА ПЕРЕДАТЧИКА ТОПЛИВА
Есть несколько способов узнать, выполняет ли передающий блок свою работу. Один из них заключается в отсоединении разъема передающего устройства и подключении омметра к клеммам передающего устройства. Обратите внимание на показания сопротивления. Если он не находится в диапазоне минимальных и максимальных спецификаций, вы нашли проблему. Замените передающий блок.
Чтобы узнать, сколько топлива в баке, вы можете снять крышку бензобака и вставить кусок проволоки или стержень в заливную горловину, как щуп. Излишне говорить, что вам лучше не держать сигарету изо рта, когда вы делаете это, или ваша вдова будет читать ваш некролог в газете. Вам не нужно точное указание, только приблизительное значение. Или вы можете слить бак или заполнить его, проверяя показания сопротивления до и после, чтобы увидеть, дает ли передающий блок соответствующий ответ.
Другим вариантом является удаление передающего устройства из резервуара и его проверка на стенде с помощью омметра. Перемещение поплавка вперед и назад между полным и пустым положениями должно вызывать соответствующее изменение сопротивления. На Ford, например, передающий блок должен показывать от 8 до 12 Ом, когда поплавок находится в полном положении, и от 60 до 86 Ом, когда он в пустом положении. Отсутствие изменений, «пропуски» показаний или показания, выходящие за пределы допустимого диапазона, — все это указывает на то, что требуется новый передающий блок.
ПРИМЕЧАНИЕ. «Плохой газ» может иногда приводить к выходу из строя блока подачи топлива. Количество серы в топливе может вызвать коррозию контактов передающего устройства, вызывая мертвые зоны или потерю сигнала. Плохой бензин также может привести к выходу из строя топливного насоса.
К неэлектрическим проблемам, которые могут повлиять на передающий блок, относятся утечка в поплавке (он утонет или будет показывать низкое значение), заедание или поломка рычага поплавка, а также повреждение топливного бака, препятствующее перемещению поплавка или точному считыванию уровня.
Что делать, если устройство-отправитель прошло успешно? Тогда проблема в проводке или датчике. Корродированные или ослабленные клеммы проводки, обрывы или короткие замыкания в проводке можно устранить, проверив целостность проводки. Это оставляет датчик.
ПРОВЕРКА ТОПЛИВНОГО ДАТЧИКА
Как и отправляющее устройство, датчик можно проверить несколькими способами.
Одним из способов является снятие отправляющего устройства с бака, повторное его подсоединение, включение ключа и перемещение рычага поплавка вверх и вниз, наблюдая за изменением показаний манометра. Если датчик не ответил в течение нескольких минут, вы подтвердили факт наличия проблемы. Но вы все еще находитесь на исходной точке, потому что не знаете, где она.
Чтобы проверить датчик, вы можете имитировать ввод от передающего устройства. Вместо передающего устройства можно использовать тестовую коробку, имитирующую различные показания сопротивления, для проверки отклика датчика. Такие тестеры предназначены в первую очередь для датчиков сопротивления более старого типа. К ним относятся: GM J-24538A, Chrysler C-3826A и Ford 21-0015.
Если у вас нет доступа к тестеру для проверки указателя уровня топлива, вы можете изготовить несколько перемычек для резисторов, купив резисторы на 5 Ом и 80 Ом в местном магазине радиодеталей. Подсоедините каждый резистор к перемычке с предохранителем и используйте их для имитации высоких и низких показаний передающего устройства. Проволочные перемычки (или тестовый блок) можно использовать либо на манометре, либо на передающем устройстве.
Если манометр не реагирует должным образом при изменении сопротивления в цепи передающего устройства, проверьте горячий вывод на манометре, чтобы убедиться, что на него подается напряжение. Если это так, но стрелка не двигается, то пришло время для нового датчика.
При использовании приборов сопротивления и магнитных датчиков вы также можете проверить внутреннее сопротивление датчика с помощью омметра. Обычно вы должны найти сопротивление где-то между 10 и 15 Ом. Отсутствие сопротивления указывало бы на короткое замыкание в манометре, в то время как очень высокое сопротивление указывало бы на обрыв.
САМОПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОННОЙ КОМБИНАЦИИ ПРИБОРОВ
На многих автомобилях последних моделей комбинацию приборов можно перевести в режим самодиагностики для проверки ее внутренних цепей. Подробную информацию см. в руководстве пользователя или в заводской документации по обслуживанию.
Если датчик уровня топлива в комбинации приборов неисправен,
обычно необходимо заменить всю комбинацию приборов.Например, на более поздних моделях Ford Mustang можно запустить самодиагностику, нажав и удерживая кнопку сброса одометра и повернув ключ в положение ACC (аксессуар). Когда на дисплее электронного одометра появится слово «ТЕСТ», отпустите кнопку сброса пробега. Все стрелки аналоговых датчиков будут двигаться от минимума до максимума. Когда появится слово «GAGE», снова нажмите кнопку сброса пробега, и все цифры на дисплее одометра загорятся. Когда появится слово «ЛАМПОЧКА», снова нажмите кнопку сброса, чтобы загорелись все лампочки и сигнальные лампы в кластере. Продолжайте повторять это, и через три или четыре цикла одометр отобразит «DTC», за которым следуют любые кодовые номера обнаруженных им неисправностей.
Вот список кодов комбинации приборов Ford:
9202 Обрыв цепи датчика топлива
9204 Датчик топлива короткое замыкание на массу
9213 Количество запрограммированных ключей защиты от кражи ниже минимального
A103 или 9232 Антенна не подключена — неисправен трансивер
9317 Высокое напряжение аккумуляторной батареи
9318 Низкое напряжение аккумуляторной батареи
9342 ЭБУ неисправен
9356 Обрыв цепи запуска зажигания
9364 Обрыв цепи запуска зажигания
9600 PATS Сигнал транспондера ключа зажигания не получен — ключ поврежден или не PATSKey
9601 PATSПолучен неправильный код ключа от транспондера ключа зажигания (незапрограммированный закодированный ключ зажигания)
9602 PATS Получен неверный формат ключа — код от транспондера ключа зажигания (частичный код ключа)
9681 Сигнал PATSTtransiver не получен (не подключен, поврежден или проводка)
A139 Идентификатор PCM не совпадает между приборной панелью и PCM
A141 Ошибка конфигурации NVM (нет обмена идентификатором PCM между приборной панелью и PCM)
A143 Сбой памяти NVM
5284 Неисправность переключателя давления масла
D027 SCP Недействительные или отсутствующие данные для оборотов двигателя
D041 SCP Неверные или отсутствующие данные для скорости автомобиля
D043 SCP Неверные или отсутствующие данные для контроля тяги
D073 SCP Неверные или отсутствующие данные для охлаждающей жидкости двигателя
D123 SCP Неверные или отсутствующие данные для одометра
D147 SCP Неверные или отсутствующие данные для безопасности автомобиля
D262 Отсутствует сообщение SCP.Если блок электронных приборов не читает правильно или сегменты дисплея вышли из строя, единственное исправление — найти онлайн-сервис, который специализируется на восстановлении электронных блоков приборов (выполните поиск в Google по запросу «автомобильные блоки приборов» или замените старый блок с новым или бывшим в употреблении блоком 9
Диагностика топливного насоса Советы от Carter
механические)Некачественный бензин может вызвать проблемы с производительностью
Некачественный бензин Обновление 2006
Щелкните здесь для получения дополнительных технических статей по автомобильной промышленности
Обязательно посетите другие наши веб-сайты:
Авторемонт самостоятельно
CarleySoftware
OBD2HELP.com
Random-Misfire.com
Scan Tool Help
КОДЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ. Датчики уровня | Датчики уровня
Технология измерения уровня в процессе перехода
Самым простым и старейшим промышленным устройством для измерения уровня является, конечно же, смотровое стекло. Ручной подход к измерению, смотровые очки всегда имели ряд ограничений. Материал, используемый для обеспечения прозрачности, может потерпеть катастрофический отказ с последующим воздействием на окружающую среду, опасными условиями для персонала и/или пожаром и взрывом. Уплотнения склонны к протечкам, а отложения, если они есть, затемняют видимый уровень. Можно безоговорочно заявить, что обычные смотровые стекла являются самым слабым звеном любой установки. Поэтому они быстро заменяются более передовыми технологиями.
К другим устройствам определения уровня относятся устройства, основанные на удельном весе, физическом свойстве, наиболее часто используемом для определения уровня поверхности. Простой поплавок, имеющий удельный вес между технологической жидкостью и паром свободного пространства, будет плавать на поверхности, точно следуя ее подъемам и падениям. Измерения гидростатического напора также широко использовались для определения уровня.
Когда речь идет о более сложных физических принципах, новые технологии часто используют компьютеры для выполнения расчетов. Для этого требуется отправка данных в машиночитаемом формате с датчика в систему управления или мониторинга. Полезными форматами выходного сигнала преобразователя для компьютерной автоматизации являются токовые петли, аналоговые напряжения и цифровые сигналы. Аналоговые напряжения просты в настройке и работе, но могут иметь серьезные проблемы с шумами и помехами.
Простейшая и старейшая промышленная передача сигналов — токовые петли 4–20 мА (где ток петли изменяется в зависимости от измерения уровня) — сегодня наиболее распространенный выходной механизм. Токовые петли могут передавать сигналы на большие расстояния с меньшим ухудшением качества. Цифровые сигналы, закодированные в любом из нескольких протоколов (например, Foundation Fieldbus, Hart, Honeywell DE, Profibus и RS-232), являются наиболее надежными, но более старые технологии, такие как RS-232, могут работать только на ограниченных расстояниях. Новые беспроводные возможности можно найти в сигналах новейших передатчиков, что позволяет передавать их на огромные расстояния практически без ухудшения качества.
Что касается более продвинутых технологий измерения (например, ультразвуковых, радиолокационных и лазерных), более сложные цифровые форматы кодирования требуют цифрового компьютерного интеллекта для форматирования кодов. Сочетание этого требования с потребностью в расширенных коммуникационных возможностях и схемах цифровой калибровки объясняет тенденцию к внедрению компьютеров на базе микропроцессоров практически во все устройства для измерения уровня (см. рис. 1).
Установленные технологии измерения уровня
В этой статье мы предполагаем, что плотность пара в свободном пространстве (обычно воздуха) пренебрежимо мала по сравнению с плотностью технологической жидкости. Предположим также, что в резервуаре находится только одна однородная технологическая жидкость. Некоторые из этих технологий можно использовать для многоуровневых приложений, когда две или более несмешивающихся жидкостей находятся в одном сосуде.
1. Стеклянный уровнемер. Доступные в различных исполнениях, как бронированные, так и незащищенные, стеклянные указатели используются уже более 200 лет в качестве простого метода измерения уровня жидкости. Преимуществом такой конструкции является возможность видеть истинный уровень через прозрачное стекло. Обратной стороной является возможность разбития стекла, что может привести к разливу или безопасности персонала.
2. Поплавки . Поплавки работают по простому принципу: плавучий объект с удельным весом, промежуточным между технологической жидкостью и паром в свободном пространстве, помещают в резервуар, а затем прикрепляют механическое устройство для считывания его положения. Поплавок опускается на дно паров свободного пространства и плавает над технологической жидкостью. В то время как сам поплавок является основным решением проблемы определения местоположения поверхности жидкости, считывание положения поплавков (т. е. выполнение фактического измерения уровня) по-прежнему проблематично. В ранних поплавковых системах для передачи уровня использовались механические компоненты, такие как тросы, ленты, шкивы и шестерни. Сегодня популярны поплавки с магнитами.
Ранние поплавковые датчики уровня обеспечивали имитацию аналогового или дискретного измерения уровня с использованием сети резисторов и нескольких герконов, что означает, что выходной сигнал датчика изменяется дискретно. В отличие от устройств непрерывного измерения уровня, они не могут различать значения уровня между ступенями.
Гидростатические устройства
3. Буйки, 4. Баблеры и 5. Датчики перепада давления являются устройствами для измерения гидростатических параметров. Таким образом, любое изменение температуры вызовет изменение удельного веса жидкости, равно как и изменения давления, влияющие на удельный вес пара над жидкостью. Оба приводят к снижению точности измерения. Вытеснители работают по принципу Архимеда. Как показано на рисунке 2, в сосуде подвешена колонна из твердого материала (вытеснитель). Плотность буйка всегда больше, чем плотность технологической жидкости (он будет тонуть в технологической жидкости), и он должен простираться от самого низкого требуемого уровня до, по крайней мере, самого высокого измеряемого уровня. По мере повышения уровня технологической жидкости колонна вытесняет объем жидкости, равный произведению площади поперечного сечения колонны на уровень технологической жидкости в буйке. Выталкивающая сила, равная этому вытесненному объему, умноженному на плотность технологической жидкости, давит на буек вверх, уменьшая силу, необходимую для его поддержки против силы тяжести. Преобразователь, связанный с преобразователем, отслеживает и связывает это изменение силы с уровнем.
Датчик уровня барботажного типа показан на рисунке 3. Эта технология используется в сосудах, работающих при атмосферном давлении. Погружная трубка с открытым концом вблизи открытого сосуда подает продувочный газ (обычно воздух, хотя может использоваться инертный газ, такой как сухой азот, когда существует опасность загрязнения или окислительной реакции с технологической жидкостью) в резервуар.
По мере того, как газ течет вниз к выходному отверстию погружной трубки, давление в трубке повышается до тех пор, пока не превысит гидростатическое давление, создаваемое уровнем жидкости на выпускном отверстии. Давление равно плотности технологической жидкости, умноженной на ее глубину от конца погружной трубки до поверхности, и контролируется датчиком давления, подключенным к трубке.
Датчик уровня дифференциального давления (DP) показан на рис. 4. Важным измерением является разница между общим давлением на дне резервуара (гидростатическим напором жидкости плюс статическое давление в сосуде) и статическим или напорным давление в сосуде. Как и в барботере, перепад гидростатического давления равен плотности технологической жидкости, умноженной на высоту жидкости в сосуде. В устройстве на рис. 4 в качестве эталона используется атмосферное давление. Вентиляционное отверстие в верхней части удерживает давление над головой равным атмосферному давлению.
В отличие от барботеров датчики перепада давления могут использоваться в невентилируемых (находящихся под давлением) сосудах. Все, что требуется, это соединить эталонный порт (сторона низкого давления) с портом в сосуде выше максимального уровня заполнения. В зависимости от физических условий технологического процесса и/или расположения преобразователя относительно присоединений к процессу все же могут потребоваться продувки жидкостью или барботеры.
6. Тензодатчики. Тензодатчик или тензодатчик, по существу, представляют собой механический опорный элемент или кронштейн, оснащенный одним или несколькими датчиками, обнаруживающими небольшие деформации опорного элемента. При изменении силы на тензодатчике кронштейн слегка изгибается, что приводит к изменению выходного сигнала. Были изготовлены калиброванные тензодатчики с допустимым усилием от долей унции до тонны.
Для измерения уровня тензодатчик должен быть встроен в опорную конструкцию судна. По мере того, как технологическая жидкость заполняет сосуд, сила на тензодатчике увеличивается. Зная геометрию сосуда (в частности, его площадь поперечного сечения) и удельный вес жидкости, можно легко преобразовать известное значение выходного сигнала тензодатчика в уровень жидкости.
Несмотря на то, что тензодатчики имеют преимущества во многих приложениях из-за их бесконтактного характера, они дороги, а опорная конструкция сосуда и соединительные трубопроводы должны быть спроектированы с учетом требований тензодатчика к плавающему основанию. Общий вес сосуда, трубопроводов и соединительных конструкций, поддерживаемых сосудом, будет взвешиваться нагрузочной системой в дополнение к желаемому весу нетто или продукта. Этот общий вес часто создает очень плохой динамический диапазон для веса нетто, а это означает, что вес нетто составляет очень небольшой процент от общего веса. Наконец, рост несущей конструкции, вызванный неравномерным нагревом (например, утренним и вечерним солнечным светом), может быть отражен как уровень, так же как и боковая нагрузка, ветровая нагрузка, жесткие трубы и крепления от оборудования для предотвращения опрокидывания (для тензодатчиков, установленных снизу). . Короче говоря, требования к системе взвешивания датчика веса должны быть первостепенным соображением при первоначальном проектировании поддержки сосуда и трубопровода, иначе производительность быстро ухудшится.
7. Магнитные уровнемеры. Эти манометры (см. рис. 5) являются предпочтительной заменой смотровых стекол. Они похожи на поплавковые устройства, но сообщают о местоположении поверхности жидкости с помощью магнита. Поплавок, несущий набор сильных постоянных магнитов, перемещается во вспомогательной колонне (поплавковой камере), прикрепленной к сосуду с помощью двух технологических соединений. Эта колонна удерживает поплавок сбоку, так что он всегда находится близко к боковой стенке камеры. По мере того, как поплавок перемещается вверх и вниз по уровню жидкости, вместе с ним перемещается намагниченный челнок или гистограмма, показывая положение поплавка и тем самым обеспечивая индикацию уровня. Система может работать только в том случае, если вспомогательная колонна и стенки камеры выполнены из немагнитного материала.
Многие производители предлагают конструкции поплавков, оптимизированные для удельного веса измеряемой жидкости, будь то бутан, пропан, масло, кислота, вода или границы раздела двух жидкостей, а также большой выбор материалов поплавков.
Это означает, что манометры могут работать при высоких температурах, высоком давлении и агрессивных средах. Поплавковые камеры увеличенного размера и поплавки с высокой плавучестью доступны для приложений, где ожидается накопление.
Камеры, фланцы и технологические соединения могут быть изготовлены из специальных пластиков, таких как Kynar, или экзотических сплавов, таких как Hastelloy C-276. Камеры специальной конфигурации могут работать в экстремальных условиях, таких как паровая рубашка для жидкого асфальта, увеличенные камеры для мгновенного испарения, температурные конструкции для жидкого азота и хладагентов. Многочисленные металлы и сплавы, такие как титан, инколой и монель, доступны для различных комбинаций высоких температур, высокого давления, низкого удельного веса и коррозионно-активных жидкостей. Современные магнитные уровнемеры также могут быть оснащены магнитострикционными и волноводными радарными передатчиками, что позволяет преобразовывать локальные показания уровнемера в выходные сигналы 4-20 мА и цифровую связь, которую можно отправлять на контроллер или систему управления.
8. Датчики емкости. Эти устройства (см. рис. 6) основаны на том факте, что технологические жидкости обычно имеют диэлектрическую проницаемость ᶓ, значительно отличающуюся от диэлектрической проницаемости воздуха, которая очень близка к 1,0. Масла имеют диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 5. Чистый гликоль — 37; водные растворы находятся в диапазоне от 50 до 80. Эта технология требует изменения емкости, которое изменяется в зависимости от уровня жидкости, создаваемого либо изолированным стержнем, прикрепленным к датчику и технологической жидкости, либо неизолированным стержнем, прикрепленным к датчику и либо стенке сосуда или эталонному зонду. По мере того, как уровень жидкости поднимается и заполняет все больше пространства между пластинами, пропорционально увеличивается общая емкость. Электронная схема, называемая емкостным мостом, измеряет общую емкость и обеспечивает непрерывное измерение уровня.
Современные технологии
Возможно, наиболее существенное различие между более ранними технологиями непрерывного измерения уровня жидкости и теми, которые сейчас набирают популярность, заключается в использовании времяпролетных измерений (TOF) для преобразования уровня жидкости в обычный выходной сигнал. . Эти устройства обычно работают путем измерения расстояния между уровнем жидкости и контрольной точкой на датчике или преобразователе в верхней части сосуда. Система обычно генерирует импульсную волну в контрольной точке, которая проходит либо через паровое пространство, либо через проводник, отражается от поверхности жидкости и возвращается к датчику в контрольной точке. Электронная схема измерения времени измеряет общее время в пути. Разделив время движения на удвоенную скорость волны, мы получим расстояние до поверхности жидкости. Технологии различаются в основном типом импульса, используемого для измерения. Ультразвук, микроволны (радар) и свет оказались полезными.
9. Магнитострикционные датчики уровня. Преимущества использования магнита с поплавком для определения уровня жидкости уже установлены, а магнитострикция является проверенной технологией для очень точного считывания местоположения поплавка. Вместо механических связей магнитострикционные передатчики используют скорость крутильных волн вдоль провода, чтобы найти поплавок и сообщить о его местоположении.
В магнитострикционной системе (см. рис. 7) поплавок несет ряд постоянных магнитов. Провод датчика подсоединяется к пьезокерамическому датчику на преобразователе, а к противоположному концу трубки датчика прикрепляется приспособление для натяжения. Трубка либо проходит через отверстие в центре поплавка, либо примыкает к поплавку за пределами немагнитной поплавковой камеры.
Чтобы обнаружить поплавок, передатчик посылает короткий импульс тока по проводу датчика, создавая магнитное поле по всей его длине. Одновременно срабатывает схема синхронизации. Поле непосредственно взаимодействует с полем, создаваемым магнитами в поплавке. Общий эффект заключается в том, что в течение короткого времени, в течение которого протекает ток, в проводе создается скручивающая сила, очень похожая на ультразвуковую вибрацию или волну. Эта сила возвращается к пьезокерамическому датчику с характерной скоростью. Когда датчик обнаруживает волну напряжения, он генерирует электрический сигнал, который уведомляет схему синхронизации о приходе волны и останавливает схему синхронизации. Схема синхронизации измеряет временной интервал (TOF) между началом импульса тока и приходом волны.
На основе этой информации местоположение поплавка очень точно определяется и представляется датчиком в виде сигнала уровня. Ключевые преимущества этой технологии заключаются в том, что скорость сигнала известна и постоянна в зависимости от технологических параметров, таких как температура и давление, а на сигнал не влияет пена, расходимость луча или ложные эхосигналы. Еще одним преимуществом является то, что единственной движущейся частью является поплавок, который перемещается вверх и вниз вместе с поверхностью жидкости.
10. Ультразвуковые датчики уровня. Ультразвуковые датчики уровня (см. рис. 8) измеряют расстояние между преобразователем и поверхностью, используя время, необходимое ультразвуковому импульсу для прохождения от преобразователя к поверхности жидкости и обратно (TOF). Эти датчики используют частоты в диапазоне десятков килогерц; время прохождения ~6 мс/м. Скорость звука (340 м/с в воздухе при 15°С, 1115 футов в секунду при 60°F) зависит от смеси газов в свободном пространстве и их температуры. В то время как температура датчика компенсируется (при условии, что датчик имеет ту же температуру, что и воздух в свободном пространстве), эта технология ограничена измерениями атмосферного давления в воздухе или азоте.
11. Лазерные нивелиры. Разработанные для сыпучих материалов, взвесей и непрозрачных жидкостей, таких как грязные отстойники, молоко и жидкий стирол, лазеры работают по принципу, очень похожему на принцип работы ультразвуковых датчиков уровня. Однако вместо скорости звука для определения уровня они используют скорость света (см. рис. 9). Лазерный излучатель в верхней части сосуда испускает короткий импульс света на поверхность технологической жидкости, которая отражает его обратно к детектору. Схема синхронизации измеряет прошедшее время (TOF) и вычисляет расстояние. Ключевым моментом является то, что лазеры практически не имеют рассеяния луча (расхождение луча 0,2 градуса) и ложных эхо-сигналов, и могут быть направлены в пространство размером всего 2 дюйма, 2. Лазеры точны даже в паре и пене. Они идеально подходят для использования на судах с многочисленными препятствиями и могут измерять расстояния до 1500 футов. Для приложений с высокими температурами или высоким давлением, например, в корпусах реакторов, лазеры часто используются в сочетании со специальными смотровыми окнами для изоляции передатчика от процесс. Эти стеклянные окна изолируют передатчик от процесса. Эти стеклянные окна пропускают лазерный луч с минимальной диффузией и затуханием и должны содержать условия процесса.12. Радарные уровнемеры. Воздушные радиолокационные системы излучают микроволны вниз от рупорной или стержневой антенны наверху судна. Сигнал отражается от поверхности жидкости обратно к антенне, а схема синхронизации рассчитывает расстояние до уровня жидкости, измеряя время прохождения туда и обратно (TOP). Ключевой переменной в радиолокационной технологии является диэлектрический контакт жидкости. Причина в том, что количество отраженной энергии на микроволновых (радарных) частотах зависит от диэлектрической проницаемости жидкости, и если Er низкое, большая часть энергии радара входит или проходит. Вода (Er=80) дает превосходное отражение при изменении или неоднородности Er.
Передатчики волноводного радара (GWR) (см. рис. 10) также очень надежны и точны. Жесткий зонд или гибкая кабельная антенная система направляет микроволны вниз от верхней части резервуара к уровню жидкости и обратно к передатчику. Как и в случае радиолокатора, работающего в воздухе, изменение Er от более низкого к более высокому вызывает отражение. Волноводный радар в 20 раз более эффективен, чем воздушный радар, потому что направляющая обеспечивает более сфокусированный энергетический путь. Различные конфигурации антенн позволяют проводить измерения вплоть до ER=1,4 и ниже. Причем эти системы могут быть установлены как вертикально, так и в некоторых случаях горизонтально с изгибом направляющей до 9°.0 градусов под углом и обеспечивают четкий измерительный сигнал.
GWR обладает большинством преимуществ и некоторыми недостатками ультразвуковых, лазерных и радиолокационных систем под открытым небом. Скорость волны радара в значительной степени не зависит от состава парового пространства, температуры или давления. Он работает в вакууме без необходимости повторной калибровки и может измерять через большинство слоев пенопласта. Ограничение волны, которая следует за зондом или кабелем, устраняет проблемы с распространением луча и ложные эхо-сигналы от стенок и конструкций резервуара.
Резюме
Общие тенденции в различных технологиях измерения отражают движущие силы рынка. Усовершенствованная цифровая электроника делает датчики уровня и другие измерительные устройства более удобными для пользователя, более надежными, простыми в настройке и менее дорогими. Усовершенствованные коммуникационные интерфейсы передают данные об измерении уровня в существующую систему управления и/или информационную систему компании.
Современные датчики уровня изготавливаются из все большего количества материалов и сплавов для работы в агрессивных средах, таких как масла, кислоты, а также при экстремальных температурах и давлениях.