Однокільцевий ємнісний датчик рівня палива
Останні новини
Останні статті
Однокільцевий ємнісний датчик рівня палива
Вимірювання рівня рідини/палива рахунок зміни ємності використовується обліку (вимірювання рівня) нафтопродуктів на нафтобазах, в нафтовиків тощо.
Як роблять датчики, що не потребують постійного калібрування, нечутливі до діелектричної проникності (епсілон) рідкого палива та забруднення останнього (що впливає на діелектричну проникність палива)?
Такий датчик складається з одного центрального електрода та безлічі зовнішніх кілець заввишки, наприклад, 100 мм. Зовнішні кільцеві електроди по одному підключаються до джерела напруги високої частоти, інші при цьому заземлюються. В результаті, на центральному електроді наводиться напруга, яка множиться на сигнал збудження, інтегрується та вимірюється. Таким чином, можна по одному вимірювати ємність кожного зовнішнього кільця. Принцип черговості вимірів такий: спочатку знаходиться кільце, на яке припадає поділ середовищ. Кільце нижче розділового буде опорним за виміром епсилону рідини або твердого тіла (якщо йдеться про льоду). До речі, епсілон льоду від 3,15 до 193 (залежить від модифікації льоду), води - 81, при забрудненні може змінюватися туди-сюди. У бензину епсілон близько 2,3. Кільце вище розділового буде опорним по газу. Саме з газу, т.к. у баку, особливо влітку, не повітря, а пари газу. Рівень у межах роздільного кільця обчислюється методом найпростішої лінійної інтерполяції. Далі вважається кількість кілець до дна. На кожне кільце є поправочні коефіцієнти. Причому можуть уточнюватися під час зміни рівня баку. Перші такі системи виготовлялися з кільцями внахлест компенсації крайових ефектів. В даний час навчилисяобходиться без цього.
У результаті, виходить реальна точність порядку +-1мм, яка залежить від діелектричної проникності вимірюваної рідини, температури тощо. Причому таким датчиком можна одночасно вимірювати 2 рівні: рівень нафтопродуктів і рівень води.
Тепер розглянемо вимірювання рівня палива ємнісним датчиком, що складається всього з одного кільця.
Саме такі датчики використовуються багатьма українськими фірмами для вимірювання рівня паливних баків автомобілів. На підставі вимірювань однокільцевих датчиків робиться висновок про витрату палива, зливи та заправки. Зрозуміло, що тут про жодні опори ні по рідині, ні по газу і мови немає. Вимірюється загальна діелектрична проникність у бензобаку. Тобто, все до купи: і повітря, і пари, і паливо, і вода. Хоча, наприклад, наявність води у паливі зробить такий датчик непрацездатним, т.к. епсілон води близько 81, що приблизно в 35 разів вище середнього бензинового епсілону (рівного 2,3). Діелектрична проникність бензинів теж різна і залежить від октанового числа. Раніше навіть намагалися обчислювати октанове число через епсілон. Але з цього нічого не вийшло, тому що, наприклад, добавка 2-х літрів ацетону (епсілон = 21,5) на тисячу (!) літрів бензину перетворює - з погляду епсілону, - 92-й бензин на 95-й . Виходить, що для однокільцевого ємнісного датчика, один літр ацетону (з епсілон = 21,5) у баку, еквівалентний 9,3 літрам бензину (епсілон = 2,3). Ацетон взятий для прикладу, хоча є й інші розчинні в бензині рідини з високим епсілон (наприклад, етиловий спирт з епсілон = 27). У солярки епсілон теж близько 2 (трохи менше, ніж у бензину), але розкид його більший.
Примітка: якщо при заправці злити 20 літрів бензину/солярки в каністру, а до бак додати 2 літри ацетону (випадок)наведено тільки для прикладу), то однокільцевий датчик нічого «не помітить», але потім за рівнеміром можна буде відзначити підвищену витрату такого палива.