Датчик уровня топлива (ДУТ) – это устройство для эффективного учета горючего в баке автомобиля, стационарных агрегатах и хранилищах ГСМ.
ДУТ помогают решить следующие задачи:
- определить расход топлива за заданный промежуток времени;
- зафиксировать несанкционированные сливы горючего;
- сравнить данные заправок с фактическим объемом топлива, поступившим в бак;
- рассчитать потребление топлива для определенных расстояний или работ;
- определить средний расход топлива в различных режимах работы.
В зависимости от задачи данные об объеме топлива в баке выводятся на дисплей (панель) или передаются в систему ГЛОНАСС-мониторинга. Дистанционный контроль упрощает и автоматизирует рабочие процессы. В результате эффективность транспортных подразделений компании повышается, а производственные расходы снижаются.
Сфера использования
ДУТ используются на передвижных и стационарных объектах. Это может быть любое транспортное средство или агрегат, где необходимо измерение объема топлива в баке.
Общественное назначение датчика уровня топлива – установка его в бак автомобиля. В этом случае устройство не подключается к мониторинговой системе, а данные измерений выводятся на приборную панель транспортного средства.
Коммерческое назначение ДУТ – это установка датчика в топливный бак грузового транспорта или топливные резервуары в хранилищах ГСМ и автозаправочных станций. Датчики интегрируются в систему мониторинга ГЛОНАСС и передают данные о текущем уровне или объеме топлива в баке для дальнейшей обработки и анализа.
Виды и принцип работы датчиков уровня топлива
На рынке представлены ДУТ проводные и беспроводные. Уровень топлива определяется поплавковым, емкостным, ультразвуковым способом. Первые два варианта датчиков устанавливаются внутри емкости. Ультразвуковое устройство монтируется снаружи бака. Принцип работы и технические особенности оборудования зависят от выбранной модификации устройства.
Поплавковый (резистивный) ДУТ
Это контактный тип устройства, которое размещается непосредственно в емкости с топливом. Часто таким штатным датчиком оснащают свои автомобили заводы-производители. Датчик измеряет уровень топлива в баке, а результаты передаются на приборную панель с помощью кабеля или его цифрового аналога.
Принцип работы:
Положение поплавка меняется в соответствии с изменением уровня топлива. Первичный измеряемый параметр – это сопротивление резистора (по обмотке перемещается ползунок, связанный с поплавком). При перемещении ползунка меняется напряжение в цепи датчика, приводящее к изменению напряжения в устройстве. Затем первичная информация преобразуется в цифровой сигнал, в том числе сигнал уровня топлива в CAN-шине.
Погрешность датчика может достигать 30%, особенно на полном баке, где толщина поплавка приводит к появлению “мертвой зоны” и неточному измерению. Поэтому для лучшего контроля топлива устанавливают высокоточные датчики емкостного, ультразвукового или гидростатического типов и подключают их к системе ГЛОНАСС.
Емкостный ДУТ
Внутренний датчик устанавливается для контроля расхода топлива с минимальной погрешностью. Для дистанционного отслеживания он подключается к GPS-трекеру, который передает информацию в систему мониторинга транспорта. Погрешность емкостных ДУТ во всем диапазоне температур не превышает 1% от объема бака (при условии точной тарировки бака).
Принцип работы:
Работа устройства основана на измерении емкости топлива, в которую оно помещается. Внутренний стержень и трубка (измерительный блок датчика) функционируют как обкладки конденсатора. Таким образом, датчик фиксирует изменение емкости конденсатора при изменении уровня топлива. Затем данные об уровне топлива преобразуются в его объем. Для этого выполняется тарирование топливного бака. Тарировочная таблица служит основой для автоматического расчета данных в системе мониторинга.
Ультразвуковой ДУТ
Внешний датчик монтируется снаружи емкости и подключается к GPS-трекеру и встраивается в систему мониторинга. Погрешность датчиков сопоставима с емкостными ДУТ, но этот вид датчиков не может измерять уровень топлива, когда бак расположен не горизонтально (или при остановке на уклонах).
Принцип работы:
Уровень топлива измеряется бесконтактным способом по принципу эхолокации. Задержка сигнала в измеряемых средах трансформируется в расстояние, а затем преобразуется в объем. Датчик крепится специальными фиксаторами в центре емкости к ее днищу. Затем выполняется тарирование резервуара.
Гидростатические ДУТ
Гидростатические датчики уровня жидкости — это устройства, которые измеряют уровень жидкости на основе давления, создаваемого столбом жидкости. Они используют принцип гидростатического давления, которое зависит от высоты столба жидкости, ее плотности и силы тяжести.
Гидростатический датчик обычно состоит из мембраны или пьезорезистивного сенсора, который преобразует давление жидкости в электрический сигнал. Этот сигнал затем обрабатывается для определения уровня жидкости. Такие ДУТ имеют немного большую погрешность чем емкостные, но преимуществом таких датчиков является нечувствительность датчика к количеству воды, растворенной в топливе или находящейся на дне бака.
Как выбрать ДУТ?
При выборе датчика следует ориентироваться на объем (размер) бака и интерфейс подключения.
Параметры бака
Ключевое значение имеет высота и конфигурация топливного бака. При установке датчика измерительная часть ДУТа должна быть на 1-2 см выше дна емкости. Излишки обрезаются. Стандартные размеры измерительных электродов – 700 и 1000 мм, но бывают устройства с измерительной частью до 8000 мм.
При нестандартной форме бака для повышения точности измерений требуется установить несколько датчиков уровня топлива. При использовании мониторинговой системы показания всех датчиков усредняются или данные передаются по каждому из них отдельно. В особо сложных случаях рекомендуется вместо ДУТ использовать датчики расхода топлива (расходомеры).
Интерфейс подключения
Выходной сигнал ДУТ передается в аналоговом или цифровом формате.
В аналоговом устройстве измеряемый параметр выдается в виде определенной переменной (сила тока, напряжение и т. д.). Из-за подверженности помехам и высокой погрешности в современных устройствах такой тип передачи информации практически не используется.
Предпочтение отдается ДУТ с цифровым выходом (проводным и беспроводным). В таких датчиках первичные данные преобразуются и выдаются в виде цифровых значений. Это упрощает дальнейшую обработку и систематизацию информации. Погрешность подобных устройств минимальна.
Конструктивные особенности
По конструкции ДУТ можно разделить на традиционные и модульные датчики, а также проводные или беспроводные.
Традиционные датчики уровня топлива крепятся напрямую к топливному баку с помощью саморезов. Обслуживание и диагностика таких датчиков возможна только путем выкручивания саморезов, что ослабляет крепление.
Модульные датчики имеют промежуточную байонетную пластину, которая крепится саморезами к баку, но позволяет снимать датчик для диагностики или обслуживания (очистки) без ослабления крепления саморезов.
Беспроводные датчики в отличие от проводных не имеют никаких электрических кабелей и работают от встроенной батареи питания в течение 3-7 лет. Это уменьшает вероятность вандализма благодаря отсутствию кабелей, но повышает вероятность сервисного выезда для замены элемента питания.
Некоторые производители предусматривают дополнительные опции ДУТ, например, удаленный контроль питания, температуры топлива, универсальный выходной интерфейс, индикатор уровня топлива и другие функции.
Установка ДУТ
Установка и подключение датчиков уровня топлива выполняется специалистами профильной компании. Каждый вид ДУТа имеет свою специфику монтажа и калибровки. Наиболее распространены датчики емкостного типа, поэтому стоит рассмотреть монтаж ДУТ на примере этого типа датчиков.
Этапы работ:
- Слив топлива, демонтаж бака, устранение паров топлива (выпаривание бака).
- В центре емкости делается отверстие.
- Измерительная часть датчика подрезается по высоте бака.
- Калибровка (заполнение датчика топливом с последующим его сливом). Выполняется для определения новых максимальных и минимальных значений. Это процедура не обязательна для некоторых датчиков.
- Установка датчика в проделанное отверстие (измерительные электроды должны быть внутри, а электронный блок – снаружи).
- Фиксация устройства к дну бака с помощью фланца или посредством байонетной пластины.
- Подключение электронного блока к питанию и ПК.
- Тарировка бака.
- Подключение датчика к трекеру.
Весь процесс монтажа занимает 3-4 часа.
Тарировка
Тарирование выполняется для преобразования первичных показаний датчика (например, уровень топлива в сантиметрах) в более информативные единицы (объем). Для этого в бак мерными порциями с определенным шагом заливается топливо, а в процессе снимаются показания ДУТ. По результатам процедуры составляется тарировочная таблица. Таким образом сопоставляются данные об уровне топлива в емкости и его объемом.
На сложность тарировки влияет форма бака. Например, для прямоугольных емкостей, или имеющих форму вертикального цилиндра тарировку можно не выполнять. Полноценная тарировка порциями осуществляется для емкостей сложной формы. После установки датчика подключают программу калибровки, сопоставляют данные и вносят их в тарировочную таблицу. Готовую таблицу добавляют в систему мониторинга. Существуют варианты расчетной тарировки по размерам или трехмерной модели бака.
Эксплуатация
ДУТ эксплуатируются в сложных рабочих условиях. Каждые два года необходимо выполнять поверку датчиков (если требуется статус официального средства измерения), а выявленные неисправности оперативно устранять.
Чаще всего встречаются следующие проблемы:
- неисправность проводки;
- скопление воды на дне бака;
- засоры между трубками при использовании некачественного топлива или скоплении отложений на дне емкости;
- механические повреждения (умышленные или случайные).
Для минимизации этих рисков производители выпускают приборы со специальной электрической и механической защитой, дополнительной взрыво- и пожаробезопасностью.
Производители и модели
Наиболее популярна продукция следующих производителей ДУТ:
Мехатроника (Беларусь)
Модельная линейка представлена модульными датчиками емкостного типа с цифровым интерфейсом RS-232, RS-485, ISO 9141 (K-Line), CAN J1939, с передачей данных по Bluetooth. Представлены модели в стандартном размере и исполнении «мини».
Производятся проводные и беспроводные ДУТ Мехатроника. Устройства легко интегрируются в систему мониторинга ГЛОНАСС и измеряют данные с минимальной степенью погрешности.
Купить датчики уровня топлива Мехатроника можно в полной комплектации или приобрести отдельные элементы системы. Продукция Мехатроника сертифицирована на территории России и прошла испытания в отечественных условиях эксплуатации. Датчики рекомендованы к установке на стационарных объектах и любых транспортных средствах.
Omnicomm (Россия)
Выпускает аналогово-частотные и цифровые ДУТ, в том числе, с защитой от взрывов. Датчики работают с собственной системой мониторинга бренда и совместимы с другими платформами слежения.
Эскорт (Россия)
Производит проводные и беспроводные ДУТ с частотным, аналоговым, RS-485 выходным интерфейсом. Продукция прошла тестирования в реальных условиях эксплуатации и адаптирована для всех популярных систем мониторинга.
Миелта (Россия)
Производство проволдных и беспроводных датчиков уровня топлива.
Техноком (Россия)
Проводные и беспроводные датчики уровня топлива, работающие с собственной платформой мониотринга транспорта АвтоГРАФ.
