مستشعر مستوى الوقود هو جهاز مصمم لإجراء قياسات دقيقة لـ مستوى الوقود في خزانات المركبات. تتيح هذه القياسات جنبًا إلى جنب مع وظيفة النظام الأساسي لتتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والتليماتية جمع البيانات التالية:
- مستوى الوقود في خزان السيارة
- إعادة تعبئة الوقود
- تباطؤ السيارة
- مراقبة استخدام الوقود
- منع سرقة الوقود
- عبوات الوقود أو المصارف
- استهلاك الوقود لكل فترة زمنية
- متوسط استهلاك الوقود (ميل لكل جالون، ميلا في الغالون)
تقنيات استشعار مستوى السائل
للأغراض العامة للكشف عن حجم/مستوى السائل في خزان معين، هناك مجموعة واسعة من تقنيات الاستشعار المتاحة، بما في ذلك تقنيات الاستشعار الميكانيكية والمغناطيسية والضغط (الهيدروستاتيكي والفوار والتفاضلي) والكهرباء الساكنة (السعوية والحثي) والرادار والموجات فوق الصوتية.
تستشعر مستشعرات الخزان الميكانيكية عادةً موضع الطفو الطافي على السائل بواسطة وصلة ميكانيكية داخل / خارج الخزان.
عادةً ما تستشعر مستشعرات الخزان المغناطيسي موضع العوامة عن طريق وصلة ميكانيكية متصلة من العوامة بالمغناطيس. تعتمد المستشعرات المغناطيسية الحديثة على تأثير هول (ظاهرة تحدث عندما يتعرض تيار كهربائي يتحرك عبر موصل إلى مجال مغناطيسي خارجي مطبق بزاوية قائمة، حيث يتطور جهد كهربائي في الموصل بزاوية قائمة لكلا الطرفين). اتجاه التيار والمجال المغناطيسي).
تشمل عائلة مستشعرات الضغط مستشعرات هيدروستاتيكية وفقاعية وتفاضلية. يستشعر مستشعر الخزان الهيدروستاتيكي ضغط السائل في قاع الخزان. يعتمد مقدار الضغط على وزن السائل فوق المستشعر ، والذي يعتمد بدوره على كمية السائل في الخزان. يعتمد مستشعر الفقاعات بشكل فعال على حقيقة أن مقدار الضغط المطلوب لإجبار الهواء على الخروج من قاع الأنبوب يعتمد على الضغط الموجود في قاع الخزان - وهو ضغط ناتج عن كمية السائل في الخزان. يكتشف مستشعر الضغط التفاضلي الفرق في الضغط بين الجزء العلوي والسفلي من الخزان ، ويترجم ذلك إلى كمية من السوائل.
يتم تمثيل النوع الكهروستاتيكي من المستشعرات بالسعة والاستقرائي. عن طريق وضع السائل بين الأقطاب الكهربائية ، فإن قدرة المكثف على تخزين تغيرات الطاقة بحيث تتغير السعة الفعلية.
تعمل مستشعرات المستوى بالموجات فوق الصوتية عن طريق إصدار موجة من الموجات الصوتية بتسلسل سريع للغاية. ضربت هذه الموجات الصوتية الهدف المقصود ، وترتد إلى المستشعر ، وتنتقل بسرعة الصوت المعروفة. بعد ذلك ، يمكن استخدام وقت الرحلة لحساب المسافة. على النقيض من ذلك ، لا يعمل الرادار مع الموجات الصوتية ، ولكن مع الموجات الكهرومغناطيسية.
مجسات مستوى الوقود
تم استخدام طرق مختلفة حتى الآن لقياس مستوى الوقود: فيلم مقاوم، ومقاومات منفصلة، وسعوية، وموجات فوق صوتية، وما إلى ذلك. وتعد أجهزة الاستشعار القائمة على المقاومة من بين أكثر الطرق استخدامًا. ترتبط هذه المستشعرات ميكانيكيًا بعوامة تتحرك لأعلى أو لأسفل حسب مستوى الوقود. مع تحرك العوامة، تتغير مقاومة المستشعر، ويتغير موضع الإبرة بما يتناسب مع التيار المتدفق في الملف. يظهر الشكل أدناه FLS النموذجي القائم على المقاوم.
عيب المستشعر القائم على التلامس المقاوم هو تآكل المستشعر بسبب التلامس المنزلق داخل عناصر المستشعر والذي يؤدي أيضًا إلى تقليل عمر المستشعر.
المبدأ الأساسي ل القدرة على استشعار مستوى الوقود يظهر في الشكل أدناه. مكثف ذو لوحة متوازية مع ألواح تلتصق بإحكام بالجدار الخارجي للخزان وتمتد بالقرب من قاع الخزان. مع تغير مستوى الوقود ، تتغير كمية المادة العازلة بين الألواح ، مما ينتج عنه تغيير في السعة. يعمل المستشعر السعوي الثاني الموجود بالقرب من الجزء السفلي كقناة مرجعية لإنتاج قياسات نسبية. يتم تحويل المستشعرات والسعات المرجعية إلى رقمية ويتم نقل البيانات عبر I2منفذ C إلى الكمبيوتر المضيف أو متحكم دقيق.
أجهزة الاستشعار السعوية حساسة تمامًا للتغيرات في الظروف البيئية ، كما أن قياس السعة يكون أصعب مقارنةً بقياس المقاومة.
تكتشف الموجات فوق الصوتية الأجسام بنفس الطريقة التي يكتشفها الرادار. يستخدم الموجات فوق الصوتية الموجات الصوتية، ويستخدم الرادار موجات الراديو. عندما يتم توجيه إشارة النبض بالموجات فوق الصوتية نحو جسم ما، فإنها تنعكس على الجسم ويعود الصدى إلى المرسل. تم العثور على المسافة إلى الجسم بناءً على وقت السفر المحسوب للنبض بالموجات فوق الصوتية. ومن خلال المراقبة المستمرة للوقت بين عودة النبضات المنعكسة، يمكن فحص مستوى السائل الفعلي.
جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هو الجزء الرئيسي من جهاز الإرسال بالموجات فوق الصوتية. يقوم هذا المستشعر بتحويل الطاقة الكهربائية إلى موجات فوق صوتية. تعتبر البلورات الكهرضغطية ضرورية لعملية التحويل هذه. تولد هذه البلورات إشارات كهربائية عند تلقي الموجات فوق الصوتية أو تتأرجح عند ترددات عالية عند تطبيق الطاقة الكهربائية عليها. يستلزم استشعار مستوى الوقود بالموجات فوق الصوتية تحديات التنفيذ / القياس التالية: متطلبات معايرة جهاز الإرسال ، وتغير سرعة الصوت مع تغير درجة حرارة الهواء ، وصدى التداخل.
يتم تطبيق التقنيات البصرية على نطاق واسع في قياسات تدفق السوائل ، وهي أقل شيوعًا في قياسات مستوى السوائل. والسبب هو أن دقة القياسات تتأثر بعوامل مثل تغير مصدر الإشعاع وحساسية درجة الحرارة. ومع ذلك ، فإن التطورات البحثية الحديثة في هذا المجال تستهدف الحد من خطأ درجة الحرارة في هذه الأجهزة. ويرد مثال على هذا الجهاز في الشكل أدناه.
يتكون الجهاز الفعلي من: 1- جسم ، 2 - حامل ، 3 - LEDs 3L107B ، 4 - الثنائيات الضوئية التعويضية PD-19КК ، 5 - تشغيل الثنائي الضوئي PD20-32К ، 6 ، 7 - عدسات ذات قطر أصغر وأكبر ، 8 - مطبوعة - لوحة الدائرة ، 9 - صواميل داخلية ، 10 - صواميل تثبيت ، 11 - سدادة دائرية ، 12 - زجاج أمان ، 13 - صامولة ، 14 - طوق ، 15 - قابس ST1-10-5-V ، 16 - مرآة.
يتيح مثل هذا الجهاز تقنية لقياس مستوى الوقود من خلال تسجيل قيمة شدة المسار البصري المنعكس من المرآة على قاع الخزان أو مستوى آخر من الخزان. يُزعم أن خطأ درجة الحرارة يقع في نطاق 1-2٪.
وصفنا هنا بعضًا من تقنيات استشعار مستوى الوقود الشائعة. ومع ذلك ، من الواضح أن هناك تقنيات أخرى متاحة ، حيث يزود العديد من مصنعي أجهزة استشعار الوقود أجهزتهم بميزات إضافية. يمكن أن يكون بعضها متطورًا ومفيدًا. نرحب بقراءة المزيد عن الجوانب العملية لأجهزة استشعار مستوى الوقود في موقعنا البرنامج التعليمي لمستشعر الوقود.
المراجع
https://www.navixy.com/docs/academy/fuel-control/fuel-level-sensors-types/