RU183632U1 - Датчик уровня топлива - Google Patents
Датчик уровня топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU183632U1 RU183632U1 RU2018123303U RU2018123303U RU183632U1 RU 183632 U1 RU183632 U1 RU 183632U1 RU 2018123303 U RU2018123303 U RU 2018123303U RU 2018123303 U RU2018123303 U RU 2018123303U RU 183632 U1 RU183632 U1 RU 183632U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel level
- level sensor
- fuel
- control unit
- electronic control
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/296—Acoustic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерительным устройствам, в частности к датчикам уровня топлива, и предназначена для применения в системах учета и контроля массы, объема топлива, в которых требуются измерения уровня, плотности и температуры топлива в баках и цистернах транспортных средств и стационарных резервуарах. Техническим результатом является повышение точности измерения уровня топлива. В датчике уровня топлива, содержащем датчики температуры, инклинометр и электронный блок управления, выполненный с возможностью формирования импульсов, поступающих на ультразвуковой излучатель, установленный на свободном конце внутри измерительной трубы, при этом электронный блок управления содержит микроконтроллер, формирователь импульсов, усилитель, АЦП и коммутатор. В верхней части измерительной трубы установлена заглушка для обеспечения проведения периодической поверки датчика уровня топлива без его демонтажа 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Полезная модель относится к измерительным устройствам, в частности к датчикам уровня топлива, и предназначена для применения в системах учета и контроля массы, объема топлива, в которых требуются измерения уровня, плотности и температуры топлива в баках и цистернах транспортных средств и стационарных резервуарах.
Из уровня техники известен датчик уровня, предназначенный для измерения, сбора и контроля параметров перевозимой в транспортных емкостях жидкости, состоящий из герметичного корпуса, соединенного со съемной крышкой и имеющего по меньшей мере один кабельный ввод, и жестко закрепленной в нижней части основания корпуса измерительной части с находящимся внутри нее измерительным элементом, контроллер которого размещен во внутренней полости корпуса (RU 2594380, 20.08.2016).
Недостатком данных конструкций является низкая эффективность, точность измерения и работоспособность устройства, а также сложность конструкции.
Техническая проблема, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в расширении арсенала технических средств и создании компактного, высокоэффективного датчика уровня топлива, параметры которого устраняют указанные выше недостатки и обеспечивают улучшение эксплуатационных характеристик.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении эффективности, точности измерения уровня и плотности при помощи одного устройства, что как следствие позволяет значительно повысить рентабельность системы учета топлива, обеспечивая высокую надежность измерений в условиях повышенной вибрации при эксплуатации на автомобильном и железнодорожном транспорте, а также точность вычисления массы и объема топлива в системах учета и контроля топлива при сохранении простоты конструкции датчика.
Указанный технический результат достигается в датчике уровня топлива, содержащем датчики температуры, инклинометр и электронный блок управления, выполненный с возможностью формирования импульсов, поступающих на ультразвуковой излучатель, установленный на свободном конце внутри измерительной трубы, при этом электронный блок управления содержит микроконтроллер, формирователь импульсов, усилитель, АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и коммутатор.
Датчики температур расположены вдоль измерительной трубы или во вспомогательной трубе, смежной с измерительной трубой.
Инклинометр установлен в электронном блоке управления.
В верхней части измерительной трубы установлена заглушка для обеспечения проведения периодической поверки датчика уровня топлива без его демонтажа. Точное значение уровня заглушки хранится в энергонезависимой памяти датчика, и при условии превышения уровнем топлива уровня заглушки, сравнивая показания датчика и известное значение уровня заглушки, можно проводить периодическую поверку без демонтажа датчика.
Кроме того, датчик уровня топлива имеет герметизацию эпоксидной смолой для обеспечения работоспособности устройства при погружении его в техническую воду.
Данное выполнение датчика уровня топлива обеспечивает увеличение точности измерения уровня топлива за счет электронного блока управления, который имеет цифровую электронику (за счет применения цифровых фильтров, преобразования Фурье, интерполяции, увеличение частоты преобразования АЦП), а также за счет датчиков температуры и инклинометра (измеритель угла наклона) для определения отклонения оси датчика уровня топлива от вертикали.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид датчика уровня топлива; на фиг. 2 – структурная схема электронного блока управления.
Принятые обозначения:
1 – резервуар (бак)
2 – топливо
3 – датчик уровня топлива
4 – электронный блок управления
5 – фланец
6 – прокладка
7 – измерительная труба
8 – вспомогательная труба
9 – датчики температуры (термодатчики)
10 – ультразвуковой излучатель (приемник)
11 – заглушка
12 – микроконтроллер
13 – блок памяти
14 – интерфейс RS-485
15 – формирователь импульсов
16 – усилитель
17 – АЦП
18 – коммутатор
19 – инклинометр
20 – отверстие
21 – реперный выступ
22 - кабель.
Датчик уровня топлива закрепляется на крышке топливного бака транспортного средства или стационарном резервуаре 1 с помощью фланца 5 и состоит из ультразвукового излучателя 10, датчиков температуры 9, электронного блока управления 4 и инклинометра 19.
Электронный блок управления 4 установлен на лицевой (внешней) стороне фланца 5 и соединен с измерительной трубой 7, закрепленной одним своим концом на обратной (внутренней) стороне фланца 5, и содержит микроконтроллер 12 с блоком памяти 13, связанный через формирователь импульсов 15 и коммутатор 18 с ультразвуковым излучателем 10, сигналы с которого поступают через усилитель 16 и АЦП 17 в микроконтроллер 12, соединенный с инклинометром 19 и датчиками температур 9 и выполненный с возможностью передачи с указанных устройств данных в систему учета топлива по интерфейсу 14.
Электронный блок управления 4 связан с ультразвуковым излучателем 10 с помощью кабеля 22.
Ультразвуковой излучатель 10 установлен на свободном конце внутри измерительной трубы 7, в верхней части которой расположена заглушка 11 для обеспечения проведения периодической поверки датчика уровня топлива без его демонтажа.
Датчики температур 9 расположены вдоль измерительной трубы 7 или внутри вспомогательной трубы 8, смежной с измерительной трубой 7 и закрепленной также на обратной стороне фланца 5.
Измерительная труба 7 выполнена с реперным выступом 21 и отверстиями 20, одно из которых расположено рядом с ультразвуковым излучателем 10, а другое – с заглушкой 11.
Датчик уровня топлива выполнен с герметизацией эпоксидной смолой для обеспечения работоспособности устройства при погружении его в техническую воду, что позволяет производить проливку и тарировку резервуаров/емкостей без необходимости демонтажа датчика уровня топлива.
В заявленном датчике уровня топлива электронный блок управления формирует пачку ультразвуковых импульсов заданной частоты и длительности, поступающих на ультразвуковой излучатель. Количество импульсов выбирается в зависимости от длины измерительной трубы, которая может быть разной для разных резервуаров/баков. После выдачи пачки импульсов, ультразвуковой излучатель переключается в режим приема отраженного сигнала от реперного выступа в измерительной трубе и от верхнего уровня топлива.
В электронном блоке управления измеряется время прохождения импульсов от ультразвукового излучателя до реперного выступа и до верхней границы уровня топлива. На основе измеренной величины времени распространения сигнала до реперного выступа, вычисляется скорость ультразвука в топливе. Кроме того, время прохождения импульсов от ультразвукового излучателя до реперного выступа применяется для точного вычисления уровня топлива по формуле:
Lh=Lr * Tn / Tr, где
Lh – уровень топлива; Lr – расстояние от излучателя до реперного выступа; Тn – удвоенное время распространения ультразвукового сигнала до верхнего уровня топлива; Тr – удвоенное время распространения ультразвукового сигнала до реперного выступа.
Такое исполнение датчика уровня топлива позволяет в одной измерительной трубе измерять время распространения сигнала до реперного выступа и до верхней границы топлива. Разделение сигналов осуществляется в электронном блоке управления с помощью цифровой обработки.
Плотность топлива вычисляется по известной зависимости плотности от скорости ультразвука и от средней температуры топлива, измеренной с помощью датчиков температуры, расположенных в вспомогательной (дополнительной) трубе, а измерение угла наклона датчика уровня топлива для определения отклонения его оси от вертикали определяется посредством инклинометра, что повышает точность измерения уровня топлива при эксплуатации транспортного средства, например, при движении и/или в условиях повышенной вибрации.
В памяти электронного блока управления хранятся табличные зависимости плотности от скорости ультразвука и температуры для разных типов топлива.
Электронный блок управления обеспечивает передачу вычисленных значений плотности, уровня, угла наклона и температуры в систему учета топлива по интерфейсу RS-485.
Система учета, используя полученные от заявленного датчика уровня топлива значения уровня, плотности и температуры, на основании градуировочной таблицы резервуара/бака вычисляет объем и массу топлива.
Заявленная полезная модель позволяют улучшить точностные параметры расчета массы и объема топлива в системах контроля топлива за счет увеличения в два раза точности измерения уровня из-за применения новой элементной базы (замена аналоговой электроники на современную цифровую - применение цифровых фильтров, преобразования Фурье, интерполяции, увеличение частоты преобразования АЦП) и применения инклинометра (измеритель угла наклона) для определения отклонения оси датчика от вертикали, что позволяет расширить функциональные возможности датчика уровня топлива из-за более точных результатов измерения во время движения, ускорения, торможения и крене транспортного средства.
Наличие заглушки дополнительно обеспечивает проведение периодической поверки устройства без его демонтажа, а герметизация эпоксидной смолой - обеспечивает работоспособность датчика уровня топлива при погружении его в техническую воду, что также в целом расширяет функциональные возможности заявленной полезной модели.
Claims (4)
1. Датчик уровня топлива, характеризующийся тем, что содержит датчики температуры, инклинометр и электронный блок управления, выполненный с возможностью формирования импульсов, поступающих на ультразвуковой излучатель, установленный на свободном конце внутри измерительной трубы, при этом электронный блок управления содержит микроконтроллер, формирователь импульсов, усилитель, АЦП и коммутатор.
2. Датчик уровня топлива по п. 1, характеризующийся тем, что датчики температур расположены вдоль измерительной трубы или во вспомогательной трубе, смежной с измерительной трубой.
3. Датчик уровня топлива по п. 1, характеризующийся тем, что инклинометр установлен в электронном блоке управления.
4. Датчик уровня топлива по п. 1, характеризующийся тем, что в верхней части измерительной трубы установлена заглушка для обеспечения проведения периодической поверки датчика уровня топлива без его демонтажа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018123303U RU183632U1 (ru) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Датчик уровня топлива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018123303U RU183632U1 (ru) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Датчик уровня топлива |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU183632U1 true RU183632U1 (ru) | 2018-09-28 |
Family
ID=63793763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018123303U RU183632U1 (ru) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Датчик уровня топлива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU183632U1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2578607A (en) * | 2018-10-31 | 2020-05-20 | Hwm Water Ltd | Level sensing apparatus |
| WO2020139441A1 (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | Tf Technologies, Llc | Fuel measurement device with fuel passage and fuel level sensor |
| RU218043U1 (ru) * | 2022-10-18 | 2023-05-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Эй энд Ти Текнолоджис" | Устройство индикации положения поплавка |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5319973A (en) * | 1993-02-02 | 1994-06-14 | Caterpillar Inc. | Ultrasonic fuel level sensing device |
| US5568449A (en) * | 1994-09-02 | 1996-10-22 | U.S. Test, Inc. | Methods and apparatus for use in ultrasonic ranging |
| RU10455U1 (ru) * | 1998-09-17 | 1999-07-16 | Инженерный центр по организации производства товаров народного потребления при Нижегородском государственном техническом университете | Устройство для определения уровней раздела жидкостей |
| RU2338162C1 (ru) * | 2007-04-28 | 2008-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет | Ультразвуковой уровнемер с температурной коррекцией |
| RU80827U1 (ru) * | 2008-09-15 | 2009-02-27 | Открытое акционерное общество "Техприбор" | Топливомерная система |
| RU2559321C2 (ru) * | 2010-08-20 | 2015-08-10 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Емкость для мочевины с ультразвуковым датчиком |
-
2018
- 2018-06-27 RU RU2018123303U patent/RU183632U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5319973A (en) * | 1993-02-02 | 1994-06-14 | Caterpillar Inc. | Ultrasonic fuel level sensing device |
| US5568449A (en) * | 1994-09-02 | 1996-10-22 | U.S. Test, Inc. | Methods and apparatus for use in ultrasonic ranging |
| RU10455U1 (ru) * | 1998-09-17 | 1999-07-16 | Инженерный центр по организации производства товаров народного потребления при Нижегородском государственном техническом университете | Устройство для определения уровней раздела жидкостей |
| RU2338162C1 (ru) * | 2007-04-28 | 2008-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет | Ультразвуковой уровнемер с температурной коррекцией |
| RU80827U1 (ru) * | 2008-09-15 | 2009-02-27 | Открытое акционерное общество "Техприбор" | Топливомерная система |
| RU2559321C2 (ru) * | 2010-08-20 | 2015-08-10 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Емкость для мочевины с ультразвуковым датчиком |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2578607A (en) * | 2018-10-31 | 2020-05-20 | Hwm Water Ltd | Level sensing apparatus |
| WO2020139441A1 (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | Tf Technologies, Llc | Fuel measurement device with fuel passage and fuel level sensor |
| RU218043U1 (ru) * | 2022-10-18 | 2023-05-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Эй энд Ти Текнолоджис" | Устройство индикации положения поплавка |
| RU220542U1 (ru) * | 2023-03-09 | 2023-09-21 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт технологии, контроля и диагностики железнодорожного транспорта" (ОАО "НИИТКД") | Устройство для определения плотности жидких нефтепродуктов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5226320A (en) | Measuring device and process for determining the fill level in fluid containers, preferably for tank installations, with a sound waveguide | |
| US7010974B2 (en) | Method for measuring a fill level | |
| US5095748A (en) | Sonic tank monitoring system | |
| US4114441A (en) | Method and apparatus for measuring the height of filling material on a surface, such as within a container | |
| RU183632U1 (ru) | Датчик уровня топлива | |
| SE466519B (sv) | Anordning foer maetning av nivaan av ett i en behaallare befintligt fluidum | |
| EP2122389A1 (en) | Fluid level measuring method and system therefor | |
| KR101576438B1 (ko) | 장애물에 의한 오차를 해소하기 위한 수위 측정 방법 및 이를 이용한 레이더 방식 레벨 게이지 시스템 | |
| CN101852636A (zh) | 无人机油箱油量计算法 | |
| CN105556259A (zh) | 用于将可冻结液体引入到机动车辆的排气系统中的设备 | |
| US8061196B2 (en) | Bottom up contact type ultrasonic continuous level sensor | |
| US10184821B2 (en) | System and method for determining the level of a substance in a container based on measurement of resonance from an acoustic circuit that includes unfilled space within the container that changes size as substance is added or removed from the container | |
| US9057638B2 (en) | System and method for determining the level of a substance in a container based on measurement of resonance from an acoustic circuit that includes unfilled space within the container that changes size as substance is added or removed from the container | |
| GB2164151A (en) | Acoustic liquid level measuring apparatus | |
| KR20150009546A (ko) | 유체의 충전 레벨을 측정하기 위한 방법 | |
| US9322697B2 (en) | System and method for determining the level of a substance in a container based on measurement of resonance from an acoustic circuit that includes unfilled space within the container that changes size as substance is added or removed from the container | |
| JPH06249697A (ja) | 超音波液面計 | |
| JP2001201377A (ja) | 流量計及び流量測定監視システム | |
| RU58694U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения длины труб и уровня жидкости | |
| RU2692409C1 (ru) | Способ измерения уровня жидкости | |
| RU80943U1 (ru) | Бортовая топливомерная система самолета | |
| RU52635U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости и длины труб | |
| RU2443981C1 (ru) | Резонансный акустический уровнемер | |
| RU80827U1 (ru) | Топливомерная система | |
| RU53002U1 (ru) | Электронно-акустическое устройство измерения уровня жидкости |