RU84110U1 - FUEL MONITORING DEVICE - Google Patents
FUEL MONITORING DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU84110U1 RU84110U1 RU2008123300/22U RU2008123300U RU84110U1 RU 84110 U1 RU84110 U1 RU 84110U1 RU 2008123300/22 U RU2008123300/22 U RU 2008123300/22U RU 2008123300 U RU2008123300 U RU 2008123300U RU 84110 U1 RU84110 U1 RU 84110U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- control device
- sensors
- locomotive
- weight
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Устройство контроля расхода топлива, содержащее не менее двух датчиков расхода топлива, соединенных посредством кабельной связи с прибором контроля топлива, отличающееся тем, что в качестве датчиков для измерения веса расходуемого топлива в килограммах, без учета температуры топлива для подсчета изменения плотности и объема применены тензорезистивные датчики «РАДОН-УМ», а прибор контроля топлива снабжен передатчиком координат расположения локомотива, при этом сведения о весе топлива в баке и месте расположения дизель-генераторной установки передаются по GPRS на компьютер оператора и заносятся в его базу данных.A fuel consumption control device comprising at least two fuel consumption sensors connected via cable communication with a fuel control device, characterized in that, as sensors for measuring the weight of spent fuel in kilograms, without taking into account the temperature of the fuel, strain gauge sensors are used "RADON-UM", and the fuel control device is equipped with a transmitter of the coordinates of the locomotive, with information about the weight of the fuel in the tank and the location of the diesel generator The packages are transferred via GPRS to the operator’s computer and entered into its database.
Description
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно, к устройствам контроля расхода дизельного топлива в тепловозах и путевых машинах. Кроме того, устройство может быть использовано в автомобильных и водных транспортных средствах, а также в котельных.The utility model relates to the field of railway transport, namely, to devices for controlling the consumption of diesel fuel in diesel locomotives and track machines. In addition, the device can be used in automobile and water vehicles, as well as in boiler rooms.
Рациональное расходование дизельного топлива тепловозом включает следующие актуальные проблемы:The rational consumption of diesel fuel by a diesel locomotive includes the following current problems:
- сведение к минимуму потери от утечек и хищения топлива;- minimization of losses from leaks and theft of fuel;
- объективную оценку технического состояния и своевременный ремонт топливной аппаратуры.- An objective assessment of the technical condition and timely repair of fuel equipment.
В настоящее время потери от нерационального расходования топлива (из-за плохого технического состояния локомотивов до 5%) и торговли топливом в пользу частных лиц составляет до 15% эксплуатационного расхода. Всего, в среднем, нерационально расходуется 1/5 часть дизельного топлива.Currently, losses from inefficient fuel consumption (due to the poor technical condition of locomotives up to 5%) and fuel trade in favor of private individuals make up to 15% of operating costs. In total, on average, 1/5 of diesel fuel is wasted.
Существует несколько разновидностей устройств контроля расхода топлива, но их эксплуатация затруднительна из-за необходимости контроля плотности дизельного топлива, которая непрерывно изменяется при среднесуточных колебаниях температуры окружающей среды. Смена вида или партии топлива также требует внесения поправок в программу расчета.There are several types of fuel consumption control devices, but their operation is difficult due to the need to control the density of diesel fuel, which continuously changes with the average daily temperature fluctuations. Changing the type or lot of fuel also requires amendments to the calculation program.
Известно устройство для измерения расхода топлива в дизельных двигателях внутреннего сгорания с замкнутой топливной системой (патент RU №2225596 С2, кл. 7 G01F 3/10, G01F 9/00, опубл. 10.03.2004), содержащее расположенные в указанной топливной системе два роликолопастных расходомера, корпус каждого расходомера имеет соосно выполненные в нем входной и выходной каналы и содержит лопастной ротор и ролики-распределители, образующие через уплотнительные зазоры между их рабочими поверхностями и поверхностями внутренней полости корпуса входную и выходную рабочие полости, сообщающиеся с входным и выходным каналами, при этом A device for measuring fuel consumption in diesel internal combustion engines with a closed fuel system (patent RU No. 2225596 C2, class 7 G01F 3/10, G01F 9/00, publ. 10.03.2004) containing two roller blades located in the specified fuel system of the flowmeter, the housing of each flowmeter has input and output channels coaxially made in it and contains a blade rotor and distributor rollers forming inlet and outlet work through the sealing gaps between their working surfaces and the surfaces of the internal cavity of the housing s cavity, communicating with inlet and outlet channels, wherein
торцы корпусов расходомеров оснащены электромагнитными датчиками, посредством кабельной связи соединенными с общим счетным устройством. Корпуса обоих расходомеров соединены между собой по торцам, противолежащим торцам, оснащенным датчиками. Счетное устройство расположено со стороны датчика одного из расходомеров в соединенной с его корпусом торцовой крышке. Кабельная связь счетного устройства с датчиком другого расходомера расположена в выполненных в боковых стенках обоих корпусов соосных отверстиях, продольная ось которых параллельна осям вращения лопастных роторов, при этом входной канал корпуса одного из расходомеров и выходной канал корпуса другого расходомера расположены с общей стороны по отношению к плоскости, проходящей через оси вращения лопастных роторов. Измерение расхода топлива осуществляется при регистрации датчиками импульсов вращения лопастей роторов расходомеров и передачи через кабельные связи полученных результатов в счетное устройство, посредством которого определяют разность между объемом подачи топлива через топливоподающую магистраль и объемом возврата топлива (неиспользованной части) в топливносливную магистраль, что соответствует реальному возврату топлива в бак.the ends of the flowmeter bodies are equipped with electromagnetic sensors, by cable connection connected to a common calculating device. The housings of both flowmeters are interconnected at the ends, opposite ends, equipped with sensors. The calculating device is located on the sensor side of one of the flow meters in the end cap connected to its body. The cable connection of the calculating device with the sensor of the other flow meter is located in the coaxial holes made in the side walls of both cases, the longitudinal axis of which is parallel to the rotational axes of the blade rotors, while the input channel of the housing of one of the flow meters and the output channel of the housing of the other flow meter are located on the common side with respect to the plane passing through the axis of rotation of the blade rotors. The measurement of fuel consumption is carried out during registration by the sensors of impulses of rotation of the blades of the rotors of the flow meters and transmission of the results through cable communication to the metering device, by which the difference between the volume of fuel supply through the fuel supply line and the volume of fuel return (unused part) to the fuel line is determined, which corresponds to the real return fuel to the tank.
Однако это устройство имеет следующие недостатки:However, this device has the following disadvantages:
- подсчет веса топлива требует введения поправок на изменение плотности топлива при изменении температуры, поскольку из-за разной плотности топлива и при разной температуре, вес топлива, проходящего через датчики расхода, будет разным. Кроме того, при смене партии топлива необходимо измерять его плотность и вводить в программу расчета. Это вносит дополнительную погрешность на добросовестность выполнения ввода исходных данных;- calculating the weight of the fuel requires amendments to change the density of the fuel when the temperature changes, because due to the different density of the fuel and at different temperatures, the weight of the fuel passing through the flow sensors will be different. In addition, when changing a batch of fuel, it is necessary to measure its density and enter it into the calculation program. This introduces an additional error on the conscientiousness of the input data;
- устройство учитывает только тот вес топлива, который, с погрешностью на измерение плотности и ввода данных в систему учета, будет израсходован на работу дизеля, при этом не учитывается возможность несанкционированного слива из системы или из топливного бака;- the device takes into account only the weight of the fuel, which, with an error in measuring the density and entering data into the metering system, will be spent on diesel operation, while the possibility of unauthorized drainage from the system or from the fuel tank is not taken into account;
- отсутствует устройство контроля (передатчик) за расположением локомотива.- there is no control device (transmitter) for the location of the locomotive.
Известна система измерительная СДМ Арзамасского приборостроительного завода (). Система содержит два датчика расхода (ТПРГ) геликоидного типа, устанавливаемые на входе и на выходе топливного насоса высокого давления; два термопреобразователя сопротивлений (ТСМ9620-01); блок специализированного вычислителя для измерения количества топлива, потребляемого дизелем локомотива; монтажный распределитель (РМ); монтажный комплект для установки датчиков расхода; комплект кабелей для электрического соединения составных частей. Измерение количества топлива выполняется двумя проточными датчиками ТПРГ, которые представляют собой турбинки геликоидного типа и устанавливаются на входе в коллектор топливного насоса высокого давления (ТНВД) и на выходе из коллектора ТНВД, с одновременной установкой в тех же местах термопреобразователей сопротивлений.Known system measuring SDM Arzamas instrument-making plant (). The system contains two flow sensors (TPRG) of the helicoid type, installed at the inlet and outlet of the high pressure fuel pump; two thermocouples of resistances (TSM9620-01); a specialized calculator unit for measuring the amount of fuel consumed by a diesel locomotive; mounting distributor (RM); mounting kit for installing flow sensors; set of cables for electrical connection of components. The fuel quantity is measured by two flow-through TPRG sensors, which are helicoidal type turbines and are installed at the inlet to the high-pressure fuel pump manifold and at the outlet of the high-pressure pump manifold, with the installation of resistance thermocouples in the same places.
С помощью проточных датчиков определяется количество (объем) топлива на входе в коллектор топливного насоса высокого давления дизеля и на выходе из него, с учетом вводимой поправки на температуру топлива, предел основной относительной погрешности измерений количества топлива, потребляемого дизельгенератором тепловоза не превышает 1% на номинальном режиме; 3% на режиме холостого хода. Система формирует архив данных о расходовании топлива.Using flow sensors, the quantity (volume) of fuel at the inlet and outlet of the diesel high-pressure fuel pump manifold is determined, taking into account the introduced correction for the fuel temperature, the limit of the main relative error in measuring the amount of fuel consumed by the diesel locomotive does not exceed 1% of the nominal mode; 3% at idle. The system generates an archive of fuel consumption data.
Однако система измерительная СДМ имеет следующие недостатки:However, the measuring system SDM has the following disadvantages:
- подсчет веса топлива требует введения поправок на изменение плотности топлива при изменении температуры, поскольку из-за разной плотности топлива и при разной температуре, вес топлива, проходящего через датчики расхода, будет разным. Кроме того, при смене партии топлива необходимо измерять его плотность и вводить в программу расчета. Это вносит дополнительную погрешность на добросовестность выполнения ввода исходных данных;- calculating the weight of the fuel requires amendments to change the density of the fuel when the temperature changes, because due to the different density of the fuel and at different temperatures, the weight of the fuel passing through the flow sensors will be different. In addition, when changing a batch of fuel, it is necessary to measure its density and enter it into the calculation program. This introduces an additional error on the conscientiousness of the input data;
- система измерительная СДМ учитывает только ту массу топлива, которая с погрешностью на измерение плотности и ввода данных в систему учета, будет израсходована на работу дизеля. Не учитывается возможность несанкционированного слива из системы или из топливного бака;- the measuring system SDM takes into account only the mass of fuel that, with an error in measuring the density and entering data into the metering system, will be used up for the operation of the diesel engine. The possibility of unauthorized discharge from the system or from the fuel tank is not taken into account;
- количество топлива, заправляемого в бак локомотива, измеряется с помощью топливомерной рейки в литрах и пересчитывается с помощью введения плотности на вес. Здесь также может присутствовать субъективная оценка количества топлива;- the amount of fuel refueling in the locomotive tank is measured using the fuel rail in liters and recalculated by introducing density by weight. There may also be a subjective estimate of the amount of fuel;
- отсутствует сепаратор воздуха, что может оказывать влияние на показание проточных датчиков;- there is no air separator, which can affect the reading of flow sensors;
- отсутствует привязка к режимам работы дизельгенератора (связь с системой управления тепловозом);- there is no binding to the operating modes of the diesel generator (communication with the locomotive control system);
- система измерительная СДМ не имеет передатчика о месте нахождения тепловоза.- the measuring system SDM does not have a transmitter about the location of the locomotive.
В качестве ближайшего аналога к заявляемой полезной модели принят аппаратно-программный комплекс учета параметров работы тепловозов «Борт» (АПК «Борт»), разработанный ОАО «НИИ технологии контроля и диагностики железнодорожного транспорта» (НИИТКД), г.Омск (). АПК «Борт» содержит прибор контроля топлива в баке, связанный с электрической схемой тепловоза, по которому определяется характер работы дизель-генераторной установки, два датчика уровня топлива, датчик температуры, датчик давления топлива. В состав прибора контроля топлива входят: блок индикаторный, приемная антенна системы GPS, высоковольтный делитель напряжения, датчик мощности, распределительный модуль, блок питания импульсный, датчик контроллера машиниста.As the closest analogue to the claimed utility model, a hardware-software complex for measuring the operation parameters of diesel locomotives “Bort” (AIC “Bort”), developed by OJSC “Research Institute of Technology for Monitoring and Diagnostics of Railway Transport” (NIITKD), Omsk (), was adopted. APK “Bort” contains a fuel control device in the tank, connected with the electric circuit of the diesel locomotive, which determines the nature of the diesel generator set, two fuel level sensors, a temperature sensor, and a fuel pressure sensor. The fuel control device includes: indicator unit, GPS receiving antenna, high voltage voltage divider, power sensor, distribution module, switching power supply, driver controller sensor.
Измерение количества топлива выполняется двумя емкостными датчиками уровня топлива, установленными в бак тепловоза. Указанные датчики реагируют на изменение уровня топлива. В бак также устанавливается датчик температуры топлива, который вводит поправку в связи с тем, что уровень топлива значительно зависит от его температуры (коэффициент объемного The measurement of the amount of fuel is carried out by two capacitive fuel level sensors installed in the tank of the diesel locomotive. These sensors respond to changes in fuel level. A fuel temperature sensor is also installed in the tank, which introduces an amendment due to the fact that the fuel level is significantly dependent on its temperature (volumetric coefficient
расширения топлива линейно зависит от температуры). Поправка вводится программно. Исходная плотность топлива вводится оператором в программу вручную.fuel expansion linearly dependent on temperature). The correction is entered programmatically. The initial fuel density is entered manually by the operator into the program.
Комплекс обеспечивает непрерывную регистрацию и сохранение параметров работы тепловоза на съемной ФЛЭШ-карте, входящей в состав блока индикаторного и снимаемой при прохождении тепловозом ТО. Кроме того в комплект входит 4 персональных ФЛЭШ-карты машиниста, выдаваемых машинистам работающим на локомотиве. Информация с ФЛЭШ-карты о проделанной работе машинистом за смену, израсходованном топливе, состоянии дизель-генераторной установки считывается после каждой смены у дежурного. АПК «Борт» формирует информацию об удельном расходе при различных режимах работы тепловоза, а также архив данных о расходовании топлива и режимах эксплуатации тепловоза.The complex provides continuous registration and preservation of the locomotive's operation parameters on a removable flash card, which is part of the indicator unit and is removed during the passage of the diesel locomotive. In addition, the kit includes 4 personal driver’s FLASH cards issued to locomotive drivers. Information from the FLASH card about the work done by the driver for the shift, fuel consumed, the state of the diesel generator set is read after each shift from the duty officer. The agro-industrial complex “Bort” generates information on specific consumption at various operating modes of the diesel locomotive, as well as an archive of data on fuel consumption and operating modes of the diesel locomotive.
Однако аппаратно-программный комплекс устройств «Борт» имеет следующие недостатки:However, the hardware-software complex of devices "Board" has the following disadvantages:
- измерение количества топлива в баке тепловоза выполняется на основе измерения уровня топлива с последующим пересчетом на вес топлива. При этом предел допускаемой относительной погрешности составляет 5%. При такой погрешности трудно оценить техническое состояние дизель-генераторной установки и ее топливной аппаратуры;- the measurement of the amount of fuel in the tank of the locomotive is carried out on the basis of measuring the fuel level with subsequent conversion to the weight of the fuel. In this case, the limit of permissible relative error is 5%. With such an error, it is difficult to assess the technical condition of the diesel generator set and its fuel equipment;
- для пересчета уровня топлива в его вес, значения плотности топлива вводятся оператором вручную, что вносит субъективную оценку в процесс контроля топлива (измерения плотности могут быть выполнены неточно, либо оператор может ввести неверные показания плотности с целью получения «неучтенного остатка»);- to recalculate the fuel level into its weight, the fuel density values are entered manually by the operator, which makes a subjective assessment in the fuel control process (density measurements may not be performed accurately, or the operator may enter incorrect density readings in order to obtain an “unaccounted for balance”);
- диапазон измерения уровня топлива в баке не более 1013 мм;- the range of measurement of the fuel level in the tank is not more than 1013 mm;
- отсутствует устройство контроля (передатчик) за расположением локомотива.- there is no control device (transmitter) for the location of the locomotive.
Технической задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего измерять и контролировать непосредственно вес (массу) топлива, The technical task of the utility model is to create a device that allows you to measure and control directly the weight (mass) of fuel,
заправленного в бак и расходуемого в процессе эксплуатации (без введения поправок на изменение плотности топлива при изменении температуры), в привязке: к текущему времени, режимам эксплуатации (холостой ход, работа под нагрузкой, скоростной режим дизель-генератора), к координатам расположения тепловоза. Измерение, непосредственно, веса топлива, а не его уровня, позволит отказаться от внесения непрерывных корректировок в показания системы при изменении плотности топлива, упростив тем самым измерение и калибровку при настройке системы, и сведет к минимуму потери от утечек и хищения. Количественная оценка веса топлива в баке, питающем дизель-генератор, полученная в режиме реального времени, предоставит возможность контролировать заправку и несанкционированный слив топлива. Удельные характеристики кг/ч. в конкретных режимам эксплуатации позволят оценить техническое состояние дизель-генератора и его топливной аппаратуры. Привязка к координатам расположения тепловоза предоставит возможность обнаружения мест несанкционированного слива топлива, а также позволит оценивать рациональность загрузки силовой установки на конкретных участках эксплуатации.refilled in the tank and consumed during operation (without making adjustments for changes in fuel density with temperature), in relation to the current time, operating modes (idle, work under load, high-speed mode of the diesel generator), and locomotive location coordinates. Measurement, directly, of the weight of the fuel, and not its level, will allow you to refuse to make continuous adjustments to the readings of the system when the density of the fuel changes, thereby simplifying the measurement and calibration when setting up the system, and will minimize losses from leaks and theft. A quantitative estimate of the weight of the fuel in the tank supplying the diesel generator, obtained in real time, will provide the ability to control refueling and unauthorized draining of fuel. Specific characteristics kg / h. in specific operating conditions will allow to evaluate the technical condition of the diesel generator and its fuel equipment. The binding to the location coordinates of the locomotive will provide the opportunity to detect places of unauthorized drainage of fuel, and will also allow to evaluate the rationality of loading the power plant in specific areas of operation.
Указанная задача решается наличием следующих существенных отличительных признаков:This problem is solved by the presence of the following significant distinguishing features:
- в качестве датчиков для измерения веса расходуемого топлива в килограммах, без учета температуры топлива для подсчета изменения плотности и объема применены тензорезистивные датчики «РАДОН-УМ»;- as sensors for measuring the weight of spent fuel in kilograms, without taking into account the temperature of the fuel, RADON-UM strain-resistant sensors were used to calculate the changes in density and volume;
- показания тензорезистивных датчиков, соответствующие весу заливаемого в бак топлива, автоматически переводятся в цифровой вид в контроллере и обрабатываются по заложенной программе в блоке обработки информации, входящем в состав прибора контроля топлива. При этом информация о количестве топлива (в килограммах) отображается на цифровом индикаторе прибора контроля топлива в кабине машиниста и передается по GPRS на компьютер оператора;- the readings of the strain gauge sensors corresponding to the weight of the fuel poured into the tank are automatically digitized in the controller and processed according to the program in the information processing unit, which is part of the fuel control device. In this case, information about the amount of fuel (in kilograms) is displayed on the digital indicator of the fuel control device in the driver’s cab and transmitted via GPRS to the operator’s computer;
- диапазон измерения веса топлива в баке не ограничен;- the range of measurement of the weight of the fuel in the tank is not limited;
- прибор контроля топлива снабжен передатчиком, передающим координаты расположения локомотива через систему GPRS на компьютер оператора и заносятся в его базу данных.- the fuel control device is equipped with a transmitter that transmits the location coordinates of the locomotive through the GPRS system to the operator’s computer and is entered into its database.
Сущность полезной модели поясняется фигурами.The essence of the utility model is illustrated by figures.
На фиг.1 представлена функциональная схема заявляемого устройства контроля расхода топлива; на фиг.2 - тензорезистивный датчик «РАДОН УМ»; на фиг.3 - прибор контроля топлива устройства; на фиг.4 - график изменения веса топлива в баке на экране монитора оператора; на фиг.5 - фрагмент архива из базы данных в компьютере оператора.Figure 1 presents a functional diagram of the inventive device for monitoring fuel consumption; figure 2 - strain gauge sensor "RADON UM"; figure 3 - device fuel control device; figure 4 is a graph of the change in the weight of the fuel in the tank on the screen of the operator's monitor; figure 5 is a fragment of the archive from the database in the computer operator.
Устройство контроля расхода топлива (фиг.1) содержит не менее двух тензорезистивных датчиков «РАДОН УМ» 1, 2, соединенных посредством кабелей 3, 4 через два преобразователя «ток-напряжение» 5, 6 с прибором контроля топлива 7.The fuel consumption monitoring device (Fig. 1) contains at least two RADON UM strain gauge sensors 1, 2, connected via cables 3, 4 through two current-voltage converters 5, 6 with a fuel control device 7.
Тензорезистивные датчики «РАДОН УМ» известны как датчики контроля уровня масла. Датчики выпускает научно-производственное предприятие «Интор», г.Новочеркасск Ростовской области (Web: ). Конструктивно датчик «РАДОН УМ» (фиг.2) состоит из цилиндрического корпуса, в котором размещены: электронное устройство, удлиняющая штанга с чувствительным элементом (тензорезистором) и вибростойкий цанговый зажим.RADON UM strain gauge sensors are known as oil level sensors. The sensors are produced by the Scientific and Production Enterprise Intor, Novocherkassk, Rostov Region (Web:). Structurally, the sensor "RADON UM" (figure 2) consists of a cylindrical body, which houses: an electronic device, an extension rod with a sensing element (strain gauge) and a vibration-resistant collet clamp.
Принцип действия датчика «РАДОН УМ» основан на измерении посредством тензосистемы, входящей в чувствительный элемент датчика, гидростатического давления столба жидкости с плотностью 700-1000 кг/м3 и преобразования сигнала в электронном устройстве в аналоговый токовый выходной сигнал 4-20 мА. Дизельное топливо входит в диапазон жидкостей, с которыми могут работать датчики «РАДОН УМ». Оно относится к числу углеводородов. Плотность топлива колеблется в пределах 790-850 кг/м3.The principle of operation of the RADON UM sensor is based on measuring, using the strain gauge included in the sensor’s sensor element, the hydrostatic pressure of a liquid column with a density of 700-1000 kg / m 3 and converting the signal in an electronic device into an analog 4-20 mA current output signal. Diesel fuel is in the range of liquids that the RADON UM sensors can work with. It belongs to the number of hydrocarbons. The density of the fuel ranges from 790-850 kg / m 3 .
Верхняя поверхность топлива находится при атмосферном давлении. В данном случае, гидростатическое давление в жидкости с открытой поверхностью, когда к жидкости приложены в качестве объемных сил лишь силы тяжести, The upper surface of the fuel is at atmospheric pressure. In this case, the hydrostatic pressure in a fluid with an open surface, when only gravity is applied to the fluid as volume forces,
действует на мембрану чувствительного элемента датчика, а через нее на тензорезистивный мост.acts on the membrane of the sensor element of the sensor, and through it on the strain gauge bridge.
Основное уравнение гидростатики для избыточного давления в жидкости со свободной поверхностью (1) записывается в виде:The basic hydrostatic equation for excess pressure in a fluid with a free surface (1) is written as:
где:Where:
р - гидростатическое давление, кг/см2;p is the hydrostatic pressure, kg / cm 2 ;
ρ - плотность жидкости, кг/см3;ρ is the density of the liquid, kg / cm 3 ;
h - высота столба жидкости, см.h is the height of the liquid column, see
Для жидкостей, например, воды, у которых плотность ρ практически не изменяется с изменением температуры, величина гидростатического давления однозначно соответствует уровню h. Поэтому датчик «РАДОН УМ» справедливо считался датчиком уровня.For liquids, for example, water, for which the density ρ practically does not change with temperature, the hydrostatic pressure unambiguously corresponds to the level h. Therefore, the RADON UM sensor was rightly considered a level sensor.
Если применить датчик «РАДОН УМ» для дизельного топлива (или бензина), т.е. жидкости, имеющей ярко выраженную зависимость изменения плотности и объема от температуры, то получается следующее: например, при нагреве, уровень h - повышается, плотность ρ - уменьшается, а неизменной величиной в уравнении (1) остается величина р - гидростатическое давление. Здесь датчик «РАДОН УМ» правильнее было бы считать датчиком гидростатического давления, с помощью которого легко можно определить силу тяжести жидкости, находящейся в зоне чувствительного элемента датчика. Мембрана датчика воспринимает усилие F веса столба жидкости, действующей на нее, равное:If you use the RADON UM sensor for diesel fuel (or gasoline), i.e. of a liquid having a pronounced dependence of the change in density and volume on temperature, the following is obtained: for example, when heated, the level h increases, the density ρ decreases, and the value p - hydrostatic pressure remains unchanged in equation (1). Here the RADON UM sensor would be more correct to consider a hydrostatic pressure sensor, with which it is easy to determine the gravity of the liquid in the zone of the sensor’s sensitive element. The membrane of the sensor perceives the force F of the weight of the column of liquid acting on it, equal to:
где:Where:
р - величина гидростатического давления, кг/см2;p is the value of hydrostatic pressure, kg / cm 2 ;
S - площадь мембраны датчика, см2.S - sensor membrane area, cm 2 .
Причем сразу избавляемся от необходимости учета температуры топлива для подсчета изменения плотности и объема, т.к. на величину усилия, действующего на датчик, в соответствии с основным уравнением гидростатики Moreover, we immediately get rid of the need to take into account the temperature of the fuel to calculate changes in density and volume, because by the amount of force acting on the sensor, in accordance with the basic equation of hydrostatics
(1), влияние оказывает только сила тяжести жидкости, находящейся в зоне чувствительного элемента датчика. Следовательно, отпадает необходимость применения датчиков температуры (как в аналоге), что обеспечивает экономию времени и материальных средств. Это же подтверждается и экспериментальным путем. Если одну и ту же навеску топлива нагреть, то объем топлива увеличится, по сравнению с объемом в холодном состоянии, плотность, соответственно, уменьшится, а гидростатическое давление на чувствительный элемент датчика не изменится. Это свойство положено в основу измерения веса топлива, находящегося в баке транспортного средства.(1), the effect is exerted only by the gravity of the liquid located in the zone of the sensor element. Therefore, there is no need to use temperature sensors (as in the analogue), which saves time and material resources. The same is confirmed experimentally. If the same fuel sample is heated, the fuel volume will increase, compared with the volume in the cold state, the density will accordingly decrease, and the hydrostatic pressure on the sensor element of the sensor will not change. This property is the basis for measuring the weight of fuel in the tank of a vehicle.
Прибор контроля топлива 7 (фиг.3) предназначен для обеспечения питания датчиков и первичной обработки данных с аналоговых и логических входов.The fuel control device 7 (figure 3) is designed to provide power to the sensors and primary data processing from analog and logical inputs.
Прибор контроля топлива содержит контроллер Atmega 8 (фиг.1), сторожевой таймер 9, блок обработки информации 10, цифровой индикатор 11, передатчик координат расположения локомотива 12, внутренний источник питания 13.The fuel control device contains an Atmega 8 controller (Fig. 1), a watchdog timer 9, an information processing unit 10, a digital indicator 11, a transmitter of locomotive 12 location coordinates, an internal power source 13.
Контроллер Atmega 8 содержит аналоговый мультиплексор 14 и внутренний источник опорного напряжения 15, с помощью которых выполняется аналого-цифровое преобразование с токовых входов. Оцифрованные сигналы с аналоговых и логических входов поступают в устройство обработки информации и далее либо на флэш-накопитель, либо к GPRS связи с оператором. Кроме того, контроллер Atmega 8 содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 16, предназначенный для сбора информации с аналоговых 5, 6 и логических входов 17-22 и передачи данных в блок обработки 10 информации через логические выходы 23-30.The Atmega 8 controller contains an analog multiplexer 14 and an internal voltage reference 15, with which an analog-to-digital conversion from current inputs is performed. The digitized signals from the analog and logical inputs go to the information processing device and then either to a flash drive or to GPRS communication with the operator. In addition, the Atmega 8 controller contains an analog-to-digital converter (ADC) 16, designed to collect information from analog 5, 6 and logic inputs 17-22 and transmit data to the information processing unit 10 through logical outputs 23-30.
Логические входы 17, 18, 19, 20, 21, 22 (фиг.1) служат для определения режима работы дизель-генераторной установки. Логические входы 17-20 соответствуют включению катушек электропневматических вентилей, сочетание включения которых обеспечивает задание скоростного режима работы дизель-генераторной установки. Логический вход 21 соответствует холостому Logic inputs 17, 18, 19, 20, 21, 22 (figure 1) are used to determine the operating mode of the diesel generator set. Logic inputs 17-20 correspond to the inclusion of coils of electro-pneumatic valves, the combination of which enables the setting of the high-speed mode of operation of the diesel generator set. Logic input 21 corresponds to idle
ходу локомотива. Логический вход 22 соответствует включению нагрузки тягового генератора.go locomotive. Logic input 22 corresponds to the inclusion of the load of the traction generator.
Блок обработки информации 10 имеет выходы 31, 32, 33, соответственно: на флэш-накопитель, к системе связи с оператором через GPRS, к устройству программирования.The information processing unit 10 has outputs 31, 32, 33, respectively: to a flash drive, to a communication system with an operator via GPRS, to a programming device.
Цифровой индикатор 11 предназначен для отображения показаний количества топлива, находящегося в баке тепловоза (в килограммах).The digital indicator 11 is designed to display the readings of the amount of fuel in the tank of the diesel locomotive (in kilograms).
Передатчик координат расположения локомотива предназначен для передачи данных диспетчеру, с указанием места нахождения дизель-генераторной установки, через систему GPRS. В качестве передатчика координат нахождения тепловоза 12 используется промышленно выпускаемый передатчик FSU002_431 (или другой с аналогичными характеристиками).The locomotive location coordinate transmitter is designed to transmit data to the dispatcher, indicating the location of the diesel generator set, through the GPRS system. As a transmitter of the coordinates of the locomotive 12, an industrially produced transmitter FSU002_431 (or another with similar characteristics) is used.
Устройство контроля расхода топлива получает питание от бортовой сети 34 тепловоза через аккумуляторную батарею 35.The fuel consumption control device receives power from the onboard network 34 of the diesel locomotive through the battery 35.
Внутренний источник питания 13 предназначен для поддержания работы устройства контроля расхода топлива в течение 3-5 ч. в случае повреждения цепи связи с аккумуляторной батареей тепловоза.The internal power source 13 is designed to maintain the operation of the fuel consumption control device for 3-5 hours in case of damage to the communication circuit with the battery of the locomotive.
Устройство контроля расхода топлива работает следующим образом.The fuel consumption control device operates as follows.
Прибор контроля топлива (фиг.3) устанавливают в кабине машиниста.The fuel control device (figure 3) is installed in the driver's cab.
Два тензорезистивных датчика «РАДОН УМ» 1, 2 (фиг.2) монтируют непосредственно на верхней плоскости топливного бака (по диагонали) с помощью цангового зажима, установленного на удлиняющей штанге датчика, и виброизолирующей шайбы.Two strain gauge sensors "RADON UM" 1, 2 (figure 2) are mounted directly on the upper plane of the fuel tank (diagonally) using a collet clamp mounted on the extension rod of the sensor, and a vibration isolating washer.
Как пример, далее описывается состав устройства контроля расхода топлива, потребляемого дизель-генераторной установкой тепловоза ТЭМ2. Конец удлиняющей штанги каждого из датчиков «РАДОН УМ» 1 и 2, с расположенным на ней чувствительным элементом помещают вблизи дна топливного бака 36, на расстоянии 70-100 мм от дна (фиг.1). Это расстояние As an example, the following describes the composition of the fuel consumption control device consumed by the diesel generator set of the TEM2 diesel locomotive. The end of the extension rod of each of the sensors "RADON UM" 1 and 2, with a sensitive element located on it, is placed near the bottom of the fuel tank 36, at a distance of 70-100 mm from the bottom (figure 1). This distance
условно принимается за технологическое начало отсчета веса топлива, находящегося в баке.conventionally taken as the technological beginning of the reference weight of the fuel in the tank.
Для получения зависимости веса топлива, находящегося в топливном баке, от величины гидростатического давления, а точнее величины усилия, действующего на мембраны датчиков, установленных в бак, на технологическое начало отсчета, проводится калибровка бака. Для этого порциями заливают навески топлива, а на выходах датчиков 1 и 2 измеряют значения в мА. Средние арифметические значения показаний датчиков 1 и 2, соответствующие весу заливаемого в бак топлива, автоматически вводятся в блок обработки информации 10, входящий в состав прибора контроля топлива 7.In order to obtain the dependence of the weight of the fuel in the fuel tank on the hydrostatic pressure, or rather the magnitude of the force acting on the membranes of the sensors installed in the tank, on the technological reference point, the tank is calibrated. To do this, weighed portions of fuel in portions, and the values in mA are measured at the outputs of sensors 1 and 2. The arithmetic average values of the readings of sensors 1 and 2, corresponding to the weight of the fuel poured into the tank, are automatically entered into the information processing unit 10, which is part of the fuel control device 7.
Далее, в соответствии с общей схемой устройства контроля расхода топлива, сигналы датчиков переводятся в цифровой вид в контроллере 8 прибора контроля топлива и обрабатываются по заложенной программе в блоке обработки информации 10.Further, in accordance with the general scheme of the fuel consumption control device, the signals of the sensors are digitized in the controller 8 of the fuel control device and processed according to the program in the information processing unit 10.
Для машинистов на цифровом индикаторе 11 прибора контроля топлива 7 (фиг.3) выводится информация о количестве топлива (в килограммах) в топливном баке.For drivers on a digital indicator 11 of the fuel control device 7 (Fig.3) displays information about the amount of fuel (in kilograms) in the fuel tank.
Полученные сведения, а также сведения о координатах положения локомотива передаются по GPRS на компьютер оператора 32 (фиг.1) и заносятся в базу данных.The information obtained, as well as information about the coordinates of the locomotive’s position, is transmitted via GPRS to the operator’s computer 32 (Fig. 1) and entered into the database.
Данные об изменении веса топлива в баке, включении вентилей 17-20 (фиг.1), управляющих скоростным режимом вращения вала дизель-генератора, включении холостого хода 21 или режима нагрузки 22 тягового генератора могут быть перенесены с прибора контроля топлива 7 на компьютер оператора с помощью флэш-накопителя 31. Это упрощенный вариант передачи данных оператору.Data on the change in the weight of the fuel in the tank, the inclusion of valves 17-20 (Fig. 1) that control the high-speed rotation mode of the diesel generator shaft, the inclusion of idle speed 21 or the load mode 22 of the traction generator can be transferred from the fuel control device 7 to the operator’s computer with using a flash drive 31. This is a simplified option for transferring data to an operator.
Поступившие на компьютер оператора 32 данные с прибора контроля топлива 7 обрабатываются с помощью программы отображения информации. В рассматриваемом случае, на экран монитора в режиме реального времени выводится график изменения веса топлива в баке 36 в виде ступенчатой диаграммы The data received from the operator’s computer 32 from the fuel control device 7 are processed using the information display program. In the case under consideration, a graph of the change in fuel weight in the tank 36 is displayed in real time in the form of a step diagram
(фиг.4). По оси ординат показаны изменения восьми скоростных режимов работы дизель-генератора, соответствующих восьми позициям контроллера машиниста, по оси абсцисс - признаки холостого хода и включения тяговой нагрузки. Информация с помощью, расположенной в верхнем левом углу компьютерной панели управления, может быть растянута по оси абсцисс, либо сдвинута по оси ординат в удобное для прочтения место.(figure 4). The ordinate axis shows the changes in eight high-speed diesel generator operating modes corresponding to eight positions of the driver’s controller, the abscissa shows the idle and traction loads. Information using, located in the upper left corner of the computer control panel, can be stretched along the abscissa axis, or shifted along the ordinate axis to a convenient place for reading.
Одновременно с представлением графической информации формируется база данных, в которую заносятся величины веса топлива в баке с интервалом в 1 мин. В случае необходимости, оператор может обратиться к базе данных за подробной информацией.Simultaneously with the presentation of graphical information, a database is formed, in which the weight of the fuel in the tank is entered with an interval of 1 min. If necessary, the operator can consult the database for detailed information.
Так, например, на графике (фиг.4) обнаружен скачок веса топлива вниз, за короткий промежуток. Для того чтобы рассмотреть ситуацию подробнее, оператор сделал вертикальную отметку, определил с помощью программы представления данных реальное время, на котором возникла интересующая ситуация. Далее оператор вызывает из базы данных интересующий его фрагмент архива (фиг.5), и, база данных выдает подробную информацию о расходовании топлива.So, for example, on the graph (figure 4), a jump in the weight of the fuel was detected downward over a short period. In order to consider the situation in more detail, the operator made a vertical mark, determined using the data presentation program the real time at which the situation of interest arose. Next, the operator calls the fragment of the archive of interest to him from the database (Fig. 5), and the database provides detailed information on fuel consumption.
Ниже приводится пример: оператора заинтересовал участок кривой, где появилась небольшая ступенька вниз. Это происходило на холостом ходу 12 марта 2008 г. Оператор смотрит по таблице: за время между 22.11 и 22.16 часов местного времени количество топлива в баке уменьшилось на 79 кг с 2277 до 2198 кг.The following is an example: the operator was interested in the portion of the curve where a small step down appeared. This happened at idle on March 12, 2008. The operator looks at the table: between 22.11 and 22.16 local time, the amount of fuel in the tank decreased by 79 kg from 2277 to 2198 kg.
Дальнейшее служебное расследование, проведенное администрацией предприятия, показало, что топливо было перекачано топливоподкачивающим насосом тепловоза в запасной бачок емкостью 100 л.A further internal investigation by the company’s administration showed that the fuel had been pumped by the diesel locomotive’s fuel pump to a 100-liter spare tank.
Анализ кривых расходования топлива на нулевой позиции холостого хода показал, что тепловоз расходовал 11-11,5 кг дизельного топлива в час.Analysis of the curves of fuel consumption at the zero idle position showed that the diesel locomotive consumed 11-11.5 kg of diesel fuel per hour.
В данном примере не приводится привязка к координатам расположения локомотива. Но, по координатам расположения локомотива, совмещенным с приведенными на фиг.4 кривыми, можно определить места несанкционированных In this example, no reference is given to the location coordinates of the locomotive. But, according to the coordinates of the locomotive, combined with the curves shown in figure 4, you can determine the location of unauthorized
сливов топлива, места длительных стоянок локомотива, с целью организации рациональной эксплуатации тепловоза.fuel discharges, places of long-term parking of a locomotive, with the aim of organizing the rational operation of a locomotive.
Устройство контроля расхода топлива позволяет измерять и контролировать вес топлива, заправленного в бак и расходуемого в различных режимах эксплуатации, в килограммах, без внесения непрерывных корректировок в показания системы при изменении плотности топлива, а также обнаружить места несанкционированного слива топлива и оценить рациональность загрузки силовой установки на конкретных участках пути.The fuel consumption control device allows you to measure and control the weight of fuel that is refueled in the tank and consumed in various operating modes, in kilograms, without making continuous adjustments to the system readings when the fuel density changes, as well as detect places of unauthorized fuel drain and evaluate the rationality of loading the power plant on specific sections of the path.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008123300/22U RU84110U1 (en) | 2008-06-09 | 2008-06-09 | FUEL MONITORING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008123300/22U RU84110U1 (en) | 2008-06-09 | 2008-06-09 | FUEL MONITORING DEVICE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU84110U1 true RU84110U1 (en) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008123300/22U RU84110U1 (en) | 2008-06-09 | 2008-06-09 | FUEL MONITORING DEVICE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU84110U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505861C1 (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Apparatus for controlling and recording fuel consumption on vehicle |
RU2569711C2 (en) * | 2014-04-14 | 2015-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Self-moving working vehicle with device for its maintenance |
RU2576423C1 (en) * | 2015-01-21 | 2016-03-10 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (ПАО "Татнефть" им. В.Д. Шашина) | System for supply of liquid chemical reagents and method of accounting reagents in such system |
-
2008
- 2008-06-09 RU RU2008123300/22U patent/RU84110U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505861C1 (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Apparatus for controlling and recording fuel consumption on vehicle |
RU2569711C2 (en) * | 2014-04-14 | 2015-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс" | Self-moving working vehicle with device for its maintenance |
RU2576423C1 (en) * | 2015-01-21 | 2016-03-10 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (ПАО "Татнефть" им. В.Д. Шашина) | System for supply of liquid chemical reagents and method of accounting reagents in such system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101561302B (en) | Measurement system of vehicle fuel consumption and measurement method thereof | |
CN2802481Y (en) | Integral thermal meter testing device | |
CN201852622U (en) | Automatic capacity calibration device for tank truck | |
CN101000334A (en) | Method and system for automatic counting, monitoring and controlling water content of fuel tank car | |
CN106123984A (en) | Hydrogen Fuel-cell Vehicles hydrogen-consuming volume real-time displaying device and detection method thereof | |
CN102650538A (en) | Combined measurement system for automobile fuel consumption and calibration method for oil tank liquid level sensor of | |
CN105067053A (en) | Measuring method and system of amount of rest fuel oil of automobile | |
RU84110U1 (en) | FUEL MONITORING DEVICE | |
CN204881791U (en) | A capacity calibrating installation that is used for car tank wagon oil to exchange | |
CN110274650B (en) | Oil consumption management system based on Internet of things | |
CN209037865U (en) | A kind of measurable unmanned plane oil supply system with oil mass | |
CN107860434A (en) | A kind of fuel tank for automobile calibration system and scaling method | |
CN201449275U (en) | Vehicle oil consumption measuring system | |
CN108168638A (en) | A kind of gasoline engine oil consumption measuring method | |
CN202947788U (en) | Oil quantity/gas quantity measuring device by utilizing weighing principle of novel motor vehicle | |
CN2566248Y (en) | Vehicle mounted concealed computerized oil-supply machine test device | |
RU2331048C2 (en) | Method and system of measurement, recording and control over internal combustion engine fuel consumption and engine state monitoring | |
CN205785379U (en) | Automobile fuel consumption on-line checking and caliberating device | |
CN101226073A (en) | System for measuring gas automotive fuel wastage | |
CN204214491U (en) | GPS positioned vehicle real-time fuel consumption system | |
RU2199091C2 (en) | Method of metering fuel consumption of vehicle internal combustion engine | |
CN207197603U (en) | Automobile fuel consumption monitor | |
CN201196585Y (en) | Vehicle-mounted small flow meter calibrating apparatus | |
CN219956616U (en) | High-precision oil consumption device for automobile oil consumption test | |
CN201852616U (en) | Automobile remaining oil indicator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100610 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20120910 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130610 |