Как работает датчик уровня топлива в баке автомобиля: принцип действия

Содержание

Что такое датчик уровня топлива и для чего он нужен

Разновидности устройств

Принцип работы основных типов приборов

Способы передачи данных

Точность измерений и факторы, влияющие на работу ДУТ

Выбор и установка ДУТ

Применение в системах мониторинга

Показания уровня топлива — одни из самых важных в работе автомобиля. Для отслеживания параметров используют специальный прибор. В статье рассмотрим, как он работает и на какие виды делится.

Что такое датчик уровня топлива и для чего он нужен

Это устройство относится к элементам топливной системы. Его функция — определение количества топлива в баке, куда его непосредственно и устанавливают. Полученные данные отображаются на приборной панели.

Благодаря этому система мониторинга получает такую информацию:

• количество горючего;

• расход за конкретный период;

• средние показатели расхода, например, на 100 километров пути;

• заправки и сливы топлива.

Компании вкладывают большие средства в содержание транспорта. Из-за затрат на горючее и постоянно растущих цен на него контроль становится особенно актуальным. Зачастую ДУТ используют при работе грузовых, легковых авто, специальной и сельскохозяйственной техники. Это помогает избежать незаконного слива бензина, увеличения расхода, посещения сомнительных заправок и других махинаций.

Есть несколько типов устройств отслеживания, но принцип работы у них похож.

Разновидности устройств

В качестве основы выступает измерительная деталь. Она реагирует на изменение количества топлива. К таким элементам относятся емкостные устройства, поплавки и ультразвуковые излучатели. Когда меняется высота топливного столба, меняет положение элемент. Или меняется время, за которое проходит сигнал. Блок электроники обрабатывает сведения и передает показания уровня топлива.

Есть 3 типа измерительного оборудования:

• поплавковый или потенциометрический тип, который устанавливают на заводах — самый доступный по цене и простой, но погрешность составляет до 30%;

• емкостный тип предназначен для работы с современными системами мониторинга — он высокоточный с погрешностью до 2%;

• ультразвуковой ДУТ монтируют не в самом баке, а снаружи — он тоже высокоточный, но чувствительный, если в горючем есть примеси.

Последний из перечисленных типов трудно эксплуатировать на практике. Ультразвуковые элементы отличаются сложностью монтажа, при котором приходится учитывать много факторов. Поэтому их чаще применяют для авто, работающих на газе. В этом случае никаких других вариантов измерения быть не может.

Оптимальным является емкостной тип — у него высокая точность и более простая установка. Его выбирают владельцы транспортных средств, которые хотят учитывать расход топлива и исключать вероятность его хищения недобросовестными сотрудниками.

Принцип работы основных типов приборов

Поплавковый ДУТ устанавливает производитель авто. Здесь поплавок соединяют с переменным резистором. Его еще называют потенциометром. Если меняется уровень топлива, поплавок реагирует сменой положения. Вслед за этим меняется сопротивление потенциометра. Это отражается на выходящем напряжении из устройства. Оно передает информацию на панель приборов через CAN-шину, если это современная модель авто. В других машинах будет аналоговый сигнал в виде напряжения по отдельному проводу.

Емкостной датчик уровня топлива включает два элемента. Один из них находится в другом, но они не соприкасаются между собой. Эти трубки крепятся к плате устройства вверху. На них подают электрический ток. А горючее является диэлектриком.

Во время погружения свободное пространство между обкладками заполняется или освобождается, когда горючего становится меньше. Поэтому в зависимости от уровня топлива в трубках система делает вывод о его содержании в самой емкости. Далее она определяет время заряда, которое меняется на основании электрической емкости. Например, при увеличении уровня бензина конденсатор заряжается быстрее. Плата подсчитывает время зарядки и вычисляет высоту топливного столба. Информация поступает в терминал на основании способа передачи сведений в виде напряжения у аналоговых устройств или в оцифрованном виде, если они цифровые. Далее информация переходит в трекер системы мониторинга вместе с местоположением транспорта.

Ультразвуковой датчик уровня топлива — излучатель, который соединен с трекером системы мониторинга с помощью провода. Устройство закрепляют с внешней стороны на дне емкости. Оно генерирует импульсы с ультразвуковой частотой. Сигналы проводятся через дно из металла и топливную массу, отражаются от сред и опять улавливаются излучателем. По разнице времени отправки и получения обратного сигнала система определяет высоту столба топлива. Этот ДУТ тоже передает информацию вместе с местоположением системе мониторинга.

Способы передачи данных

По способу передачи информации ДУТ делятся на две основные категории — аналоговые и цифровые устройства. В первом случае параметры передают в виде переменной — тока, напряжения или емкости. Такие приборы стоят дешевле и совместимы с простыми трекерами. Но их погрешность составляет до 4%.

Цифровые модели преобразуют параметры в цифровое значение благодаря наличию микросхемы. Это значительно упрощает обработку. Их стоимость выше, но зато измерения получаются более точным — с погрешностью около 1–2%.

Есть еще одна разновидность — частотные устройства. Их используют редко. Информацию передают посредством частоты импульсов. Чем она выше, тем больше горючего в баке. По точности и стоимости приборы являются промежуточным вариантом между аналоговыми и цифровыми видами.

Если машина уже оснащена трекером, тогда при выборе ДУТ учитывают его интерфейс. При поддержке и аналогового, и цифрового интерфейса, выбирают более точный цифровой вариант. Если трекера еще нет, тогда рекомендуют сразу ставить прибор с цифровой передачей.

Точность измерений и факторы, влияющие на работу ДУТ

Самая большая погрешность в показаниях — у поплавковых измерителей. Значительно ниже она у ультразвуковых моделей, но на точность влияет много факторов. Если на дне присутствует осадок, то оборудование будет показывать неправильное количество топлива. Также погрешность возникает при наличии вмятин, бугорков или неровностей на самом топливном резервуаре.

Поэтому емкостные ДУТ получили наибольшее распространение. Их врезают прямо в резервуар, что обеспечивает максимальную точность показаний. Но на них тоже оказывают влияние внешние факторы:

• неисправность проводки;

• скопление загрязнений между трубками при использовании некачественного топлива;

• протечки в месте монтажа;

• электрические и механические воздействия на устройство.

Для преобразования показателей приборов из условных единиц в литры нужен процесс тарировки. Она может быть полной или упрощенной. 

ДУТ связывают с системой калибровки. Ее устанавливают на мобильный телефон или компьютер. После проведения испытаний и замеров делают тарировочную таблицу по каждому значению объема. При упрощенной процедуре берут показатели минимума и максимума и строят примерную таблицу.

Выбор и установка ДУТ

При выборе измерительного устройства в первую очередь ориентируются на форму и габариты топливного резервуара. При наличии трекера учитывают тип выходного сигнала. Если нужны максимально точные результаты, тогда выбирают самые современные модели.

Иногда на одну машину устанавливают несколько ДУТ, если емкость имеет необычную конструкцию или их несколько.

Проще всего подключить поплавковый прибор. Далее по сложности монтажа следует ультразвуковой датчик уровня топлива — его закрепляют клеем ко дну бака и соединяют с терминалом. Больше всего внимания при установке требуют емкостные ДУТ. Для них высверливают отверстие. Далее монтируют и закрепляют прибор, прокладывают проводку и присоединяют к терминалу.

Применение в системах мониторинга

Информация о показаниях топлива преобразуется в терминале и передается в систему мониторинга. Она хранится на сервере, поэтому оператор анализирует историю за нужный промежуток времени.

На основании сведений можно:

• узнать текущие значения по количеству топлива для каждой машины;

• отслеживать изменения с учетом пробега и времени;

• проводить расчеты средних показателей расхода;

• получать сведения о времени, месте и объеме заправки авто;

• создавать статистику;

• планировать будущие расходы компании.

Использование измерительных устройств вместе с системами мониторинга помогает увеличить эффективность работы предприятия на 10–15%.