Улучшаем точность измерений: установка двух датчиков уровня топлива в один топливный бак

Как правило, для повышения точности при работе ТС в сложных условиях рельефа или в условиях длительных плавных ускорений (например на ЖД транспорте) используется 2 и более датчика уровня топлива. Еще такая установка требуется для контроля всего объема бака, при сложной геометрии. Установка 2 датчиков может понадобиться в следующих  случаях:

 

• Плоский бак (низкий широкий), геометрический центр которого недоступен.
• Длинный бак. Часто встречается на железнодорожной технике.
• Бак «Ступенька»
• Бак «Лестница»
• Наклонный бак 

Установка DUT-E в плоский бак

Рисунок 1 Идеальное место установки – геометрический центр бака

 

Пример тарировки DUT-E:

 

Участок	Порция, л	Уровень, мм	Объем, л
А	0	0	0
	20	10	20
	30	30	50
	30	70	110

 

При невозможности установки в геометрический центр (рис. 1), установка производится по диагонали (рис 2, 3). При этом, длины датчиков DUT-Е₁ и DUT-Е₂ должны быть равны. Тарировочная таблица в каждом датчике формируется одинаково. Значение объема каждой тарировочной точки Vi записывается как половина мерной порции V_мi.  V_1i= V_2i=½V_мi

 

Рисунок 2. Длинный бак. Установка датчиков DUT-E по диагонали, если центр недоступен

 

Пример тарировки DUT-E₁ и DUT-E₂:

 

Учаcток	Порция, л	Уровень, мм	Объем, л	Уровень, мм	Объем, л
		DUT-E1		DUT-E2
A		0	0	0	0
	20	10	10	10	10
	30	30	25	30	25
	30	50	40	50	40
	30	70	55	70	55
	30	90	70	90	70

Установка DUT-E в длинный бак:

 

Рисунок 3. Длинный бак. Установка датчиков DUT-E по краям, на Длинном баке (характерно для ЖД)

 

Пример тарировки DUT—E₁ и DUT—E₂:

 

Учаcток	Порция, л	Уровень, мм	Объем, л	Уровень, мм	Объем, л
		DUT-E1		DUT-E2
A		0	0	0	0
	20	10	10	10	10
	30	30	25	30	25
	30	50	40	50	40
	30	70	55	70	55
	30	90	70	90	70

 

Далее DUT-E₁ и DUT-E₂: необходимо настроить на режим простого суммирования на сервере:

DUT-E CAN подключается к Терминалу на один цифровой порт, но так, как датчики имеют разные адреса на шине, передача данных на сервер идет от каждого датчика отдельно. Эти данные уже оцифрованы в литрах. Далее значения суммируем для получения полного объема топлива в баке.

Преимущество диагональной установки основано на том, что в пределах бака топливо будет перемещаться от одного датчика к другому, но суммарное значение будет оставаться неизменным. Это повысит точность и корректность измерения объема топлива в таком баке V=V1+V22.

Установка DUT-E в бак «Ступенька»

На таком баке (рис. 4) можно было бы использовать и один DUT-E₁, но если в работе ТС присутствуют длительные отклонения от горизонтального положения, и при этом геометрический центр бака недостижим из-за сложной формы, применение второго датчика может существенно повысить эффективность системы. Поэтому рекомендуем использовать два DUT-E.

Рисунок 4. Установка датчиков DUT-E на сложном баке Ступенька

 

Для рис. 4 характерно, что при уровне топлива на участке А будут работать оба датчика DUT1 и DUT2. Но когда уровень топлива при тарировке повысится и достигнет участка В, показания DUT2 будут неизменны, а DUT1 будет продолжать повышаться.

Тарировочные таблицы для этого случая будут следующие.

Участок А: V1i=V2i=½Vмi
Участок В: V1i=Vмi

Пример тарировки DUT—E₁ и DUT—E₂:

Учаток	Порция, л	Уровень, мм	Объем, л	Уровень, мм	Объем, л
		DUT-E1		DUT-E2
A		0	0	0	0
	20	10	10	10	10
	30	30	25	30	25
B	30	50	55
	30	70	85
	30	90	115

Установка DUT-E в бак «Лестница»

Рисунок 5 Установка датчиков DUT-E на сложном баке Лестница

 

Видно, что при уровне топлива на участке А будет «работать» только датчик DUT₂. Далее на участке B будут работать оба датчика DUT₁ и DUT₂. Но когда уровень топлива при тарировке повысится и достигнет участка С, показания DUT₂ будут неизменны, а DUT₁ будет продолжать повышаться.

Тарировочные таблицы для этого случая будут следующие.

Участок А: V2i=Vмi
Участок В: V1i=V2i=½Vмi
Участок С: V1i=Vмi

Пример тарировки DUT-E₁ и DUT-E₂:

Участок	Порция, л	Уровень, мм	Объем, л	Уровень, мм	Объем, л
		DUT-E1		DUT-E2
A				0	0
	20			10	20
	30	0	0	30	50
B	30	20	15	50	65
	30	40	30	70	80
	30	60	45	90	95
C	30	80	75
	30	100	105

Для получения полного объема топлива на сервере необходимо настроить режим простого суммирования V=V1+V

Установка DUT-E в наклонный бак

 

 

Рисунок 6 Установка датчиков DUT-E на наклонном баке

 

Установка в этом случае аналогична «Лестнице» (рис 5). Участки A, B и С тарируются аналогично.

Пример тарировки DUT-E₁ и DUT-E₂:

Участок	Порция, л	Уровень, мм	Объем, л	Уровень, мм	Объем, л
		DUT-E1		DUT-E2
A				0	0
	300			20	300
	300	0	0	40	600
B	300	10	150	50	750
	300	20	300	60	900
	300	30	450	70	1050
C	300	80	1050
	300	100	1350

 

Каким образом на практике понять: где начинаются и заканчиваются границы Участков? Очевидно, что придется во время тарировки таких сложных баков следить за показаниями обеих DUT одновременно. Например, для Рис. 6, в начале тарировки бака вносить показания в таблицу датчика DUT₂, при этом сигналом к переходу на Участок B будет минимальное изменение уровня топлива в датчике DUT₁. И далее сигналом к переходу на Участок С будет прекращение изменения показаний датчика DUT₂.

 

Установка трех и более датчиков DUT-E

Рассуждая примерно так же можно представить себе и баки более сложной формы, когда может понадобиться установка 3 и даже 4 датчиков уровня топлива. В этих случаях стоит только виртуально разбить объем на такие же Участки. Затем, в зависимости от того, сколько датчиков (1, 2, 3 или 4) «работает» на каждом из этих участков, формировать тарировочные таблицы для каждого датчика с коэффициентами 1, 1/2, 1/3 либо 1/4 соответственно.