Учет расхода жидкости (топлива)

[kassirigor]

И еще насчет применения двух датчиков на подаче и обратке - это в 2 раза дороже, так как нужно 2 датчика, значительное уменьшение точности.... нет смысла такое применять. Всетаик проще чтото переделать в топливной системе....

[ALEX__A]

Не нравиться механика есть ультразвук.

Обратите внимание - третья страница данной ветки, а тема почему-то так и осталась не раскрытой.

Ультразвуковая процедура измерения расхода сводится к определению времени прохождения аккустичекой волны, излучение которой происходит под некоторым углом к потоку Q.

Проводят два измерения на одном и томже участке известной длинны l - по направлению потока и против такового. При этом дифференциальное время прохождения УЗ импульса будет пропорционально объемному расходу жидкости.

С уважением, Алексей.

-- Прилагается рисунок: --

[kassirigor]

Ультразвуком тоже перспективно воспользоватся для измерения расхода топлива.
С целью увеличения точности, длинна пути, по которому будет проходить звуковая волна должен быть максимален и при этом не превышать таковой длинны, при которой отставание сигнала составляло менее одного периода УЗ волны.
Потому наверняка будет лучше пустить УЗ волну вдоль потока топлива, еше лучше навстречу потоку - более просто потом обрабатывать сигнал.
Принцип измерения прост: запускаем волну навстречу потоку топлива в датчике при нулевом потоке и замеряем время прохождения сигнала. При появлении потока, УЗ волны, двигаясь навстречу потоку будут задерживатся на время пропорциональное скорости движения жидкости. От данного времени задержки вычитаем константу времени задержки без потока - в итоге полученную разницу времени умножаем на скорость звука в бензине - и готово, получаем скорость движения топлива в трубке! Зная её сечение, можем определить и расход топлива.
Все просто! но наверняка будет много подводных камней при практическом применении. Например отражение волны от стенок трубки, помехи, выбор оптимальной частоты УЗ ну др. Необходимо предусматривать много регулировок в электронике. Кстати можно будет попробовать даже не на УЗ частотах а меньше (порядка 10КГц) чтоб упростить электронные части прибора, повысить точность измерения.
Практическое применение данного метода непростая задача, требует применения немалого количества точной электроники - одним микроконтроллером не обойтись в качестве счетчика.

[NOPROBLEM]

Ультразвуком тоже перспективно воспользоватся для измерения расхода топлива.
С целью увеличения точности, длинна пути, по которому будет проходить звуковая волна должен быть максимален и при этом не превышать таковой длинны, при которой отставание сигнала составляло менее одного периода УЗ волны.

Вообще то ультразвуком можно мерять не расход, а скорость потока. При неоднородности потока по скорости расплывается импульс (меряют время прохода импульса). Впрочем, импульс и так расплывается от инерционности нарастания колебаний в резонансном излучателе/приемнике. Если снижать добротность, увеличивая быстродействие, то падает как чувствительность, так и селективность.
Поскольку измерение импульсное, то ограничение от неоднозначности фаз не ограничивает длину. Реально затухание также не ограничивает длину (несколько метров почти не вносят существенного затухания, особенно в ограниченном канале), ограничение будет только по длине автомобиля , впрочем видимо можно скрутить бензопровод в бухту (не пробовал, но должно работать).
Aleks_A возможно немного ошибся с рисунком. Обычно каналы по потоку и против располагают крест накрест. При этом кроме значения скорости звука в среде (она сильно зависит как от химсостава, так и от температуры)датчик не чувствителен к поперечной составляющей потока.Впрочем так тоже можно, но придется повозиться с развязкой приемного и передающего тракта, как в эхолотах. Зато надо вдвое меньше пъезопластин. Вот они то и представляют основной вклад в трудомкость и цену. Каждая из них (с акустическим оформлением) дороже и сложнее чем весь объемный измеритель. А вот электронная часть на современной базе проблем не доставит.

[NOPROBLEM]

можно будет попробовать даже не на УЗ частотах а меньше (порядка 10КГц) чтоб упростить электронные части прибора, повысить точность измерения.

Для разгона/торможения резонансного излучателя/приемника необходимо около Q (добротность, а она в этих излучателях около тысячи) колебаний. Поэтому частоту повышают сколько можно по затуханиям в среде. В бензине не знаю, но на воде для длин около метра можно несколько мегагерц.
Кстати, эффект Доплера на непрерывном излучении работать не будет! Действительно, приемник не может принять колебаний не больше и не меньше, чем излучатель излучит. Эффект Доплера при переходе из излучателя в среду будет точно компенсироваться при переходе из среды в приемник!

[NOPROBLEM]

И еще - от износа уплотняющих колец, точность не будет особо страдать

Да вообще износа этих колец не будет! Они держат годами 160 атм у экскаватора, который работает в грязи. Все течет, но ни уплотнения, если только нет раковин на штоках! Совсем не течет! Как известно износ зависит от квадрата скорости и как то от силы. Силы трения здесь можно снизить почти до нуля, ведь перепад давлений не более 0,1 атм. Скорости также много меньше чем те, на которые они рассчитаны.
Кстати, можно объемный датчик модифицировать так, что он будет вычитать поток обратки. При этом он получается вдвое сложнее (если его можно назвать сложным), но датчик один и источники погрешности почти ее не увеличивают. Если кому надо, могу набросать схему, а так лениво...

[ALEX__A]

Цитата:

И еще - от износа уплотняющих колец, точность не будет особо страдать

Да вообще износа этих колец не будет! Они держат годами 160 атм у экскаватора, который работает в грязи. Все течет, но ни уплотнения, если только нет раковин на штоках! Совсем не течет! Как известно износ зависит от квадрата скорости и как то от силы. Силы трения здесь можно снизить почти до нуля, ведь перепад давлений не более 0,1 атм. Скорости также много меньше чем те, на которые они рассчитаны.
Кстати, можно объемный датчик модифицировать так, что он будет вычитать поток обратки. При этом он получается вдвое сложнее (если его можно назвать сложным), но датчик один и источники погрешности почти ее не увеличивают. Если кому надо, могу набросать схему, а так лениво...

Cилу трения в этой конструкции снизить можно уменьшив массу поршня, улучшением чистоты обработки поверхности, выбором материала уплотнителя и корпуса, рабочим зазором. Увеличение рабочего зазора, при одном и томже уплотнителе, приведет к уменьшению силы в пятне контакта уплотнителя (а именно она основной источник трения), а следовательно к повышению вероятности утечек. Улучшение чистоты обработки поверхности существенно увеличит стоимость датчика.

Было бы весьма любопытно ознакомится с модификацией Вашего датчика.

Уплотнение в системах работающих под высоким давлением выполняют многоступенчатыми.

С уважением, Алексей.

[NOPROBLEM]

Cилу трения в этой конструкции снизить можно уменьшив массу поршня, улучшением чистоты обработки поверхности, выбором материала уплотнителя и корпуса, рабочим зазором.

Эти системы уплотнения выполнены как тороидальные кольца и стандартизированы, вроде даже международными стандартами. Натяг в зазоре рассчитан на рабочие давления в 160 атм. При этом силы много больше веса поршня, даже если его не стремиться сделать легче. Они не текут абсолютно! Всегда удивлялся, даже высохшие до звона, если их не трогать. Впрочем, после разборки их всегда полагается менять. Думаю, уменьшением натяга можно сильно снизить трение без риска потери герметичности на малых перепадах.
Чистота цилиндра не обсуждается. Она всегда максимальна. Стандарт - хромированая и полированая латунь. А вот к поршню никаких особых требований, немного стараний при проточке канавок под кольца. Поршень до цилиндра никогда не касается.

[rifin]

Приминялись кольцевые уплотнения...На старых отечественных карбюраторах.В ускорительных насосах и еще там какая то система была,толи экономайзер...Непомню точно.Уплотнительное кольцо изнашивается неравномерно.На стенках самого цилиндра задиры и натиры.Да не высокая точность изготовления,все такое...Вы не забывайте что у экскаватора так или иначе используется в гидросистеме масло,которе все равно остается тончайшим слоем на поверхности штока и смазывает таки уплотнения.В бензине такого не будет.Ну и посмотрите на прогрес так сказать.Практически везде в современных карбюраторах используют диафрагмы.
Да и смысл то поршня с уплотнениями?Вам же просто нужно разделить измерительный обьем!!!Никакого там силового момента сопротивления не будет чтобы можно было опасаться прогиба-деформации диафрагмы...Как только переключилиь клапана ,все пошло в обратном порядке.Даже не обязательно доходить так сказать "от упора,до упора".Все будет только от положения концевика зависеть.Там же сама жидкость в качестве поршня выступает,диафрагма никаких своих сопротивлений вносить не будет.А с поршнем то еще и силу трения придется учесть,особенно в крайних положениях поршня,хоть возможно она и минимальна.
Тут все таки не 160 атмосфер как у экскаватора.

[NOPROBLEM]

Приминялись кольцевые уплотнения

Так помоему, карбюраторы сами в новых разработках не применяются. А вот если взять всякую серьезную технику, типа пневматические и гидравлические приборы и приводы, у которых сейчас бум в промышленности разнвитых стран, то там исключительно плунжеры с уплотнительными кольцами. Так что я думаю, что диафрагмы это для бедных, которые ленятся дырку после сверла расточить.

используется в гидросистеме масло,которе все равно остается тончайшим слоем на поверхности штока и смазывает таки уплотнения.В бензине такого не будет

Ошибаетесь! Для резины лучшей смазкой является не масло, а вода. А уж ее то в нашем бензине всегда хватает!

Никакого там силового момента сопротивления не будет чтобы можно было опасаться прогиба-деформации диафрагмы...Как только переключилиь клапана ,все пошло в обратном порядке.Даже не обязательно доходить так сказать "от упора,до упора".Все будет только от положения концевика зависеть.Там же сама жидкость в качестве поршня выступает,диафрагма никаких своих сопротивлений вносить не будет.

Диафрагмы, особенно большие, имеют неприятное свойство гонять волну по своей поверхности. Кто знаком с аккустикой, тот знает, как много сил тратится на то, чтобы дифузор динамика не изгибался. Сейчас их делают из жесткой пластмассы и не коническими, а в виде экспоненциального рупора в основном для жесткости. У нас это не пройдет. Источник погрешности при фиксированном диаметре - точность срабатывания концевика. Если исключить сложные оптические датчики, то следует признать, что лучше десятых долей миллиметра точность не получить. чтобы попасть в допуск 0,1% ход при этом должен составлять десятки миллиметров. Представляете как будет гнуться такая диафрагма от вихрей, которые закрутятся при наполнении полости. А это ошибки в объеме при точном срабатывании датчика.

А с поршнем то еще и силу трения придется учесть,особенно в крайних положениях поршня,хоть возможно она и минимальна

Я уже писал, что для поршня Ф20мм при силе в 300Г падение давления составит 0,1 атм, стоит ли об этом говорить?