|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Ultradźwiękowy licznik oktanów benzyny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa Wiele nowoczesnych samochodów jest wyposażonych w elektroniczny układ zapłonowy z komputerową jednostką sterującą zasilaniem i wtryskiem paliwa. Jednym z parametrów ważnych dla prawidłowej pracy sterownika jest liczba oktanowa benzyny. Jeśli nie spełnia normy, silnik nie będzie mógł pracować w trybie optymalnym, proces sterowania wtryskiem paliwa zostanie zakłócony, aż do awaryjnej utraty mocy. Dlatego obecność prostego i niedrogiego urządzenia dla wszystkich kierowców do kontrolowania liczby oktanowej benzyny wlewanej do zbiornika paliwa jest dziś bardzo ważna. Istnieje wiele różnych metod pomiaru liczby oktanowej benzyny [1], na podstawie których opanowano produkcję oktanomerów. Na przykład szeroko stosowane w Rosji urządzenie ZX101C firmy Zeltex wykorzystuje metodę pomiaru liczby oktanowej opartą na absorpcji promieniowania podczerwonego przez benzynę w zakresie 800...1100 nm. Opatentowana konstrukcja optyczna urządzenia zawiera 14 filtrów światła, co daje 14 odczytów widma absorpcji w określonym zakresie. Następnie na podstawie modelu kalibracyjnego obliczana jest liczba oktanowa. Produkowany jest również analizator laboratoryjny XX-440, przeznaczony do ekspresowej analizy liczby oktanowej benzyny. Jest łatwy w obsłudze i charakteryzuje się wysoką niezawodnością dzięki najbardziej wyrafinowanym nowoczesnym technologiom i opatentowanym rozwiązaniom technicznym zastosowanym przy jego tworzeniu. Po każdym włączeniu urządzenie przeprowadza autotest, aby osiągnąć maksymalną dokładność. Wyniki pomiarów wyświetlane są na wyświetlaczu i mogą być wydrukowane na wbudowanej drukarce podając numer próbki, datę i godzinę wykonania testu. Ale koszt takiego urządzenia mierzony jest w dziesiątkach tysięcy dolarów amerykańskich. Nawet bardzo doświadczonemu radioamatorowi bardzo trudno jest stworzyć podobne oktanomery w domu. Do stworzenia niewielkiego i taniego urządzenia do eksploatacyjnej kontroli jakości paliw można wykorzystać ultradźwiękową metodę wyznaczania liczby oktanowej benzyny [2], która opiera się na pomiarze prędkości rozchodzenia się ultradźwięków w benzynie. Na podstawie tej metody krajowy przemysł produkuje już oktanomery AC-98, SHATOX SX-150, OKTAN-IM itp. Rozważany poniżej licznik oktanowy nie twierdzi, że jest bardzo dokładny w określaniu liczby oktanowej benzyny w porównaniu z deklarowaną dokładnością urządzeń przemysłowych, niemniej jednak umożliwia odróżnienie dobrej benzyny od złej. Jest to ważne dla entuzjasty motoryzacji, ponieważ jakość benzyny na wielu stacjach benzynowych niestety nie spełnia norm. Ponadto taki oktanomer jest łatwy w produkcji, wymaga minimalnej regulacji i wykorzystuje tanią bazę pierwiastków.
Schemat blokowy ultradźwiękowego licznika oktanowego pokazano na ryc. 1. Na wyjściu generatora pojedynczego impulsu powstaje impuls (1), który nadajnik przekazuje na częstotliwość rezonansową emitera ultradźwięków (2). Dla najczęściej produkowanych obecnie emiterów ultradźwiękowych jest to częstotliwość 40, 200 lub 400 kHz [3]. Impuls jest emitowany do zbiornika paliwa samochodu. Po przeciwnej stronie zbiornika gazu odbiornik ultradźwięków odbiera ten impuls (3), a selektywny detektor przetwarza go na impuls prądu stałego (4), opóźniony względem impulsu (1) o czas rozchodzenia się ultradźwięków w benzynie . Tym razem jest Δt = L/V, gdzie L jest odległością między emiterem a odbiornikiem ultradźwięków; V to prędkość propagacji ultradźwięków w analizowanej benzynie. Wzdłuż czoła emitowanych i odbieranych impulsów tworzy się impuls (5), którego czas trwania jest równy Δt. Mierząc ją i znając odległość między nadajnikiem a odbiornikiem, możesz obliczyć prędkość V i na jej podstawie oszacować liczbę oktanową benzyny. Aby zmierzyć czas trwania, impuls jest wypełniany kolejnymi impulsami zliczającymi o znanym okresie i zliczana jest ich liczba. Następnie ta liczba jest porównywana ze stałymi odniesienia dla różnych marek benzyny i na podstawie wyników porównania, wyświetlanych na wskaźniku LED, wyciąga się wniosek o marce i jakości benzyny. Wartości prędkości propagacji ultradźwięków w różnych temperaturach w benzynie, obecnie stosowanej w silnikach samochodowych iw powietrzu, podano w tabeli. 1. Tabela 1
Ponieważ szybkość rozchodzenia się ultradźwięków w benzynie zależy w dużym stopniu od temperatury, instalacja pomiarowa wyposażona jest w termostat, po wbudowaniu czujnika temperatury i grzałki w zbiornik benzyny. Poprawia to znacznie dokładność pomiaru, szczególnie zimą. Schemat ideowy oktanomeru działającego zgodnie z opisaną zasadą przedstawiono na rys. 2. Nadajnik i selektywny detektor sygnału ultradźwiękowego są oparte na układzie dekodera tonów LM567 (DA2). Ten mikroukład jest detektorem synchronicznym, którego oscylator odniesienia jest pokryty pętlą PLL. Generator można dostroić do dowolnej częstotliwości F od 100 Hz do 500 kHz poprzez dobranie odpowiednich parametrów elementów C6, R9 i R10: F = 1/(1,1·C6·(R9+R10)). Ponieważ w urządzeniu zastosowano przetworniki ultradźwiękowe MA40S4R (VM1) i MA40S4S (BA1) o częstotliwości rezonansowej 40 kHz [3], częstotliwość generatora powinna być taka sama. Zastosowanie tego samego generatora do generowania impulsu emitowanego i wykrywania odbieranego zapewnia stabilne dostrojenie odbiornika do sygnału nadajnika.
Oscylator kwarcowy na elemencie logicznym DD8.4 generuje impulsy zliczające o częstotliwości 1 MHz, które za pomocą elementu DD8.3 wypełniają impuls różnicy między emitowanym i odbieranym sygnałem, który powstaje na wyjściu pierwiastek dD8. 1. Zatem liczba impulsów, które przeszły przez element DD8.3, jest równa czasowi przejścia odcinka mierzonego ultradźwiękami w benzynie, wyrażonemu w mikrosekundach. Do benzyny różnych gatunków w temperaturze 20 st оPrzy długości mierzonego odcinka 1 m liczba ta (N) jest wskazana w tabeli. 2. Tabela 2
Impulsy są zliczane przez licznik DD1. Ponieważ używanych jest tylko siedem jego cyfr, które mogą zawierać liczbę nieprzekraczającą 127, przepełniają się one wielokrotnie podczas procesu zliczania, a po zakończeniu zawierają resztę z dzielenia liczby zliczonych impulsów przez 128 (N mod 128). Reszty te są również wymienione w tabeli. 2. Ponieważ różnica między maksymalną a minimalną możliwą wartością resztek liczby impulsów nie przekracza 127, nie ma dwuznaczności w zliczaniu przy analizie stanu zaledwie siedmiu cyfr licznika. Liczba z wyjść licznika jest podawana na jedno z wejść komparatora cyfrowego w mikroukładach DD3 i DD5. Na drugim wejściu komparatora za pomocą przełącznika SA1 naprzemiennie podawane są liczby odpowiadające wzorcowemu czasowi opóźnienia dla czterech gatunków benzyny. Liczby te są ustawiane na wejściach elementów buforowych DD2, DD4, DD6 i DD9 w odwrotnym kodzie binarnym, ponieważ elementy te są odwracalne. Ponieważ wyjścia tych elementów mają trzy stany, można je połączyć we wspólną magistralę, co odbywa się w liczniku oktanowym. Przy innej długości mierzonego odcinka (długości zbiornika gazu) przykładowe liczby N zmieniają się proporcjonalnie, następnie brane są reszty z ich dzielenia przez 128. Rozpoczynając pomiar liczby oktanowej benzyny należy ustawić przełącznik SA1 w pozycji „AI-80”. Następnie wyzeruj licznik naciskając przycisk SB1 i naciskając przycisk SB2 wykonaj pomiar. Jeśli liczba oktanowa benzyny jest mniejsza niż wartość odniesienia dla benzyny tej marki, zaświeci się czerwona dioda LED HL3. Jeśli jest równa wartości zadanej, zaświeci się żółta dioda HL2. Jeśli więcej, zaświeci się zielona dioda HL1. W tym drugim przypadku przełącznik SA1 należy kolejno przesuwać w pozycje odpowiadające wysokim liczbom oktanowym, cały czas obserwując diody LED. Założenie urządzenia sprowadza się do ustawienia częstotliwości na 40 kHz na pinie 5 układu DA3 za pomocą rezystora trymującego R9. W przypadku zastosowania przetworników ultradźwiękowych o wyższej częstotliwości 100 lub 200 kHz należy odpowiednio zwiększyć częstotliwość generatora. Należy jednak pamiętać, że wraz ze wzrostem częstotliwości ultradźwięków wzrasta jego tłumienie w benzynie. Dlatego wymiary zbiornika, w którym wykonywane są pomiary, będą musiały zostać zmniejszone, a to zwiększy błąd przyrządu. Cyfrowe mikroukłady zastosowane w oktanomerze można zastąpić ich importowanymi analogami z serii 4000 i 74HC. Zamiast regulatora napięcia LT3013EFE zadziała dowolny regulator liniowy z regulowanym lub stałym napięciem wyjściowym 5 V i maksymalnym prądem obciążenia co najmniej 100 mA. Ponieważ moc rozpraszana na stabilizatorze wynosi około 0,7 W, musi on być wyposażony w radiator. Obwód termostatu pokazano na ryc. 3. Zbudowany jest na dedykowanym termostacie IC LM56BIM (DA1), który posiada wbudowany czujnik temperatury oraz źródło napięcia odniesienia 1,25 V (pin 1). Temperatury włączania i wyłączania grzałki ustawia się wartościami napięć na wejściach odpowiednio UTL (pin 3) i UTH (pin 2), które powinny być równe [4]: UTL = 0,0062 TL + 0,395 UTH = 0,0062 TH +0,395, gdzie tL oraz TH - ustawione wartości temperatury odpowiednio włączenia i wyłączenia grzałki, °C.
Napięcia te są uzyskiwane z napięcia odniesienia Uref (pin 1) za pomocą rezystancyjnego dzielnika napięcia R1-R3. Biorąc pod uwagę wartość RΣ\u1d R2 + R3 + RXNUMX, rezystancje tych rezystorów można obliczyć za pomocą wzorów: R2=UTLRΣ / 1,25 R1 = (UTHRΣ / 1,25) - R2 R3=RΣ - R1 - R2 Wartości znamionowe rezystorów R1-R3 podane na schemacie zapewniają temperaturę włączenia grzałki około 18 оC, a temperatura jego wyłączenia wynosi około 26 оC. Jeśli temperatura benzyny jest mniejsza niż 18 оC, następnie zapala się dioda HL2 i włącza się grzałka EK1. Jeśli temperatura przekracza 26 st оC, grzałka wyłącza się, ale dioda HL1 świeci. Dlatego, gdy świeci się którakolwiek z diod, nie warto mierzyć liczby oktanowej benzyny. Aby poprawnie zmierzyć temperaturę benzyny, pakiet chipów LM56BIM musi mieć dobry kontakt termiczny ze zbiornikiem gazu. Do podgrzania zbiornika gazu zastosowano samoprzylepne folie grzewcze [5]. literatura
Autor: A. Kornev
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Innowacyjny lidar Velodyne VLS-128 ▪ Telefon surfuje po internecie ▪ Przyjazne dla środowiska działo samobieżne Centauro-II ▪ Platforma samochodowa w sieci
▪ część serwisu Car. Wybór artykułu ▪ artykuł Wigwam dla kurczaków. Wskazówki dla mistrza domu ▪ Artykuł Czy wodorosty są zdrowe? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Cięcie metalu nożyczkami. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Układ wzmacniacza TDA1011, 6,5 watów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Top w technologii. eksperyment fizyczny
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony