Датчики уровня топлива являются популярным средством контроля расхода топлива в системах мониторинга транспорта. Важным этапом установки датчиков уровня топлива являются процедуры калибровки/тарировки топливного бака. Естестевенно, что каждый пользователь желает, чтобы установка системы контроля топлива происходила как можно быстрее. Надеемся, что эта статья поможет сэкономить Вам немного времени, либо предотвратить некачественную установку.
Первый вопрос – чем вообще отличаются калибровка датчика уровня топлива от тарировки бака?
Все существующие датчики измеряют уровень топлива (высоту), но не его объем. Чтобы пересчитать высоту топлива в объем надо знать форму бака. Процедура тарировки бака – это определение зависимости объема топлива в баке от высоты, по своей сути это определение геометрической формы бака. Поэтому не стоит искать другие модели датчиков уровня топлива в попытке избежать этой процедуры, так как она относится к топливному баку, а не к датчику. Тарировка обычно представляет собой заправку бака мерными порциями от пустого до полного состояния и является относительно трудоемкой процедурой.
Калибровка датчика – это обучение датчика его новой длине после обрезки. Для чего она нужна?
Возьмем, для примера популярные датчики уровня топлива с интерфейсом RS232/RS485. Они поставляются откалиброванными на заводскую длину, при этом выходной сигнал датчика изменяется от “0” для пустого бака для 1023 (или 4095) для полного. После обрезки такого датчика его рабочий диапазон смещается вниз, и если максимум выходного сигнала в 3700 единиц не вызывает никаких проблем, то нижняя граница ниже нуля сместиться не может (протокол передачи данных не предусматривает отрицательные значения). В результате, образуется зона нечувствительности датчика в его нижней части, пропорциональная длине отрезанной части датчика. Та же ситуация с датчиками уровня топлива с аналоговым выходом – диапазон выходного сигнал датчика смещается с заводского значения “вниз”, и выходной сигнал датчика на пустом баке может снизиться до нуля и ниже, что тоже приведет к появлению “мертвой” зоны.
Поэтому после обрезки датчик “обучается” его новой длине путем погружения на 0 и 100% уровня топлива.
На практике сначала делается калибровка датчика после обрезки (наращивания) электродов, а затем тарировка бака.
Теперь давайте подумаем как можно эти процедуры упростить.
Можно заметить, что если тарировка бака включает в себя заполнение его от пустого до полного, то обе точки калибровки датчика (полный и пустой) повторяются. Калибровку датчика делать не требуется, если программа настройки датчика при его тарировке одновременно и калибрует датчик. Например, мы тарируем бак с помощью конфигуратора Eurosens Dominator и он использует верхнюю и нижнюю точки тарировки бака для калибровки датчика (рис. 1).
Таким образом, мы исключаем калибровку датчика уровня после обрезки/удлинения (5 минут).
Теперь перейдем к тарировке. Можно ли ее не делать?
Если Вас устроит высота топлива в миллиметрах или % от высоты бака – тарировку бака можно не делать.Что вряд ли. Вопрос в том – как ее делать.
- Как влияет форма бака на тарировку.
Для баков, у которых ширина сечения постоянна по высоте достаточно двух точек – полный и пустой. Примеры таких форм : идеально прямоугольный бак (параллелепипед без закруглений) или вертикальный цилиндр (не горизонтальный!).
Результаты тарировки бака можно построить на графике (выходной сигнал датчика – объем топлива в баке). Для баков, приведенных на рис. 2 график будет представлять собой идеальную прямую
Однако, такие баки невозможно найти на практике. Реальные баки имеют закругления, вмятины, могут висеть под углом (рис. 4)
Все это сказывается на том, что реальный график тарировки не является прямой линией, а выглядит так (см рис. 5).

Рис. 5. Графики тарировочной таблицы для прямоугольных баков с закруглениями и баков неправильной формы
По графику видно, что в той части бака, где стенки являются вертикальными а не выгнутыми – точки тарировочной кривой все же попадают на одну прямую, в местах закруглений бака график изгибается. Таким образом, можно сказать, что для тарировки прямоугольных баков с закруглениями можно применять разный шаг залива порций – заливать меньшими порциями в районе закруглений и бОльшими в середине бака, где стенки вертикальны. Это сэкономит Вам время при сохранении точности тарировки.
Отсюда ответ на вопрос – а что будет если внести тарировку бака только по 2м точкам – полный и пустой? Погрешность вырастет в зависимости от величины закруглений, причем погрешность будет выше когда топливо находится внутри зоны с закруглениями.
А вот для баков сложной формы (рис. 6) требуется тарировка с постоянным шагом, так как там нет прямых участков графика, как видно из рис. 5. Тоже самое касается и формы бака типа “горизонтальный цилиндр”.
Обратите внимание, что построение графиков тарировочных таблиц позволяет контролировать правильность тарировки. На графике хорошо видны дефекты тарировки еще до того, как от заказчика поступит жалоба на неточную работу системы контроля расхода топлива. На графике тарировки совершенно исключаются вертикальные или горизонтальные участки, их наличие – это ошибка (рис. 6).
Для проверки себя и подрядчиков мы сделали несложную программку, которая сравнивает файлы тарировок между собой их построением в Excel.
2. Нет совсем никакой возможности провести тарировку заправкой порциями. Что делать?
Такое бывает, особенно, при установке на большие емкости хранения ГСМ. Залить десятки кубометров топлива порциями – очень сложная процедура. В этом случае есть несколько вариантов решения.
2.1 Рассчитать таблицу тарировки на основе размеров емкости. Для емкостей типа цистерны можно использовать наш online-калькулятор, который сформирует Вам готовый файл настроек для датчика уровня Eurosens Dominator. Этот же калькулятор работает и для бака типа горизонтальный цилиндр, достаточно ввести параметр E=0.
При этом способе не учитываются существующие дефекты формы и элементы емкости (емкости, лестницы), которые могут влиять на объем и тарировку.
2.2 Построить тарировку на основе трехмерной модели. Используется, когда точность требуется повыше чем в предыдущем методе, но тарировать емкость топливом нельзя. Тогда нами строиться трехмерная модель емкости на базе присланных Вами размеров и наклона емкости к горизонтали. По модели рассчитывается тарировка бака.
3. У меня есть 10 одинаковых автомобилей. Можно ли провести тарировку бака только один раз, а потом скопировать ее везде?
Это вполне возможно. Но надо кое-что проверить. Индивидуальностью обладают как и внешне одинаковые с виду топливные баки так и датчики, каждый из которых немного отличается своими измерительными электродами (не говоря уже о том, что их можно по разному обрезать).
Советуем выборочно проверить “одинаковость” баков заправив несколько штук до полного и измерив таким образом их общий объем.
После этого придется провести калибровку полный-пустой для всех используемых датчиков, точно обрезанных одинаковым образом, чтобы выходной сигнал датчика при тарировке не зависел от индивидуальности его электрода.
Далее провести тарировку одного бака и использовать ее для остальных баков равного объема и формы.
4. Если датчики разнятся между собой – как быть при замене датчика?
Индивидуальность датчиков, в основном, заключается в его электродах. Если мы заменяем модульный датчик Eurosens Dominator, то можно использовать электроды от заменяемого датчика. В этом случае достаточно проверить внутреннее значение детектора датчика после сборки со старыми электродами – если оно совпадает в “пустом” состоянии со значением в таблице тарировки от старого датчика, то нет никаких препятствий использовать старую тарировку.
Мы в соцсетях
Facebook
LinkedIn
Youtube