RU2439505C1 - Device to monitor fuel consumption - Google Patents

Abstract

FIELD: instrument making. ^ SUBSTANCE: device to monitor fuel consumption includes a reservoir with a cover filled to the specified level and installed on the floor of a railway vehicle. On the reservoir's cover or on its side wall there is a sensor of fuel monitoring with a measurement unit, a temperature sensor and a sensor of reservoir turn angle. The sensor of reservoir turn angle is made as an electronic level, which determines the angular position of the reservoir relative to the horizon in two directions: a longitudinal one, along the track axis - angle , and in a transverse one - angle f with appropriate deviations along height h and hf. Results of measurements by the fuel monitoring sensor with account of its location coordinates l and m, angles and f, and workspace dimensions L and M of the reservoir serve as initial data for a microprocessor measurement system to determine the current level and volume, and also fuel consumption in the reservoir of the railway vehicle. ^ EFFECT: increased accuracy and stability of fuel level and volume measurement in the reservoir and flow consumption by internal combustion engines of the railway transport. ^ 5 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня и плотности жидкости в замкнутых объемах, в частности топлива для двигателей внутреннего сгорания железнодорожного транспорта.The invention relates to the field of instrumentation and can be used to measure the level and density of liquids in confined spaces, in particular fuel for internal combustion engines of railway transport.

Известно устройство для измерения уровня и плотности жидкости, содержащее перфорированную трубу, внутри которой размещен поплавок, измерительный блок и датчик температуры. Система перемещения поплавка выполнена в виде шагового реверсивного электродвигателя, барабана с тросом, соединенного с поплавком, и направляющего ролика, смонтированного на тензопреобразователе. Измерительный блок выполнен в виде управляющего микроконтроллера, первый вход которого связан с выходом тензопреобразователя, второй вход - с выходом датчика температуры, а выход - со входом реверсивного шагового электродвигателя. (RU, патент на изобретение №2270982, кл. G01F 23/30, G01N 9/10, опубл. 2005 г.)A device for measuring the level and density of a liquid is known, containing a perforated pipe, inside which a float, a measuring unit and a temperature sensor are placed. The float movement system is made in the form of a stepping reversible electric motor, a drum with a cable connected to the float, and a guide roller mounted on a strain gauge. The measuring unit is made in the form of a control microcontroller, the first input of which is connected to the output of the strain transducer, the second input is connected to the output of the temperature sensor, and the output is connected to the input of the reversing stepper motor. (RU, patent for invention No. 2270982, class G01F 23/30, G01N 9/10, publ. 2005)

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- неточность измерения уровня топлива в процессе движения железнодорожного транспорта при отклонениях положения пути;- inaccuracy of measuring the fuel level during the movement of railway transport with deviations of the position of the track;

- возможные отклонения объема заправляемого топлива при измерении известным устройством от показаний приборов заправки.- possible deviations in the volume of refueling fuel when measured by a known device from the readings of refueling devices.

Известно устройство для контроля расхода топлива, указанное в способе определения количества жидкости в емкости (резервуаре) и устройстве для его осуществления, принятое за прототип, заключающееся в измерении уровня плотности и температуры жидкости в емкости (резервуаре), с последующим определением по калибровочной таблице и формуле массы и объема жидкости, уровень и плотность жидкости определяют посредством измерения датчиками сил, действующих на тела, первое из которых имеет переменную степень погружения в зависимости от количества жидкости в емкости (резервуаре), а второе полностью погружено в жидкость с последующим расчетом по формулам, при этом поправку к уровню на уклон емкости (резервуара) определяют путем измерения угла ее наклона датчиком угла поворота; устройство, включающее уровнемер, плотномер и датчик температуры, содержит датчик угла поворота, установленный на верхней крышке емкости (резервуара), электрически соединенный через измерительный преобразователь с системной шиной, а уровнемер и плотномер выполнены в виде двух датчиков силы, жестко закрепленных на верхней крышке емкости (резервуара), к которым подвешены соответственно полностью погруженное в жидкость тело и тело, имеющее переменную степень погружения, в зависимости от количества жидкости в емкости, оба датчика электрически связаны с измерительным преобразователем, соединенным с системной шиной, к которой подключены три датчика температуры, установленных на разной высоте от днища емкости (резервуара), при этом системная шина соединена с микропроцессором, который через соединительную линию связан с ЭВМ. (RU, патент на изобретение №2163356, кл. G01D F 23/00, опубл. 2001 г.)A device for controlling fuel consumption, indicated in the method for determining the amount of liquid in a tank (tank) and a device for its implementation, adopted as a prototype, which consists in measuring the level of density and temperature of a liquid in a tank (tank), followed by determination by the calibration table and the formula the mass and volume of the liquid, the level and density of the liquid is determined by measuring the sensors acting on the body, the first of which has a variable degree of immersion depending on the liquid in the tank (tank), and the second is completely immersed in the liquid, followed by the calculation according to the formulas, while the correction to the level of the slope of the tank (tank) is determined by measuring the angle of its inclination by the rotation angle sensor; the device, including a level gauge, densitometer and temperature sensor, contains a rotation angle sensor mounted on the top cover of the tank (tank), electrically connected through a measuring transducer to the system bus, and the level gauge and densitometer are made in the form of two force sensors rigidly mounted on the top cover of the tank (reservoir), to which respectively a body completely immersed in a liquid and a body having a variable degree of immersion, depending on the amount of liquid in the tank, are suspended, both sensors are electric cally connected with the measuring transducer connected to a system bus to which are connected three temperature sensors mounted at different heights from the bottom of the vessel (tank), the system bus coupled to the microprocessor, which is connected via a connecting line with a computer. (RU, patent for the invention No. 2163356, class G01D F 23/00, publ. 2001)

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- недостаточная точность и стабильность измерения уровня и объема топлива, связанная с применением датчика угла поворота, установленного на крышке резервуара для измерения угла поворота в одном направлении (угол ± h с применением преобразователя в виде диска или штока), не обеспечивающего определение углового положения резервуара относительно горизонта и, соответственно, уровня топлива относительно резервуара в двух направлениях: продольном, вдоль оси пути и в поперечном направлении;- insufficient accuracy and stability of measuring the level and volume of fuel associated with the use of the angle sensor installed on the lid of the tank to measure the angle of rotation in one direction (angle ± h using a transducer in the form of a disk or rod), which does not determine the angular position of the tank relative to the horizon and, accordingly, the fuel level relative to the tank in two directions: longitudinal, along the axis of the path and in the transverse direction;

- отсутствует учет координат расположения уровнемера относительно стенок резервуара, что в случаях расположения уровнемера не по центру резервуара или при сложной конфигурации резервуара затрудняет процесс определения объема топлива.- there is no account of the coordinates of the location of the level gauge relative to the walls of the tank, which in cases where the level gauge is not centered on the tank or with a complex configuration of the tank makes it difficult to determine the amount of fuel.

Техническим результатом изобретения является повышение точности и стабильности измерения уровня и объема топлива в резервуаре и расхода топлива двигателями внутреннего сгорания железнодорожного транспорта, а также облегчение процесса определения объема топлива при сложной конфигурации резервуара.The technical result of the invention is to improve the accuracy and stability of measuring the level and volume of fuel in the tank and fuel consumption by internal combustion engines of railway vehicles, as well as facilitating the process of determining the volume of fuel with a complex configuration of the tank.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для контроля расхода топлива, включающем резервуар с крышкой, заполненный до заданного уровня и установленный на полу железнодорожного транспортного средства, на крышке резервуара или на его боковой стенке установлен датчик контроля топлива с измерительным блоком, датчик температуры и датчик угла поворота резервуара; датчик угла поворота выполнен в виде электронного уровня, определяющего угловое положение резервуара относительно горизонта в двух направлениях: продольном, вдоль оси пути - угол α и в поперечном - угол f с соответствующими отклонениями по высоте hα и hf, результаты измерений датчиком контроля топлива с учетом координат его расположения l и m, углов α и f и габаритов рабочего пространства L и М резервуара служат исходными данными для микропроцессорной системы измерения для определения текущего уровня и объема, а также расхода топлива в резервуаре железнодорожного транспортного средства.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for monitoring fuel consumption, including a tank with a lid, filled to a predetermined level and mounted on the floor of a railway vehicle, a fuel control sensor with a measuring unit, a temperature sensor, and a sensor are installed on the tank lid or on its side wall. tank angle sensor; the rotation angle sensor is made in the form of an electronic level that determines the angular position of the tank relative to the horizon in two directions: longitudinal, along the path axis - angle α and in the transverse - angle f with corresponding deviations in height hα and hf, measurement results by the fuel control sensor taking into account the coordinates its location l and m, angles α and f, and the dimensions of the working space L and M of the tank serve as initial data for a microprocessor measuring system to determine the current level and volume, as well as fuel consumption in reserve Egypt railway vehicle.

На фиг.1 изображен продольный разрез резервуара с топливом в горизонтальном положении, на фиг.2 - поперечный его разрез, на фиг.3 - вид сверху, на фиг.4 - продольный разрез резервуара с уклоном в продольном направлении и на фиг.5 - поперечный разрез резервуара с уклоном в поперечном направлении.Figure 1 shows a longitudinal section of the tank with fuel in a horizontal position, figure 2 is a transverse section of it, figure 3 is a top view, figure 4 is a longitudinal section of the tank with a slope in the longitudinal direction, and figure 5 - cross section of the tank with a slope in the transverse direction.

Устройство для контроля расхода топлива включает резервуар 1 (фиг.1-5) с топливом 2 и крышкой 3, заполненный на высоту Н до заданного уровня 4 и установленный посредством виброизоляционных опор 5 на полу 6 железнодорожного транспортного средства, на крышке 3 или на боковой стенке резервуара 1 установлен датчик 7 контроля топлива 2 с измерительным блоком, датчик температуры 8 и датчик угла поворота резервуара 1, выполненный в виде электронного уровня 9, определяющего угловое положение резервуара 1 относительно горизонта в двух направлениях: продольном, вдоль оси пути - угол α и в поперечном - угол f с соответствующими отклонениями по высоте hα и hf, результаты измерений датчиком контроля топлива с учетом координат его расположения l и m, углов α и f и габаритов рабочего пространства L и М резервуара служат исходными данными для микропроцессорной системы измерения для определения текущего уровня и объема, а также расхода топлива в резервуаре железнодорожного транспортного средства.A device for controlling fuel consumption includes a tank 1 (Figs. 1-5) with fuel 2 and a lid 3, filled to a height N to a predetermined level 4 and installed by means of vibration dampers 5 on the floor 6 of the railway vehicle, on the lid 3 or on the side wall a tank 1 has a fuel control sensor 7 with a measuring unit, a temperature sensor 8 and a rotation angle sensor of the tank 1, made in the form of an electronic level 9 that determines the angular position of the tank 1 relative to the horizon in two directions: longitudinal n, along the axis of the path — the angle α and in the transverse — the angle f with corresponding deviations in height hα and hf, the results of measurements by the fuel control sensor taking into account the coordinates of its location l and m, the angles α and f and the dimensions of the working space L and M of the tank initial data for a microprocessor measuring system to determine the current level and volume, as well as fuel consumption in the tank of a railway vehicle.

Устройство работает в двух направлениях:The device works in two directions:

- первое, при заправке топлива 2 устройство позволяет контролировать объем залитого топлива 2, который будет являться исходной величиной для дальнейшего измерения при работе транспортного средства, что позволяет исключить ошибки измерения при различных наклонах α и f резервуара 1 на пункте заправки;- first, when refueling fuel 2, the device allows you to control the volume of fuel injected 2, which will be the initial value for further measurement during operation of the vehicle, which eliminates measurement errors at different inclinations α and f of the tank 1 at the refueling point;

- второе направление, при движении транспортного средства, при неровностях пути и деформациях виброизолирующих опор с наличием уклонов α и f верхнего уровня 4 топлива 2 устройство позволяет проводить постоянные контроль и определение объема топлива 2 в резервуаре 1, повысить точность и стабильность измерения уровня и объема топлива в резервуаре 1 и расхода топлива 2 двигателями внутреннего сгорания железнодорожного транспорта. Кроме того, установка электронного уровня 9 облегчает определение объема топлива 2 при сложной конфигурации резервуара 1 за счет предварительного его тарирования.- the second direction, when the vehicle is moving, with uneven paths and deformations of vibration-isolating supports with slopes α and f of the top level 4 of fuel 2, the device allows constant monitoring and determination of the volume of fuel 2 in the tank 1, to improve the accuracy and stability of measuring the level and volume of fuel in tank 1 and fuel consumption 2 by internal combustion engines of railway vehicles. In addition, the installation of the electronic level 9 facilitates the determination of the volume of fuel 2 with a complex configuration of the tank 1 due to its preliminary calibration.

Claims (1)

Устройство для контроля расхода топлива, включающее резервуар с крышкой, заполненный до заданного уровня и установленный на полу железнодорожного транспортного средства, на крышке резервуара или на его боковой стенке установлен датчик контроля топлива с измерительным блоком, датчик температуры и датчик угла поворота резервуара, отличающееся тем, что датчик угла поворота резервуара выполнен в виде электронного уровня, определяющего угловое положение резервуара относительно горизонта в двух направлениях: продольном, вдоль оси пути - угол α и в поперечном - угол f с соответствующими отклонениями по высоте hα и hf, результаты измерений датчиком контроля топлива с учетом координат его расположения l и m, углов α и f и габаритов рабочего пространства L и М резервуара служат исходными данными для микропроцессорной системы измерения для определения текущего уровня и объема, а также расхода топлива в резервуаре железнодорожного транспортного средства. A device for monitoring fuel consumption, including a tank with a lid filled to a predetermined level and mounted on the floor of a railway vehicle, a fuel control sensor with a measuring unit, a temperature sensor and a tank angle sensor are installed on the tank lid or on its side wall, characterized in that the tank rotation angle sensor is made in the form of an electronic level that determines the angular position of the tank relative to the horizon in two directions: longitudinal, along the path axis - angle ol α and in the transverse - angle f with corresponding deviations in height hα and hf, the results of measurements by the fuel control sensor taking into account the coordinates of its location l and m, the angles α and f and the dimensions of the working space L and M of the tank serve as initial data for the microprocessor measuring system to determine the current level and volume, as well as fuel consumption in the tank of a railway vehicle.

Images