1

Тема: Датчик уровня топлива ДУТ-М2М

Аналоговый датчик уровня топлива, недорогой и крайне эффективный.
Напряжение питания      

Диапазон допустимого напряжения:    17 - 31V
Потребляемый ток:     15 - 20 mA
      
Выход (сигнальный кабель)      
Tип сигнала:     аналоговый
Диапазон выходного напряжения:     1,7 - 7 V
      
Размеры   
Диаметр отверстия в баке под датчик    38 mm
Стандартная высота датчика:    300-2000 mm
      
Условия эксплуатации
Температура окружающей среды:    -35...+55 C°

2

Re: Датчик уровня топлива ДУТ-М2М

Немного информации по датчику из серии "я пиарюсь". Но информации основанной на практике. Если есть замечания и вопросы, ответим.
http://shot.photo.qip.ru/1008nNq.jpg
Датчик надёжен: алюминиевая голова, такая же трубка в три раза толще предлагаемых на рынке. Соединение трубки и головы сварено и датчик, таким, образом, защищен от трещин.
http://shot.photo.qip.ru/3008nNv.jpg
Заглушка из фторопласта сглаживает колебания топлива, защищает от загрязнения и разъедается агрессивными средами крайне мало.

http://shot.photo.qip.ru/1008nNr.jpg
        Особое внимание следует уделить, конечно же, точности датчика. Практика показывает, что погрешность самого датчика по отношению к неточности, связанной с внешними факторами минимальна. К таким факторам можно отнести форму бака (в горизонтальном баке колебания топлива выше, чем в вертикальном), количество топлива, температура, угол наклона автомобиля, тип и состояние рессор. То есть всё, что влияет на уровень и перемещение топлива в баке по отношению к трубке датчика. Все интеграторы знакомы с этими проблемами. Потому здесь нужно учитывать, на какой транспорт устанавливается датчик и в каких условиях объект будет эксплуатироваться. Понятно, что учёт сливов и заправок грузового Мерседеса, совершающего рейсы в Европу вызовет меньше нареканий, чем аналогичный учёт по КаМАЗу на стройке.
        Потому мы сконцентрировались на точном съеме информации об уровне топлива и стабильной передаче сигнала на абонентский терминал. Данные поступают в сыром виде, поскольку так легче отследить особенности поведения датчика удалённо. Иными словами, мы против настройки датчика на месте, дополнения его калибровочными приборами. Всего того, что может вызвать проблемы при сервисном обслуживании.

3

Re: Датчик уровня топлива ДУТ-М2М

Здесь сырые данные по мерседесу дальнобойщику (условия для получения данных оптимальные)
  и по КаМАЗу, который работает на стройке (встряска, наклоны и другие проблемы). Ни в том, ни в другом случае нет ошибочных сливов или заправок. Данные сырые, т.е. их ещё возможно фильтровать в самом терминале или же непосредственно в ПО.
http://shot.photo.qip.ru/small/1008nNE.jpg
http://shot.photo.qip.ru/small/3008nND.jpg

4

Re: Датчик уровня топлива ДУТ-М2М

Есть вопрос к интеграторам: можете "насыпать" все больные места по эксплуатации датчиков топлива, с которыми сталкивались. Только по существу. Скажем "заправки регулярно не совпадают на 15-20 литров" принимаются, а "заявленная производителями погрешность не соответствует действительности" уже просто не серьёзно. Это, скорее, камень в огород продажников и пиарщиков.
  Как вариант, можно здесь обсудить пожелания по ДУТам и возможность их реализации.

5

Re: Датчик уровня топлива ДУТ-М2М

Насколько нужна датчику гальваническая развязка?

Вроде бы всё хорошо: на отечественных автомобилях, где ночью, но иногда и днём, выключают массу можно отслеживать уровень топлива - датчик подключается на прямую к аккумулятору.
  Но насколько это необходимо? На иномарках масса включена всегда в большинстве случаев. Если делать такое на наших грузовиках, то первым делом водители поднимают крик, что датчик топлива полностью разряжает аккумулятор. По опыту скажу, волна протестов поднимается такая, что иногда даже руководство уступает и снимает оборудование. Но это административные проблемы. А что касается технических, то они такие:
с гальванической развязкой очень высока зашумленость сигнального кабеля на аналоговых датчиках.
  Плюс возникает проблема оледенения трубки датчика в зимний период.
Ну, и появляется вероятность искрения. В связи с этим у штатных датчиков плотный контакт с баком.
В случаях же, когда необходимо следить за уровнем топлива круглосуточно, возможно устанавливать дополнительный аккумулятор. Цена вопроса 15 долларов.
Есть доводы, почему отсутствие контакта с баком всё же важнее всех перечисленных моментов?

6

Re: Датчик уровня топлива ДУТ-М2М

Температурная коррекция и коррекция при изменении типа топлива. Кстати ваше устройство имеет температурную коррекцию ? или может быть как то учитывает тип топлива.

7

Re: Датчик уровня топлива ДУТ-М2М

1. Немного теории
   Самые популярные датчики измерения  уровня топлива представляет собой электрический конденсатор, состоящий из двух трубок помещенных друг в друга, устанавливаются резервуар с топливом, уровень которого измеряется. Дизель свободно проникает в пространство между трубками, сигналом изменения уровня топлива в резервуаре является изменение электрической ёмкости датчика.

https://habrastorage.org/files/4b5/d25/f8f/4b5d25f8f0f342f0a379931d76c6ee82.png
  При изменении уровня топлива в резервуаре изменяется относительная диэлектрическая проницаемость пространства между обкладками конденсатора, поскольку диэлектрическая проницаемость топлива и воздуха в общем случае различна. А так как емкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости изолятора, то в результате изменяется и электрическая ёмкость датчика. Датчики в большинстве своем изготавливаются из алюминия или меди, потому что они меньше всего подвержены влиянию агрессивных сред.  Из многих способов измерения значения емкости конденсатора и последующим  преобразованием  его емкости  в пропорциональное изменение постоянного напряжения на выходе, был выбран широтно-импульсный способ, как достаточно простой и надежный, но при этом обеспечивающий необходимый уровень точности измерения. Сразу требуется оговорка, это самый простой в плане финансов и достаточно простой в плане сборки ДУТ метод определения уровня дизельного топлива.

2. Описание работы электрической схемы датчика уровня топлива
https://habrastorage.org/files/295/cd6/85f/295cd685f7f5406dafe4479a617fcee1.jpg
Рис 2. Принципиальная схема датчика уровня топлива (ДУТ)

Для увеличения стабильности и точности показания все элементы схемы используются с минимальным температурным коэффициентом. Резисторы используются  с 1% допуском,  микросхемы выбраны с улучшенными параметрами в отличии от бытовых аналогов, например:   SE555N  вместо  NE555N,  а LM358D  вместо LM258D.
    На микросхеме U1 SE555N и элементах R1, R2 и C1 собран задающий генератор.  Так как от него сильно зависит стабильность показания то в качестве конденсатора С1 используется прецизионный полистирольные конденсатор К71-7 1%, обычно их устанавливали в советские цветные телевизоры в задающие генераторы строчной развертки. Можно заменить чем-то современным, но доступность и цена этих конденсаторов делает их весьма привлекательными, да и родились они еще в далеком году, когда СССР весьма неплохо следил за качеством производимых элементов.
   С выхода 3-й микросхемы U1 прямоугольные импульсы запускают одновибратор, собранный на микросхеме U2 SE555N. В качестве конденсатора одновибратора, используется датчик помещенный в топливо, поэтому его емкость будет зависеть от уровня топлива, а следовательно, ширина импульса на выходе 3 микросхемы U2, будет изменяться также от уровня топлива.
   Для обеспечения линейной зависимости ширины импульса от уровня заполнения датчика топливом, на датчик топлива поступает зарядный ток от стабилизатора тока выполненного на микросхеме U3.2 и транзисторе Q1 BC856BT.  Также путем изменения зарядного тока осуществляется настройка схемы на различные размеры датчиков. Настройка схемы осуществляется путем подбора резисторов R6 и R7, для получения 1.8-1.9 Вольт на выходе схемы, при «сухом» датчике.
   С выхода 3 микросхемы U2 импульсы поступают на интегратор, собранный на элементах R8 и C6.
   Далее интегрированное напряжение сформировавшись на конденсаторе C6 поступает на фильтр низких частот, выполненного на R10 и С10.
   Затем постоянное напряжение поступает на усилитель постоянного тока, выполненного на микросхеме U3.1.
   С выхода 1-й микросхемы U3.2 сигнал, через фильтр, выполненный на элементах R17, С12, С14 и С15 поступает на выход.
   Резистор R16 используется для предотвращения самовозбуждения усилителя при работе на емкостную нагрузку.
   Делитель выполнен на резисторах R9 и R11 обеспечивает необходимое постоянное смещение для работы усилителя постоянного тока в линейном режиме.
   Стабилизатор напряжения для питания электронной схемы, размещён по классической схеме на микросхеме U4 LM317MDT.
В итоге, на выходе, мы получаем аналоговый сигнал пустой бак 1.8В полный 6.0В (тут есть зависимость от высоты ДУТ), который линейный и прямо пропорциональный уровню топлива в баке\цистерне\хранилище. Затем, применив фильтр Калмана, можно убирать скачки топлива, выводить обсчет среднего расхода и пр.


В реальности это будет выглядеть примерно вот так:

https://habrastorage.org/files/737/ed5/87c/737ed587c7b84820a6733b43182a808b.png

График уровня топлива + скорость.

3. Чертеж датчика уровня топлива, материалы
https://habrastorage.org/files/0a0/c8b/f1b/0a0c8bf1b8c44823854a868bb3b8f551.jpg


РИС 3. Чертеж датчика уровня топлива

Уже упоминалось, что используется в основном алюминий, как видно из чертежа, наружная трубка впаивается любым удобным способом в «голову» ДУТ.  При производстве своих датчиков мы используем сварку, т.к. имеем к ней доступ, пусть не самый эстетически красивый вариант, но, надежен и проверен временем. Внутри используется алюминиевый стержень, для фиксации которого нарезается резьба в верней части. Втулки используются из специального фторопласта, который максимально толерантен к дизельному топливу.

4. Итог
На данном решении построены подавляющее большинство датчиков уровня топлива представленных на GPS рынке СНГ и мира. Каждый производитель вносит свои изменения для увеличения точности измерения уровня топлива, такие как акселерометр, температурные датчики, цифровая обработка сигнала и прочее. Представленная мною схема самая простая, готовая к работе, как говорится, в полях без каких либо сложностей. Уважаемый читатель с прямыми руками вполне может сделать любые доработки, которые можно использовать как для своих целей, так и для коммерческих нужд.

8

Re: Датчик уровня топлива ДУТ-М2М

используем ДУТ Калибр. Там наоборот при установке корпус должен быть изолирован от бака. а здесь разницы нет?

9

Re: Датчик уровня топлива ДУТ-М2М

Данный ДУТ работает в контакте с массой автомобиля.

10

Re: Датчик уровня топлива ДУТ-М2М

какая у него сейчас оптовая цена?