Расходомер своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

============ Коротко ======================
Изготавливаю на заказ точные и недорогие расходомеры топлива (для любого двигателя) или лодочные бортовые компьютеры.
Желающие иметь новинку к предстоящему сезону - обращайтесь в личку, буду рад вам помочь!

======= Подробно =======================
Характеристики расходомера:
А - карбюраторный вариант (с датчиком потока) работает при потоке от 3л/ч (примерно) до 40 л/ч.
Точность измерений - до 1%.

Данный комплект с имеет след.функции:
- Мгнов.расход (с десятичными или сотыми), л/ч
- Общий расход за сезон (обнуляемый + предустанавливаемый), л
- Расход за тек.поездку (обнуляемый), л
- Максимальный расход за поездку, л/ч
- Средний расход (л/ч) за поездку
- Направление отклонения мгновенного расхода от среднего значения (за последние несколько секунд)
- Часы (12H/24H)
- Время в пути (когда датчик считает бензин)
- Точная подстройка измерителя с шагом до 0,5%
- Аварийное предупреждение о минимальном остатке топлива в баке (работает без датчика уровня топлива в баке)
- Температура окружающего воздуха
- Подсветка экрана
- Независимое питание от 1.5В батарейки надёжно сохранит накопленные данные до 1 года.

======== Б- инжекторный вариант ======
(с адаптером, подключаемым к форсунке инж.двигателя)
Функции - те же. Показывает поток при любом расходе, даже на холостых оборотах. Ошибки вычислений устраняются с помощью поправочного коэффициента, вводимого пользователем.

1) Расходомер (обе версии) (от 4200р).
В комплекте датчик топлива (или адаптер для инжектора) + 5,0-5,5 м кабеля,
+коробочка вычислителя (кладётся под переднюю панель или ящичек)
+ внешний дисплей (модифицированный велокомп) с кабелем 0,5-1м
Гарантия 1 год, Возможно обновление прошивки через USB-порт

Спасибо, буду рад помочь!

Вложения

Тугарин

капитан 1-го ранга

Интересный прибор.
Купил бы расходометр, но дороговато для меня. Возможно позже.
А девайс конечно интересный!

Бешенный

капитан 1-го ранга

танкист

капитан 1-го ранга

Старший помощник Лом

капитан 1-го ранга

Имею вопрос, прошу не пинать за неграмотность:
"адаптор на форсунку". А у меня если 3 цилиндра, то 3 форсунки.
Можно фото как монтируется на моторе инжекторном и схему подключения к эл-ву?
Заинтересован в покупке. И вопрос по оплате открытый.

Boat Computer

ст. матрос

Спасибо всем за добрые слова!

Отвечаю на первые вопросы.
Старший помощник Лом пишет:
". "адаптор на форсунку". А у меня если 3 цилиндра, то 3 форсунки. "
Т.к. форсунки и их производительность (в теории) все одинаковые, то адаптер подключается только к одной. Адаптер преобразует импульсные сигналы от ECU (мозга мотора) в сигналы понятные нашему компьютеру (или расходомеру).

". Можно фото как монтируется на моторе инжекторном. "
Пока нет реальных фото, т.к.
0) продукция новая
1) свой мотор карбюраторный.
2) тесты проводятся на собственной машине Хонда ЦРВ, где я нашел нужный провод и (в параллель) подключился к нему.
3) встречная просьба к Вам, владельцы инжекторных двигателей:
-а) известно ли напряжение питания и пропускная способность ваших форсунок?
-б) нужны электрические схемы на Ваши инжекторные двигатели (пжлст, посмотрите ваши "Инструкции владельца" на последней странице. Буду очень признателен за качественные сканкопии или ссылки в сети где это лежит.
-в) между мотором и расходомером необходимо установить адаптер-сигналов (я думаю, с половину спичечного коробка) для их полной электрической развязки. Мне очень желательно иметь фото (под колпаком мотора), там где много-много проводов и разъём ECU ("мозг" двигателя). Из множества моторов, мне надо выработать универсальную конструкцию, способ её крепления и длину необходимых соединительных проводов. Не обязательно снимать свой мотор. Можно скачать из сети и прислать почтой.

". схему подключения к эл-ву. "
Примерную схему приложил.

". Заинтересован в покупке. "
Хорошо. Пишите нам письмо-заявку (в свободной форме) на почту (адрес выкладывал выше). Мы вам пришлём опросный лист.

". И вопрос по оплате открытый. " - не понял вопроса.

Вложения

Boat Computer

ст. матрос

Продолжается приём заявок на изготовление и поставку лодочных бортовых компьютеров.
"Лёгкая" версия компьютера (фото сверху) с выводом на Андроид-устройство одновременно выводит на экран след.показания:
Скорость судна
- Обороты двигателя
- СКИВ (скоростной коэфф.использования винта)
- Мгновенный расход топлива (л/ч)
- Экономичность движения (км/л, л/км, л/100км и пр.)
- 3 счётчика израсходованного топлива:
а) общий ( за сезон),
б) по баку (прямой и обратный отсчёт с 2 уровнями сигнализации уровня)
в) текущей поездки
- Запас хода (км или часах)
- Температура воздуха (или воды)* (опция)
- Уровень топлива в баке* (опция)
- Угол наклона двигателя* (опция)
- 3-4 счётчика моточасов (с предустановкой любого значения)
- а) общего времени работы
- б) за сезон
- в) время, оставшееся/прошедшее до(с) нужного значения (например, тех.обслуживания)
- Напряжение батареи (с коррекцией значения и аварийной сигнализацией низкого заряда)
- Голосовое оповещение всех критических параметров (текстом пользователя)
- 2 вида графиков движения в реальном времени
-Запись всех параметров движения на карту памяти.

Примерно такие графики могут быть получены владельцами наших компов (с Андроидом). Важно(!) - данные получены от автомобиля. На лодке всё будет выглядеть гораздо ровнее и проще, т.к. на ней не возможно ехать в горку, накатом и с разным коэф.трансмиссии

Приём заявок в свободной форме (на почту).
Спасибо за внимание к нашей теме!

Вложения

BorisL

матрос

Всем доброго дня ! Прибор интересует, возможно, созрею для покупки ; Boat Computer, на какую почту писать, или я что - то пропустил ?

Boat Computer

ст. матрос

горняк

ст. лейтенант

Тугарин

капитан 1-го ранга

горняк

ст. лейтенант

Коротко,изначально были предложены не дорогие,так скажем, бюджетные варианты расходометров и по срокам изготовления как бы устраивало.В итоге обернулось все обещаниями. вот и пришлось покупать в другом месте о чем впрочем ни сколько не жалею Расходометр установлен на мотор Сузуку 4 т инжекторную DF30AS

Вложения

Тугарин

капитан 1-го ранга

горняк

ст. лейтенант

Вложения

Тугарин

капитан 1-го ранга

Спасибо, буду рад помочь!

Небольшое устройство, которое избавит от необходимости каждый раз за показаниями водомера лезть в сантехнический шкаф или водопроводный колодец.

Цифровой счетчик расхода жидкости. Немного в интернете можно найти вариантов такой схемы, тем более с доступными файлами для самостоятельной сборки, Предлагаю вашему вниманию, несложную схему на распространенном МК ATmega8 , к схеме имеется два вида прошивок под индикаторы; 16х2 и 16х4. , а также проект работы схемы в протеусе.
Схема данного счетчик расхода жидкости

Коэффициенты под датчик расхода жидкости, можно настраивать прямо из пользовательского меню, под любой датчик с любым (с количеством импульсов от 1 и до 9999……), а также задается и корректируется из пользовательского меню, количество импульсов на литр.

Характеристики схемы:
• Отображение текущего расхода в литрах, (отображение на ЖКИ, для 16х2 от 0.1 литр, для 16х4 от 0.001 литров)
• расход общий, (отображение на ЖКИ, для 16х2 от 0.1 литр, для 16х4 от 0.001 литров)
• расход суточный (20 персональных счетчиков, выбор № из меню),
• отображение время активности каждого счетчика (общего и для персональных).
• Возможность настроить сигнал о превышении расхода жидкости.
• пользовательское меню, позволяет выставить все коэффициенты ( расхода и учета литров) непосредственно с клавиатуры прибора.
• Все данные сохраняются в память контроллера.

Здесь привожу описание работы меню и вывода показаний для дисплея 16х2

под дисплей 16х4 это описание работы также полностью подходит, только вывод информации на экран 16х4 происходит более полный без сокращений.

Описание меню.
1) Выбор № персонального суточного счетчика литров с учетом времени периода активности ячейки
2) Просмотр персонального суточного счетчика литров ( та, которая выводится в первой строке, при нажатии кнопок вправо enter обнуляется.)
3) Сброс общего (тотального) литров, (на суточные счетчики не влияет)
4) Сброс текущего счета литров, (в EEPROM не сохраняется)
5) НАСТРОЙКИ
5.1) Частота кварца настройка коррекции тактов кварцевого резонатора ATmega8 на 1 секунду (влияет только на расчет потребления литров)
5.2) Количество импульсов датчика литров (по умолчанию 30 имп.)
5.3) Импульс на литр, это количество импульсов со счетчика на 1 литр ( по умолчанию 1200 имп.)
5.4) Тактов в секунду - внутренняя переменная внутренних часов на выводе PB1 она выдаёт коротенький импульс 0.5Гц , если часы спешат - число надо увеличивать, если отстаёт - число надо уменьшать.
5.4) максимальный расход,- настройка порога макс. Протока жидкости (по схеме зуммер) .
5.5) Вост. умолчания - восстановить настройки умолчания.
5.6) Сохранить настройки - пока вы не нажали этот пункт - всё действует только до выключения.

Вихревыми называются расходомеры, основанные на зависимости от расхода частоты колебаний давления, возникающих в потоке в процессе вихреобразования или колебания струи либо после препятствия определенной формы, установленного в трубопроводе, либо специального закручивания потока.

Свое название вихревые расходомеры получили от явления срыва вихрей, возникающих при обтекании потоком жидкости или газа препятствия, обычно в виде усеченной трапецеидальной призмы:СИ - счетное устройство.

Позади тела обтекания располагается чувствительный элемент, воспринимающий вихревые колебания.

К достоинствам вихревых расходомеров следует отнести: отсутствие подвижных частей, независимость показаний от давления и температуры, большой диапазон измерений, частотный измерительный сигнал на выходе, возможность получения универсальной градуировки, сравнительно небольшая стоимость и т. д.

К недостаткам вихревых расходомеров относятся значительные потери давления (до 30-50 кПа), ограничения возможностей их применения: они не пригодны при малых скоростях потока среды, для измерения расхода загрязненных и агрессивных сред. Вихревые расходомеры уязвимы к попыткам фальсификации их показаний (например, конечными потребителями газа).

Ультразвуковыми расходомерами называют расходомеры, принцип работы которых основан в прохождении ультразвуковой волны через поток жидкости или газа. Ультразвуковые расходомеры работают в диапазоне частот от 20кГц до 1000 МГц.

Диапазон частот от 20кГц до 1000 МГц.

Для прохождения волны и её интерпретации необходимы приемник и передатчик, которые обладают пьезоэлектрическим эффектом. Таким эффектом обладают следующие материалы кварц, турмалин, тартрата калия, сульфата лития, титанат бария, цирконат титаната свинца. Помещая пьезоэлектрический кристалл в электрическое поле упругая деформация вызывает уменьшение или увеличение его длины в соответствии с величиной и направлением полярности поля.

Прикладывая напряжение, размеры пьезокерамических элементов изменяются. При механических воздействиях пьезокерамический элемент генерирует электрический ток.
Поэтому пьезокерамические элементы используются в качестве излучателей и приемников сигнала, т.е. как приемопередатчики.

1. Конструкция ультразвуковых расходомеров

Преобразователь ультразвукового расходомера состоит из отрезка трубы, на котором установлены пьезоэлемента.
Диаметр пьезоэлемента находится в пределах 5-20 милиметров, а его толщина выбирается в зависимости от частоты. В частотных и время-импульсных расходомерах для повешения точности измерений используют частоты 5-20 Мгц.. Обычно в жидкостях применяются частоты ( 50 кГц - 2 МГц. В газовых средах необходимо уменьшать частоты до сотен и десятков Кгц, это вызвано сложностью создания в газах интенсивных акустических колебаний, особенно высокой частоты.

Преобразователи сферического излучения

Данные конструкции применяются в трубах малого диаметра. В качестве преобразователей используются кольцевые пьезопреобразователи, которые создают сферическое излучение. В схеме А , каждый из двух пьезоэлементов по очереди излучает и принимает акустические колебани

Преобразователи с отражателями

Преобразователи с отражателями. Одна из лучших схем для защиты пьезопрезобрателей от условий агрессивной среды и механических примесей в жидкости. В данном случае волна подается от передатчиков-излучателей и, отражаясь от стенок отражателя, попадает на приемник Конструкция 2 А применяется в расходомерах фирмы Kamstrup диаметром до 40 мм.

Схемы с угловым вводом направленных акустических колебаний.

На рисунках А,В,С показаны однолучевые конструкции расходомеров. На рисунке А,D, E трубопровод снабжается особыми впадинами - карманами, в глубине которых находятся пьезоэлементы. Данные конструкции применяются для чистых и неагрессивных сред, так как возможно засорение данных полостей. Также вследствие свободных полостей возможно появление вихрей, влияющих на показание расходомера. Конструкция В лишена данных недостатков, за счет заполнения данных полостей металлом или органическим стеклом. В конструкции С , пьезоэлементы находятся снаружи трубопровода. Они передают акустические колебания через металлические стенки трубы и измеряемому веществу. Чувствительность сигнала гораздо хуже, из-за паразитных сигналов и помех, вызванных прохождением колебаний по стенке трубы. Для увеличения точности используется схемы с двумя, черемя, восьми парами преобразователей-излучателей рисунок D, E .

2. Принцип действия ультразвуковых расходомеров

2.1. Принципы определения расхода основанные на зависимости от времени

Метод основан на факте, что ультразвуковому сигналу, направленному против движения потока, для прохождения расстояния от излучателя до приемника требуется больше времени, чем сигналу, направленному по ходу движения потока.

Анимация для объяснения принципа определения расхода, основанного на зависимости от времени.
Понимая, что определить время с помощью секундомеров невозможно для данного метода, так как временная разность находится в пределах нано или пикосекунд были реализованы следующие принципы интерпретации сигнала:
- Фазные
- Частотные
- Время импульсные

2.1.1. Фазный принцип определения расхода

Фазовыми называют ультразвуковые расходомеры, основанные на зависимости фазовых сдвигов уз - колебаний, появляющихся на приемных пьезоэлементах. Данный принцип, также основан на разности времен прохождения этими колебаниями одного и того же расстояния по потоку движущейся жидкости или газа и против него. Частота и амплитуда импульсов совпадают в данных расходомерах. Но иногда в конструкциях применяются близкие частоты 6 МГц и 6.01 МГц. В фазовых расходомерах частота выбирается так, чтобы при максимальном расходе получить наибольшую разность фаз, которая может быть измерена фазометром

Сравнивания два сигнала, одинаковых по частоте и амплитуде получаем график, как на рисунке ниже. Из данного графика можно определить фазовый сдвиг одного сигнала относительно другого (Т), после чего определить время и соответственно поток.

2.1.2 Частотный принцип определения расхода

Суть их работы в следующем: синтезатор частоты подбирает такое значение частоты ультразвукового сигнала, чтобы по направлению потока укладывалось целое число волн ультразвуковых колебаний. Затем направление излучения реверсируется, и подбирается значение частоты, которое обеспечивает целое число волн против потока. Величина расхода в этом случае пропорциональна разности частот сигналов по потоку и против него. Частотные расходомеры в сравнении с импульсными и фазовыми более устойчивы к загрязнению измеряемой среды, так как прекращают измерение только тогда, когда достигнут результат, а не когда закончилось время импульса.

2.1.3 Время - импульсный принцип определения расхода

Для определения времени прохождения импульса по потоку, генератор подает импульс на пьезоэлемент П1, который посылает в жидкость затухающие колебания. В момент передачи звуковых колебаний включается зарядное устройство, которое начинает вырабатывать напряжение. В момент прихода сигнала на пьезоэлемент П2 зарядное устрйтсво отключается. Максимальное значение напряжение пропорционально времени прохождения ультразвуковой волны по потоку жидкости. Таким же образом за время прохода ультразвукового импульса против потока от П2 к П1 вырабатывается напряжение, пропорциональное времени. Разность напряжений измеряется устройством.

2.2 Ультразвуковые расходомеры с колебаниями, перпендикулярными движению.

Данные расходомеры отличаются от ранее рассмотренных тем, что в них не используются акустические колебания, направленные по потоку и против него. В данных расходомерах звуковые колебания направлены перпендикулярно потоку. При этом происходит измерение степени отклонения луча, зависящего от скорости и химического состава измеряемого вещества, направленного перпендикулярно потоку. При этом лишь один пьезоэлемент (И) излучает акустические колебания. Регистрируются эти колебания одним или двумя пьезоэлементами (П1, П2).

При скорости = 0 здесь выходной сигнал равен нулю, благодаря равенству акустической энергии, поступающей на пьезоэлементы П1 и П2, включенных навстречу друг другу. При движении жидкости правый приемный пьезоэлемент (П2) по сравнению с левым (П2) получает большее излучение . Рассматриваемые расходомеры просты по устройству. В данном методе точность измерения расхода ограничена малой чувствительностью самого метода.

2.3. Ультразвуковые расходомеры, основанные на эффекте Доплера

Метод Допплера использует эффект изменения частоты звука, отражающегося от движущихся частиц. Датчик расходомера излучает сигнал, направленный в поток жидкости. Этот сигнал отражается присутствующими в жидкости твёрдыми частицами или газовыми пузырьками. Частота отраженного сигнала отличается от исходной из-за движения жидкости (эффект Доплера). Контроллер расходомера измеряет сдвиг частоты и определяет значение скорости жидкости, которое используется для расчета расхода.

Отраженный от движущихся частиц УЗ сигнал, с помощью быстрого преобразования Фурье – БПФ (Fast Fourier Transform – FFT) трансформируется из временной области в частотную.

Поскольку спектр отраженного сигнала достаточно широк, то находится усредненная частота. Далее вычисляется разница частоты исходного сигнала (сигнала передатчика) и полученной усредненной частоты отраженных сигналов. Эта разница частот в дальнейшем используется для определения скорости движения потока и, затем, для вычисления расхода.
По сравнению с другими ультразвуковыми расходомерами допплеровские имеют наименьшую точность ввиду того, что выходной сигнал представляет целый спектр частот, возникающих вследствие сдвига исходной частоты не одной частицей — отражателем, а рядом частиц, имеющих различные скорости. Поэтому относительная погрешность измерения расхода обычно не менее 2-3 %.
Допплеровские ультразвуковые расходомеры находят все более широкое распространение. Они применяются главным образом для измерения расхода различных гидросмесей, в том числе пульп, суспензий и эмульсий, содержащих частицы, отличающиеся по плотности от окружающего вещества. Но и естественных неоднородностей (в том числе газовых пузырей), имеющихся в различных жидкостях, бывает достаточно для проявления эффекта Допплера. При их отсутствии рекомендуется вдувать в поток воздух или газ через трубку с отверстиями 0,25-0,5 мм на расстоянии перед преобразователем расхода. Расход вдуваемого газа составляет 0,005 0,1 % от расхода измеряемого вещества.

3. Применение

Ультразвуковой расходомер жидкости находит применение во многих отраслях промышленности, а также в научных исследованиях:
- Нефтедобыча и переработка
-Тепло и электрогенерация
-Водоочистка
-Коммунальное хозяйство
-Противопожарные системы
-Измерение скорости потоков подземных вод
Экономичность и простота монтажа способствуют росту популярности ультразвуковых расходомеров. Они постепенно вытесняют механические счетчики за счет более высокой точности измерений и простоты обслуживания.
Расходомеры с накладными датчиками используются для экспресс анализа потока без остановки технологического процесса.
В настоящее время начинает прослеживаться тенденция к переходу от механических индивидуальных теплосчетчиков к ультразвуковым.

4. Преимущества и недостатки ультразвуковых расходомеров

Преимущества:
+ высочайшая точность
+ отсутствие вращающихся частей
+ широкий диапазон рабочих температур
+ Низкие потери давления
+ возможность измерения как жидких, так и газообразных продуктов
+ наличие врезных и накладных моделей
+ стабильность показаний
+ высокая надежность
+ Низкое потребление электричества, в результате чего производятся модели питаемые от батареек, повышенной емкости.
Недостатки:
- Высокие требования к однородности среды (чувствительность к наличию пузырьков воздуха в воде)
- Зависимость измерения от температуры воды
- подверженность электромагнитным помехам
- Грамотная настройка расходомера для конкретной цели
Решение проблемы :
Для устранения Зависимость измерения от температуры воды в тело расходомера погружается термосопротивление, после обработки сигналов микропроцессором происходит коррекция потока по температуре. Для снижения зависимости от однородности среды используется поправка по методу Доплера. Для защиты от электромагнитных помех достаточно сделать выравнивание потенциалов между трубопроводами и расходомером. Данные принципы используется в расходомерах компании KAMSTRUP серии ULTRAFLOW® 54 (H), что делает данные расходомеры лидерами среди всех типов расходомеров для измерения тепла и холода.

5. Какого производителя выбрать

Из выше изложенного становится понятно, что ультразвуковые расходомеры достаточно сложное изделие, требующее высокоточных расчетов и грамотного производственного процесса. Основная сложность изготовления данных расходомеров - это правильная интерпретация сигнала и точное расстояние между пьезоэлементами.
Наша компания не рекомендует сомнительные ультразвуковые расходомеры Китайского производства. При выборе лучше остановиться на зарубежных расходомерах фирм:
kamstup (только для жидкостей)
krone (газ и жидкость)
panametrics(газ и жидкость)
endress+hauser
siemens
или на отечественных расходомерах научно-произведственных предприятий.

Мы очень долго писали данный материал, будем рады если Вы поставите лайк

Читайте также: