Методика измерения остатка топлива в баке

Определение объема топлива

Чтобы получить отчет по объему заправок и возможных сливов топлива, необходимо данные датчика уровня из условных единиц высоты столба жидкости или значения в мм, перевести в значения объема в литрах.

Датчик уровня топлива (емкостной) при установке обрезается под высоту бака и имеет некоторое начальное смещение выходного значения. Из-за особенностей формы для разных баков высота столба жидкости будет по-разному соответствовать объему. Для точного вычисления объема топлива в процессе тарировки бака вычисляется таблица перевода уровня из условных единиц датчика в литры.

Колебания уровня при движении

При движении объекта топливо в баке также находтся в постоянном движении и колебания его уровня измеряются датчиком. Простое математическое сглаживание колебаний топлива вносит недопустимые искажения в данные. Например, слив 20л топлива непосредственно перед заправкой в большинстве систем будет «сглажен» и пройдет незамеченным.

На рисунке приведен типичный график уровня топлива при выполнении операций загрузки щебня погрузчиком фирмы CASE. Как видно на графике, колебания уровня составляют 50-80л, скорость движения по данным GPS-приемника на некоторых участках не превышает 3км/ч. Погрузчик движется медленнее скорости пешехода, часто под уклон, с креном корпуса до 45°.

К сожалению, информация состояния замка зажигания не может быть использована в качестве сигнала о работе техники и её движении, т.к. слив топлива при включенном зажигании вполне возможен и должен быть зафиксирован.

Данная проблема является основным источником погрешностей во всех системах с измерением уровня, независимо от типа датчиков, и не может быть проигнорирована производителем.

Связанные баки

Когда на транспортном средстве имеется несколько баков, измерительная система должна позволять суммировать показания и сообщать об уровне в каждом резервуаре отдельно. В случае связанных баков тарировка системы несколько усложняется и это надо учитывать.

Измерение топлива на базе «Дрозд», IS12

Оборудование «Дрозд» в комплексе с программой «Связист» позволяет автоматизировать процесс тарировки бака, исключив залив топлива мерными емкостями и возникновение дополнительных источников погрешностей. Измерение объема залитого топлива осуществляется поверенным датчиком расхода с погрешностью не хуже 0,2%, дополнительно компенсированной на температуру и плотность используемого топлива.

Модуль IS12 автономно выполняет пересчет уровня топлива в его объем в литрах. Если на транспортном средстве установлено несколько баков, каждый адаптер IS12 тарируется отдельно по данным однократного заполнения топливом всей системы. Модуль «Дрозд» запоминает количество баков и фиксирует как суммарное значение объема топлива в литрах, так и раздельно по каждому баку. Кроме того, согласно основному принципу постановки эксперимента, фиксируется значение первичного параметра в единицах датчика для последующего анализа достоверности данных.

Алгоритмами цифровой фильтрации в оборудовании «Дрозд» обеспечивается устранение случайных выбросов и аппаратных ошибок датчика «Стрела-Ч», сжатие повторяющихся данных и более детальная запись событий заправки/слива, а также контроль событий саботажа.

Для устранения ложных реакций на колебание топлива во время движения, оборудование «Дрозд» добавляет к информации IS12 параметры движения объекта по 3D-датчику движения и приемнику GPS (ПО «Дрозд» V4.5 и старше). Как видно на графике, объект довольно активно движется при нулевой скорости согласно GPS-приемника и использовать значения уровня топлива для определения событий заправок в эти моменты нежелательно.

Точная тарировка бака и сложная система фильтрации событий в комплексе позволяют добиться снижения погрешностей вычисления остатка топлива до единиц литров на баках объемом 300-400л. При работе системы на автомобилях и карьерной технике система дает данные событий по топливу с вероятностью 99%.

Основная задача системы контроля топлива состоит в том, чтобы в автоматическом режиме обнаруживать подозрительные события и обратить внимание диспетчеров на эти события. В любом случае, системы измерения уровня топлива остаются индикаторами объема остатка топлива в баке, хотя и довольно точными.

Данные разработки проводились на протяжении последних полутора лет, что дает возможность правильно оценивать работу измерительной системы, а не вводить «потолочные» коэффициенты к грубо измеренным величинам, списывая потом все ошибки на водителей.