Архив WinRAR_1 / 3 - Электорооборудование / 75 - уровня жидкостей

75. Опишіть конструкцію та принцип дії приладів для вимірювання рівня рідин.

Автомобильные контрольно-измерительные приборы (КИП) предназначены для контроля параметров, характеризующих работу автомобиля в целом и отдельных его агрегатов. Автомобильные КИП по способу отображения информации, которую они представляют водителю, разделяют на две группы: указывающие и сигнализирующие.

Указывающие приборы имеют индикатор, по показаниям которого определяется значение измеряемой величины. Они позволяют судить о состоянии контролируемого узла или системы автомобиля.

Сигнализирующие приборы реагируют только на одно, как правило, аварийное значение измеряемого параметра и информируют об этом световым или звуковым сигналом. Сигнализатор удобен, так как не требует от водителя постоянного наблюдения. Однако информация от сигнализатора поступает к водителю, когда нормальный режим уже нарушен или близок к нарушению. В настоящее время наблюдается тенденция к увеличению количества сигнализирующих приборов.

Автомобильные приборы делятся на электрические, электронные и механические.

Преимущество электрических и электронных приборов – простота передачи сигнала с места контроля к месту наблюдения.

Электрический КИП состоит из датчика и указателя, соединенных между собой проводами.

Датчик устанавливают на объекте в контрольной среде, указатель - на панели приборов в кабине водителя. В процессе измерения датчик преобразует неэлектрическую величину контролируемого параметра (давление, температуру и др.) в пропорциональную ей электрическую. Шкала указательного прибора градуируется в единицах контролируемого параметра.

По назначению все КИП автомобилей разделяют на следующие приборы: измерения температуры (термометры), давления (манометры), уровня топлива, скорости автомобиля и пройденного пути (спидометры ), частоты вращения (тахометры), а также контроля зарядного режима аккумулятора. Контрольно-измерительные приборы на автомобилях значительно отличаются по своей конструкции от стационарных приборов, так как они работают в условиях вибрации, и при значительных изменениях окружающей температуры.

4.7. Указатели уровня топлива в баке и других жидкостей

Для контроля уровня топлива на автомобилях применяют измерители, позволяющие водителю при­близительно определить расстоя­ние, которое автомобиль может проехать без дополнительной за­правки.

Измеритель уровня топлива состоит из датчика, который устанавливается в топливный бак, и указателя на приборной панели (рис. 4.8). Иногда применяют также сигнализатор минимального резерва.

Датчик имеет корпус, с установленным в нем проволочным реостатом 1, по обмотке которого скользит контакт ползунка. Чувствительным элементом датчика является поплавок 8. При изменении уровня топлива ползунок скользит по обмотке реостата.

Указатель (электромагнитный) имеет две катушки 5 и 3, закрепленные под углом 90⁰ с сердечниками из мягкой стали и магнитопровод 6.

Сила тока в катушке 5, ее магнитный поток изменяются в зависимости от положения ползунка. При работе прибора магнитные потоки обеих катушек действуют встречно, поэтому направление и величина их суммарного потока будут зависеть от силы тока в катушке 5.

При этом магнитное поле воздействует на стальной якорек 7 и стрелку указателя 4, вызывая ее перемещение. Наличие двух электромагнитов в указателе позволяет измерять уровень топлива в банке независимо от изменения напряжения источника энергии.

При отсутствии топлива в баке поплавок датчика находится в нижнем положении, уменьшая сопротивление реостата. Это закорачивает обмотку 1 электромагнита и создаваемый этой обмоткой поток становится равным нулю. Магнитный поток обмотки вызовет поворот якорька 7 и стрелки прибора в левую сторону шкалы к отметке "0".

По мере наполнения бака вводится реостат 1, что увеличивает ток и создаваемый им магнитный поток в обмотке 5 электромагнита. Вследствие этого якорек со стрелкой поворачивается вправо.

На некоторых автомобилях датчики уровня снабжены контактным устройством, с помощью которого включается сигнальная лампа, указывающая, что уровень топлива минимальный (4...6 л).

Поплавковые уровнемеры

В поплавковых уровнемерах имеется плавающий на поверхности жидкости поплавок, в результате чего измеряемый уровень преобразуется в перемещение поплавка. В таких приборах используется легкий поплавок, изготовленный из коррозионно-стойкого материала. Показывающее устройство прибора соединено с поплавком тросом или с помощью рычагов. Поплавковыми уровнемерами можно измерять уровень жидкости в открытых емкостях.

Буйковые уровнемеры

В буйковых уровнемерах применяется неподвижный погруженный в жидкость буек. Принцип действия буйковых уровнемеров основан на том, что на погруженный буек действует со стороны жидкости выталкивающая сила. По закону Архимеда эта сила равна весу жидкости, вытесненной буйком. Количество вытесненной жидкости зависит от глубины погружения буйка, т. е. от уровня в емкости. Таким образом, в буйковых уровнемерах измеряемый уровень преобразуется в пропорциональную ему выталкивающую силу. Поэтому зависимость выталкивающей силы от измеряемого уровня линейная. В буйковых уровнемерах буек передает усилие на рычаг промежуточного преобразователя. Выходной сигнал первого уровнемера — унифицированный пневматический, второго — унифицированный электрический сигнал (постоянный ток).

Принцип действия буйковых уровнемеров позволяет в широких пределах изменять их диапазон измерения. Это достигается как заменой буйка, так и изменением передаточного отношения рычажного механизма промежуточного преобразователя.

Гидростатические уровнемеры

Гидростатический способ измерения уровня основан на том, что в жидкости существует гидростатическое давление, пропорциональное глубине, т. е. расстоянию от поверхности жидкости. Поэтому для измерения уровня гидростатическим способом могут быть использованы приборы для измерения давления или перепада давлений. В качестве таких приборов обычно применяют дифманометры.

При включении дифманометра перепад давлений на нем будет равен гидростатическому давлению жидкости, которое пропорционально измеряемому уровню.

При измерении уровня агрессивных жидкостей дифманометр защищается разделительными сосудами или мембранными разделителями, что позволяет заполнить его камеры и трубки неагрессивной жидкостью.

При измерении уровня суспензий и шламов, осадки которых могут забивать импульсные трубки дифманометров, их непрерывно продувают сжатым воздухом. Импульсные трубки все время заполнены продуваемым воздухом. При небольшом расходе воздуха его давление в минусовой камере оказывается равным давлению над жидкостью в емкости, а в плюсовой — давлению в жидкости. Поэтому перепад давлений в дифманометре будет равен гидростатическому давлению жидкости и, следовательно, пропорционален измеряемому уровню.

Емкостные уровнемеры

Работа таких уровнемеров основана на различии диэлектрической проницаемости жидкостей и воздуха. Простейший первичный преобразователь емкостного прибора представляет собой электрод (металлический стержень или провод), расположенный в вертикальной металлической трубке. Стержень вместе с трубой образуют конденсатор. Емкость такого конденсатора зависит от уровня жидкости, так как при его изменении от нуля до максимума диэлектрическая проницаемость будет изменяться от диэлектрической проницаемости воздуха до диэлектрической проницаемости жидкости.