מד מספר אוקטן על-קולי לבנזין. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מד אוקטן בנזין אולטראסוני. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

מכוניות מודרניות רבות מצוידות במערכת הצתה אלקטרונית עם יחידת בקרת מחשב לאספקת דלק והזרקה. אחד הפרמטרים החשובים לפעולה הנכונה של יחידת הבקרה הוא מספר האוקטן של בנזין. אם הוא לא עומד בתקן, המנוע לא יוכל לפעול במצב אופטימלי, תהליך בקרת הזרקת הדלק ישתבש, עד לאובדן כוח חירום. לכן, נוכחות של מכשיר פשוט ונגיש לכל הנהגים לניטור מספר האוקטן של בנזין שנשפך למיכל הדלק חשובה מאוד כיום.

קיימות שיטות רבות ושונות למדידת מספר האוקטן של בנזין [1], שעל בסיסן פותח ייצור האוקטנומרים. לדוגמה, מכשיר Zeltex ZX101C, בשימוש נרחב ברוסיה, משתמש בשיטה למדידת מספר אוקטן המבוססת על בליעת קרינת אינפרא אדום על ידי בנזין בטווח של 800...1100 ננומטר. העיצוב האופטי המוגן בפטנט של המכשיר מכיל 14 מסנני אור, וכתוצאה מכך נוצרים 14 קריאות ספקטרום ספיגה בטווח שצוין. לאחר מכן, מספר האוקטן מחושב על סמך מודל הכיול.

מיוצר גם מנתח מעבדה XX-440, המיועד לניתוח מפורש של מספר האוקטן של בנזין. הוא קל לשימוש ואמין ביותר הודות לטכנולוגיות המודרניות המתוחכמות ביותר ולפתרונות טכניים מוגנים בפטנט המשמשים ביצירתו. לאחר כל הפעלה, המכשיר נבדק באופן עצמי כדי להשיג דיוק מרבי. תוצאות המדידה מוצגות על הצג וניתן להדפיס אותן במדפסת המובנית תוך ציון מספר המדגם, תאריך ושעת הבדיקה. אבל העלות של מכשיר כזה נמדדת בעשרות אלפי דולרים. קשה מאוד אפילו לחובב רדיו מנוסה מאוד ליצור אוקטנומטרים דומים בבית.

ליצירת מכשיר קטן וזול לניטור תפעולי של איכות הדלק, ניתן להשתמש בשיטה האולטרסאונד לקביעת מספר האוקטן של הבנזין [2], המתבססת על מדידת מהירות התפשטות האולטרסאונד בבנזין. על בסיס שיטה זו, התעשייה המקומית כבר ייצרה אוקטנומרים AS-98, SHATOX SX-150, OKTAN-IM וכו'.

מד האוקטן הנדון להלן אינו מתיימר להיות מדויק ביותר בקביעת מספר האוקטן של בנזין בהשוואה לדיוק המוצהר של מכשירים תעשייתיים, אך בכל זאת מאפשר להבדיל בין בנזין טוב לרע. זה חשוב לחובבי רכב, שכן איכות הבנזין בתחנות דלק רבות, למרבה הצער, אינה עומדת בתקנים. בנוסף, אוקטנומר כזה קל לייצור, דורש התאמה מינימלית ומשתמש בבסיס אלמנטרי זול.

אורז. 1. דיאגרמת בלוקים של אוקטנומטר קולי (לחץ להגדלה)

דיאגרמת הבלוק של אוקטנומטר קולי מוצג באיור. 1. ביציאה של מחולל הפולסים הבודדים נוצר פולס (1), אותו מעביר המשדר לתדר התהודה של פולט האולטרסאונד (2). עבור פולטי האולטרסאונד הנפוצים ביותר המיוצרים כיום, תדר זה הוא 40, 200 או 400 קילו-הרץ [3]. הדופק נפלט לתוך מיכל הדלק של המכונית. בצד הנגדי של מיכל הגז, מקלט קולי קולי את הדופק הזה (3), וגלאי סלקטיבי הופך אותו לפולס זרם ישר (4), מושהה ביחס לפולס (1) בזמן שהאולטרסאונד מתפשט בבנזין. הזמן הזה שווה

Δt = L/V,

כאשר L הוא המרחק בין פולט האולטרסאונד למקלט; V היא מהירות ההתפשטות של אולטרסאונד בבנזין המנותח. לאורך הקצוות של הפולסים הנפלטים והנקלטים, נוצר פולס (5), שמשך הזמן שלו שווה ל- Δt. על ידי מדידתו והכרת המרחק בין הפולט למקלט, ניתן לחשב את המהירות V ולהעריך באמצעותה את מספר האוקטן של הבנזין. כדי למדוד את משך הזמן, ממלאים את הדופק בפולסי הספירה הבאים עם תקופה ידועה ומספרם נספר. לאחר מכן, המספר הזה מושווה עם קבועי ייחוס עבור מותגי בנזין שונים, ובהתבסס על תוצאות ההשוואה המוצגות על מחוון LED, מסיקים מסקנה לגבי המותג ואיכות הבנזין.

ערכי מהירות ההתפשטות של אולטרסאונד בטמפרטורות שונות בבנזין המשמשים כיום במנועי רכב ובאוויר ניתנים בטבלה. 1.

לוח 1

טמפרטורה, ° С	יום רביעי
טמפרטורה, ° С	AI-80	AI-92	AI-95	AI-98	אוויר
-20	1329	1376	1374	1380	319
-10	1283	1320	1327	1335	325
0	1238	1273	1281	1291	331
10	1 189	1226	1235	1242	337
20	1 141	1179	1188	1196	343
30	1095	1132	1142	1151	349

מכיוון שמהירות ההתפשטות של אולטרסאונד בבנזין תלויה באופן משמעותי בטמפרטורה, מתקן המדידה מצויד בתרמוסטט על ידי שילוב חיישן טמפרטורה ותנור חימום לתוך מיכל הבנזין. זה מגביר משמעותית את דיוק המדידה, במיוחד בחורף.

תרשים סכמטי של אוקטנומר הפועל על פי העיקרון המתואר מוצג באיור. 2. המשדר והגלאי הסלקטיבי של האות האולטראסוני בנויים על בסיס שבב מפענח הטון LM567 (DA2). שבב זה הוא גלאי סינכרוני, שמתנד הייחוס שלו מכוסה בלולאת PLL. ניתן להגדיר את הגנרטור לכל תדר F מ-100 הרץ עד 500 קילו-הרץ על ידי בחירת הפרמטרים המתאימים של האלמנטים C6, R9 ו-R10:

F = 1/(1,1·C6·(R9+R10)).

מכיוון שהמכשיר משתמש במתמרים קוליים MA40S4R (BM1) ו-MA40S4S (BA1) עם תדר תהודה של 40 קילו-הרץ [3], תדר הגנרטור צריך להיות זהה. על ידי שימוש באותו מחולל ליצירת הפולס הנפלט וזיהוי הפולס המתקבל, מובטחת כוונון יציב של המקלט לאות המשדר.

אורז. 2. דיאגרמה סכמטית של אוקטנומטר (לחץ להגדלה)

מתנד קוורץ המבוסס על האלמנט הלוגי DD8.4 מייצר פולסי ספירה בתדר של 1 מגה-הרץ, אשר באמצעות אלמנט DD8.3 ממלא את הדופק של ההפרש בין האותות הנפלטים והנקלטים שנוצרים במוצא אלמנט ה-dD8 . 1. לפיכך, מספר הפולסים העוברים דרך אלמנט DD8.3 שווה למשך מעבר האולטרסאונד של קטע מדידה בבנזין, מבוטא במיקרו-שניות. לבנזין של מותגים שונים בטמפרטורה של 20 ^оעם ואורך הקטע הנמדד הוא 1 מ', מספר זה (N) מצוין בטבלה. 2.

לוח 2

בנזין	N	N mod 128
AI-80	876	108
AI-E2	848	80
AI-95	842	74
AI-98	836	68

הפולסים נספרים על ידי מונה DD1. מכיוון שמשתמשים רק בשבע מספרות שלו, שיכולות להכיל מספר של לא יותר מ-127, במהלך תהליך הספירה הם עולים על גדותיהם פעמים רבות ועם השלמתם הם מכילים את יתרת חלוקת מספר הפולסים שנספרו ב-128 (N mod 128) . שאריות אלו מופיעות גם בטבלה. 2. מכיוון שההפרש בין הערכים המקסימליים והמינימליים האפשריים של יתרת מספר הפולסים אינו עולה על 127, אין אי בהירות בספירה כאשר מנתחים את המצב של שבעה ביטים בלבד של המונה.

המספר מיציאות המונה עובר לאחת מהכניסות של המשווה הדיגיטלי בשבבים DD3 ו-DD5. באמצעות מתג SA1, מספרים התואמים את משך השהיית הייחוס עבור ארבעה מותגי בנזין מסופקים לסירוגין לכניסה השנייה של המשווה. המספרים הללו נקבעים בכניסות של רכיבי חיץ DD2, DD4, DD6 ו-DD9 בקוד בינארי הפוך, מכיוון שאלמנטים אלה מתהפכים. מכיוון שלפלטים של אלמנטים אלה יש שלושה מצבים, ניתן לשלב אותם לאפיק משותף, וזה מה שנעשה במד האוקטן.

עם אורך שונה של מקטע המדידה (אורך מיכל הגז), המספרים הסטנדרטיים N משתנים באופן פרופורציונלי, ואז נלקחים השאריות מחלוקתם ב-128.

כאשר מתחילים למדוד את מספר האוקטן של בנזין, עליך להגדיר את המתג SA1 למצב "AI-80". לאחר מכן אפס את המונה על ידי לחיצה על כפתור SB1 ולחיצה על כפתור SB2 כדי לבצע את המדידה. אם מספר האוקטן של הבנזין נמוך ממספר האסמכתה של בנזין של מותג זה, נורית ה-HL3 האדומה תידלק. אם זה שווה לאסמכתא, נורית ה-HL2 הצהובה תידלק. אם יותר, נורית ה-LED הירוקה HL1 תידלק. במקרה האחרון, יש להעביר את המתג SA1 ברצף למיקומים המתאימים למספרי אוקטן גבוהים יותר, תוך המשך מעקב אחר נוריות ה-LED.

הגדרת המכשיר מסתכמת בהגדרת התדר ל-40 קילו-הרץ בפין 5 של שבב DA3 באמצעות נגד חיתוך R9. אם נעשה שימוש במתמרים קוליים בתדר גבוה יותר של 100 או 200 קילו-הרץ, יש להגביר את תדר הגנרטור בהתאם. עם זאת, יש לזכור שככל שהתדר האולטראסוני עולה, ההנחתה שלו בבנזין עולה. לכן, יהיה צורך להקטין את מימדי המיכל שבו מתבצעות מדידות, וזה יגדיל את השגיאה של המכשיר.

ניתן להחליף את המיקרו-מעגלים הדיגיטליים המשמשים באוקטנומטר באנלוגים מיובאים מסדרות 4000 ו-74HC. במקום מייצב מתח LT3013EFE מתאים כל מייצב ליניארי עם מתח יציאה מתכוונן או קבוע של 5 V וזרם עומס מקסימלי של 100 mA לפחות. מכיוון שהמייצב מפזר כוח של כ-0,7 וואט, יש להצטייד בגוף קירור.

תרשים התרמוסטט מוצג באיור. 3. הוא בנוי על שבב תרמוסטט מיוחד LM56BIM (DA1), בעל חיישן טמפרטורה מובנה ומקור מתח ייחוס של 1,25 וולט (פין 1). הטמפרטורה שבה מדליקים ומכבים את המחמם נקבעת על ידי ערכי המתח בכניסות UTL (פין 3) ו-UTH (פין 2), בהתאמה, שחייבים להיות שווה ל-[4]:

U_TL= 0,0062·T_L+ 0,395

U_TH = 0,0062·T_H+0,395,

איפה ט_L ו-T_H - הגדר ערכי טמפרטורה להפעלה וכיבוי של התנור, °C.

מד אוקטן בנזין אולטראסוני
אורז. 3. דיאגרמת תרמוסטט

מתחים אלו מתקבלים ממתח הייחוס U_נ"צ(פין 1) באמצעות מחלק מתח התנגדות R1-R3. בהינתן ערכו של R_Σ=R1+R2+R3, ניתן לחשב את ההתנגדות של נגדים אלה באמצעות הנוסחאות:

R2 = U_TLר_Σ/ 1,25

R1 = (U_THר_Σ/ 1,25) - R2

R3 = R_Σ- R1 - R2

ערכי הנגדים R1-R3 המצוינים בתרשים מבטיחים שטמפרטורת הפעלת המחמם היא בערך 18 ^оC, וטמפרטורת הכיבוי שלו היא בערך 26 ^оג. אם טמפרטורת הבנזין נמוכה מ-18 ^оC, ואז LED HL2 נדלק וגוף החימום EK1 נדלק. אם הטמפרטורה היא מעל 26 ^оC, ואז המחמם נכבה, אבל נורית HL1 נדלקת. לכן, כאשר כל נוריות הלד דולקות, לא כדאי למדוד את מספר האוקטן של הבנזין.

כדי למדוד נכון את טמפרטורת הבנזין, בית השבב של שבב LM56BIM חייב להיות בעל מגע תרמי טוב עם מיכל הדלק. לחימום מיכל הגז נעשה שימוש ברדיד חימום דביק עצמי [5].

ספרות

שיטות למדידת מספר אוקטן בדלק. - כתובת אתר: oktis.ru/press/sposoby-izmereniya-oktanovogo-chisla-v-toplive.
פשצ'נקו V. M., Chuklov V. S., Van-tsov V. I., Kolosov A. A. שיטה לקביעת מספר האוקטן של בנזין מנוע. פטנט RU 2189039 C2. - כתובת אתר: bd.patent.su/2189000-2189999/pat/servl/servletf315.html.
חיישן אולטראסוני. מדריך ליישום. - כתובת אתר: symmetron.ru/suppliers/murata/files/pdf/murata/ultrasonic-sen-sors.pdf.
LM56 תרמוסטט בעל עוצמה נמוכה כפולה. - כתובת אתר: ti.com/lit/ds/symlink/lm56.pdf.
רדיד חימום 12 VDC דביקים. - כתובת אתר: dip8.ru/files/pdf/fg12v.pdf.

מחבר: א.קורנב

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מעבד GPS חסכוני באנרגיה לאלקטרוניקה לבישה מבית Broadcom 28.02.2014

ברודקום, ששבבי התקשורת שלה משמשים במכשירים של אפל וסמסונג אלקטרוניקס, הכריזה על "מערכת על שבב" חדשה המיועדת לאלקטרוניקה לבישה.

מערכת Broadcom BCM4771 עם שבב בודד, המיוצרת בטכנולוגיית תהליך של 40 ננומטר, כוללת מודול GPS, שבזכותו יקבלו שעונים ממוחשבים, משקפיים, וכן עוקבי כושר וגאדג'טים שונים לספורטאים. יחד עם זאת, לדברי היצרן, המעבד החדש צורך 75% פחות אנרגיה בהשוואה לאנלוגים הקיימים בשוק.

ערכת השבבים מצוידת גם בסט חיישנים המורידים את העבודה של המעבד המרכזי, בהנחה של כמה פונקציות. בפרט, החיישנים אחראים על הדיוק הגבוה של מדידת המהירות והמרחק עליהם התגבר המשתמש במהלך האימון.

יצרני גאדג'טים לבישים יוכלו לקבל את הדוגמאות הראשונות של מעבד Broadcom BCM4771 במרץ השנה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ זכוכית יהלום סופר חזקה לסמארטפונים

▪ דיו חיידקי למדפסת תלת מימד

▪ שבבי לוגיקה זעירים עם שער יחיד

▪ רובוט לארוז

▪ מערכת מימד 9000 שבב יחיד

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר קליטת רדיו. מבחר מאמרים

▪ מאמר של קרל סייגן. פרשיות מפורסמות

▪ אילו אירועים גרמו למלחמת העולם הראשונה? תשובה מפורטת

▪ מאמר פלאי הטבע. אֶנצִיקלוֹפֶּדִיָה

▪ מאמר ממסר תרמי, 5-80 מעלות 10-12 וולט 120 וואט. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר חוסם חיוג טלפון פשוט. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר