ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ БЕСКОНТАКТНОГО
ИЗМЕРИТЕЛЯ УРОВНЯ ТОПЛИВА

Ю.Н. Голунский, В.И. Щедрин, В.А. Локтионов (Саратов)
В.А. Шаров, А.В. Акимов (ФГУП "НИИД", Москва)

Наиболее распространенным датчиком, применяемым в устройствах для измерения уровня топлива, является поплавковый механизм. Поплавок находится на поверхности жидкости, перемещается по мере расходования или поступления жидкости и после преобразования сигнала перемещения во вторичном приборе обеспечивает индикацию уровня на соответствующем указателе.

При замене поплавкового механизма (в случае выхода его из строя) необходимо частично демонтировать топливный бак.
При работе двигателя на сжиженном газе (пропан - бутан) баллон с топливом находится под давлением. При сообщении с атмосферой (для ремонта поплавкового механизма) топливо переходит в газообразное состояние и уходит в атмосферу, усугубляя экологическую и пожарную опасность эксплуатации транспортных средств на сжиженных топливах.

Аналогичная проблема возникает и при работе на экологически безопасном топливе для дизельных двигателей - диметиловом эфире. Кроме того, ряд серийно выпускаемых поплавков взаимодействует с диметиловым эфиром, частично растворяется в нем или попросту теряет плавучесть (тонет).

Проблема решается, если для измерения уровня использовать ультразвуковые технологии. В этом случае датчик крепится снаружи к днищу баллона (топливного бака), и детали прибора не имеют контакта с жидкостью, уровень которой в баллоне отслеживает датчик.

Прибор для измерения уровня на основе ультразвуковых технологий был разработан в 1999 г. и назван "АТЭЛ-1". С июля 1999 г. "АТЭЛ-1" внедряется научно-производственной фирмой "САГА" (Москва), разрабатывающей и устанавливающей на автомобили газобаллонное оборудование.

Ультразвуковой датчик, прикрепленный к днищу баллона, периодически излучает зондирующий импульс, направленный вертикально вверх. Измерительный блок определяет интервал времени между моментом излучения зондирующего импульса и моментом приема отраженного от поверхности топлива (поверхности раздела жидкой и паровой фазы сжиженного газа) эхо-сигнала. Электронный блок содержит микроконтроллер, производящий обработку сигнала. Программные средства позволяют учесть форму и размеры баллона или бака, а также обеспечить сопряжение со шкалой любого автомобильного показывающего прибора. В электронном блоке предусмотрена индикация остатка топлива 15 и 5 %.

Измеритель уровня топлива "АТЭЛ-1" работает от автомобильной бортовой сети. Прибор обеспечивает автоматическое запирание заправочного электромагнитного клапана при достижении регламентированного предельного уровня топлива (ДМЭ или сжиженного газа).

После принятия в 2002 г. правительством Москвы постановления о применении на муниципальном транспорте нового экологически безопасного топлива для дизелей - диметилового эфира - прибор "АТЭЛ-1" был установлен на опытные автомобили - рефрижераторы ЗиЛ-5301 "Бычок", топливная система которых была разработана ФГУП "НИИД" (Москва). По результатам эксплуатации в автохозяйстве ГУП "Мосавтохолод" прибор был доработан. Топливная система опытного "Бычка" предусматривает возможность использования двух видов горючего - диметилового эфира и дизельного топлива. При этом для измерения уровня и управления заправкой баллона диметиловым эфиром применяют "АТЭЛ-1", а для измерения уровня дизельного топлива использован штатный поплавковый механизм. Оба измерителя работали на один штатный указатель автомобиля.

Измеритель уровня "АТЭЛ-1" может быть применен для всех видов жидкого топлива при соответствующей градуировке, учитывающей скорость распространения звука в конкретном виде топлива. Так, для дизельного топлива скорость звука составляет 1330 м/с, а для диметилового эфира - 980 м/с. Стоимость прибора при серийном производстве будет сопоставима с ценой традиционных измерителей.