Устройство для мониторинга расхода топлива и режима движения транспортного средства

Авторы патента:

Дмитриев Владимир Александрович (RU)

Бикмуллин Марат Габдулгазизович (RU)

G01F23/26 - путем измерения емкости конденсаторов или индуктивности катушек, изменяющихся в присутствии жидких или сыпучих тел

Владельцы патента RU 2569908:

Дмитриев Владимир Александрович (RU)
Бикмуллин Марат Габдулгазизович (RU)

Устройство для мониторинга расхода топлива и режима движения транспортного средства относится к дистанционной контрольно-измерительной технике, устройство предназначено для измерения уровня диэлектрических жидкостей, находящихся в баках, резервуарах, иных емкостях, в том числе в топливных баках транспортных средств, и автоматической, в реальном масштабе времени передаче на диспетчерский пульт информации о степени наполненности емкости и месте ее нахождения. Устройство включает в себя емкостные чувствительные элементы в виде коаксиально выполненных трубчатых электродов, соединенных с корпусом, плату электронного генератора, соединенную с элементами и размещенную внутри корпуса, провод выходного сигнала, новым является то, что сигнал генератора подается на микроконтроллер, который соединен с акселерометром, портом ввода-вывода, модемом, блоком хранения информации, приемником спутниковой связи, включающим усилитель и антенну, а модем соединен с антенной сотовой связи и картой хранения информации, провод представляет собой двунаправленную пару, а корпус выполнен из пластика. В моноблочном исполнении устройства данные об уровне топлива, остановках, стоянках транспортного средства, переданные на сервер, позволяют автоматически, в реальном масштабе времени производить их эффективную обработку и получать достоверную информацию о расходе, местах заправок, возможных сливах топлива, а также о маршруте и режиме движения транспортного средства при фискальном архивировании всех данных. Компактность и моноблочность выполнения устройства снижает его себестоимость и повышает эксплуатационную надежность. 3 ил.

Изобретение относится к дистанционной контрольно-измерительной технике, предназначено для измерения уровня диэлектрических жидкостей, находящихся в баках, резервуарах, иных емкостях, в том числе в топливных баках транспортных средств, и автоматической, в реальном масштабе времени передаче на диспетчерский пульт информации о степени наполненности емкости и месте ее нахождения.

Известен «Емкостной датчик уровня» (RU, Патент на изобретение №2112931, МПК G01F 23/26, опубликовано 10.06.1998), содержащий два изолированных, коаксиально расположенных трубчатых электрода, изоляционные элементы в местах крепления электродов, узел крепления датчика к корпусу бака.

Недостатком устройства является раздельное выполнение датчика и электронного блока обработки сигнала.

Известен принятый за прототип «Емкостной датчик уровня топлива, предназначенный для эксплуатации в условиях повышенной вибрации» (RU, Патент на полезную модель №123942, МПК G01F 23/26, опубликовано 10.01.2013), содержащий коаксиально выполненные трубчатые чувствительные элементы, закрепленные в корпусе, электронный генератор, установленный внутри корпуса, провод выходного сигнала.

Недостатком устройства является раздельное выполнение узла датчик - генератор и блоков обработки и передачи информации и, как следствие, высокая стоимость, низкая надежность и малая информативность о состоянии объекта контроля.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение эксплуатационной надежности, удешевление устройства контроля топлива на стационарных объектах или транспортных средствах, с фиксацией уровня топлива, места нахождения и динамики перемещения транспортных средств в реальном масштабе времени.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для мониторинга расхода топлива и режима движения транспортного средства, включающем емкостные чувствительные элементы в виде коаксиально выполненных трубчатых электродов, соединенных с корпусом, плату электронного генератора, соединенную с элементами, и размещенную внутри корпуса, провод выходного сигнала, новым является то, что сигнал генератора подается на микроконтроллер, который соединен с акселерометром, портом ввода-вывода, модемом, блоком хранения информации, приемником спутниковой связи, включающим усилитель и антенну, а модем соединен с антенной сотовой связи и картой хранения информации, провод представляет собой двунаправленную пару, а корпус выполнен из пластика.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для мониторинга расхода топлива и режима движения транспортного средства, на фиг. 2 - внутренне устройство и компоновка, на фиг. 3 - блок схема.

Устройство для мониторинга расхода топлива и режима движения транспортного средства состоит из емкостного чувствительного элемента 1, закрепленного в корпусе 2, внутри которого размещена плата 3 с генератором 4, передающим сигнал на контроллер 5, который в свою очередь соединен с акселерометром 6, портом ввода-вывода 7, модемом 8, приемником спутниковой связи 9 и блоком хранения информации 10, причем сигнал на приемник спутниковой связи поступает от усилителя 11, соединенного с антенной 12. Модем соединен с картой хранения информации 13 и антенной сотовой связи 14. Провода 15 и 16 соединены с портом ввода-вывода, а стабилизатор напряжения 17 соединен со всеми перечисленными активными элементами.

Устройство работает следующим образом: После тарировки устройства внешними техническими средствами, в соответствии с конкретной конфигурацией емкости, чем может являться как стационарное хранилище нефтепродуктов, так и, например, топливный бак любого транспортного средства, тарировочная характеристика по линии проводов 15-16 заносится в микроконтроллер 5, по этой же линии программируется протокол обмена информацией через сеть сотовой связи между конкретным датчиком и внешним сервером. Выполнение корпуса 2 из пластика не препятствует прохождению радиосигнала от антенн 12 и 14.

Изменение уровня топлива воздействует на емкостной чувствительный элемент 1, изменяя частоту генератора 4, выход которого в свою очередь подключен к микроконтроллеру 5, к которому также подключены акселерометр 6, позволяющий отслеживать остановки, ускорения, повороты транспортного средства (для стационарных объектов акселерометр программно не используется). Приемник 9 совместно с подключенным к нему малошумящим усилителем 11 и антенной 12 в комплексе работы всего устройства позволяет оперативно фиксировать текущее местоположение и динамику движения, в том числе расход, места заправки топливом транспортного средства, стоянки. Модем 8 с подключенной к нему симкартой 13 и антенной 14 позволяет производить обмен данными между устройством и внешним сервером через канал сотовой сети связи. Порт 7 управляется микроконтроллером 5 и служит для настройки и калибровки всего устройства по линии проводов 15 и 16, а также для обмена данными с другими устройствами, которые в свою очередь могут быть обработаны микроконтроллером 5 и переданы на сервер через модем 8. Блок хранения информации 10 предназначен для хранения данных о дате, времени, уровне топлива, местоположении, динамике передвижения транспортного средства в случае отсутствия связи, но при восстановлении ее будут автоматически переданы на сервер, вне зависимости от качества связи вся информация сохраняется в блоке 10. Стабилизатор напряжения 17 обеспечивает все вышеперечисленные узлы необходимыми напряжениями питания.

В предложенном изобретении поставленная задача достигается тем, что в моноблочном исполнении устройства, данные об уровне топлива, остановках, стоянках транспортного средства, переданные на сервер, позволяют автоматически, в реальном масштабе времени производить их эффективную обработку и получать достоверную информацию о расходе, местах заправок, возможных сливах топлива, а также о маршруте и режиме движения транспортного средства, при фискальном архивировании всех данных. Компактность и моноблочность выполнения устройства снижает его себестоимость и повышает эксплуатационную надежность.

Устройство для мониторинга расхода топлива и режима движения транспортного средства, включающее емкостной чувствительный элемент в виде коаксиально выполненных трубчатых электродов, соединенных с корпусом, плату электронного генератора, соединенную с электродами и размещенную внутри корпуса, провод выходного сигнала, отличающееся тем, что сигнал генератора подается на микроконтроллер, который соединен с акселерометром, портом ввода-вывода, модемом, блоком хранения информации, приемником спутниковой связи, включающим усилитель и антенну, а модем соединен с антенной сотовой связи и картой хранения информации, провод представляет собой двунаправленную пару, а корпус выполнен из пластика.

Раскрыт электростатический емкостный датчик уровня текучей среды, в котором герметичный вывод включает в себя металлическую пластинку и электропроводящие контактные штырьки, вставленные сквозь металлическую пластинку так, чтобы они были герметично изолированы и закреплены, а также два электрода с электроизолирующими разделителями, фиксирующие взаимное расположение между электродами.

Способ измерения уровня диэлектрического вещества // 2567018

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении уровня диэлектрической жидкости в системах контроля и диагностики технических объектов, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники компонентами топлива.

Индуктивный уровнемер электропроводных жидкостей // 2558144

Изобретение относится к устройствам измерения уровня электропроводных сред и может использоваться для контроля уровня жидкометаллических теплоносителей в атомной энергетике.

Индуктивный уровнемер жидкометаллического теплоносителя // 2558010

Изобретение относится к области контроля уровня жидкометаллических теплоносителей реакторных установок атомных станций и исследовательских стендов. Уровнемер содержит обмотку возбуждения, питаемую переменным током звуковой частоты, и измерительную обмотку, заключенные в герметичный защитный чехол, погружаемый в контролируемую среду.

Емкостный датчик уровня // 2539739

Заявленное изобретение относится к емкостным датчикам, использующимся в качестве топливного датчика для определения количества топлива, оставшегося в топливном баке.

Устройство для измерения уровня жидких масел, находящихся в непрозрачных емкостях // 2538411

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Технический результат, достигаемый от осуществления изобретения - расширение области применения при одновременном увеличении точности измерения уровня и упрощении конструкции.

Индуктивный уровнемер // 2536835

Изобретение относится к области контроля уровня электропроводных сред, преимущественно жидкометаллических теплоносителей реакторных установок атомных станций.

Устройство для измерения температуры и уровня продукта // 2521752

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерителям уровня путем измерения емкости конденсаторов, и предназначено для измерения температуры и уровня продукта, заполняющего хранилище.

Способ изготовления и сборки емкостного датчика уровня жидкости // 2520961

Способ относится к конструированию и изготовлению контрольно-измерительной техники и может быть применен относительно проектируемых емкостных датчиков с металлическими коаксиально расположенными трубчатыми электродами для работы в диэлектрических жидкостях.

Датчик и способ измерения уровня поверхности металла в жидкой фазе // 2517771

Изобретение относится к датчику (1) для измерения уровня поверхности металла в жидкой фазе для установки непрерывной разливки, содержащей кристаллизатор, имеющий верхнюю сторону (3), куда выходит отверстие (4), в которое втекает жидкий металл, характеризующемуся тем, что этот датчик содержит: катушку возбуждения (7) с воздушным сердечником, ориентированную перпендикулярно к верхней стороне (3) кристаллизатора и питаемую током для создания магнитного поля, силовые линии которого распространяются вдоль верхних силовых линий (14), которые отходят от кристаллизатора, и вдоль нижних силовых линий (15), которые перекрывают верхнюю сторону кристаллизатора и поверхность расплавленного металла, - нижнюю приемную катушку (8) с воздушным сердечником, параллельную катушке возбуждения, в которой генерируется наведенное напряжение в результате действия нижних силовых линий (15), изменяющихся при изменении уровня поверхности расплавленного металла, и верхнюю приемную катушку (9) с воздушным сердечником, параллельную катушке возбуждения (8), наложенную непосредственно на нижнюю приемную катушку (8) и имеющую одинаковые с ней геометрию и характеристики, в которой генерируется наведенное напряжение в результате действия верхних силовых линий (14), которые, по существу, не претерпевают возмущений, обусловленных поверхностью расплавленного металла.

Устройство для измерения и индикации предельного уровня жидких масел, сжиженных природных газов, находящихся в непрозрачных емкостях // 2597067

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в различных отраслях промышленности для измерения и индикации предельного уровня диэлектрических жидкостей, например уровня жидких масел, сжиженных природных газов, в частности, находящихся в непрозрачных емкостях. Технический результат - расширение области использования известного устройства и повышение безопасности измерения при одновременном увеличении точности измерения и технологичности конструкции, а также упрощении конструкции. Устройство содержит электрически соединенные между собой самовозбуждающийся кварцевый генератор импульсных колебаний высокой частоты на транзисторе, измерительную схему, выполненную на транзисторе, представляющем собой усилитель, в измерительную схему включены диод в обратном направлении и параллельно диоду сопротивление, емкостные электроды, измерительный прибор, источник питания, диодный стабилизатор напряжения. В качестве емкостных электродов использованы катушки индуктивности, намотанные медным проводом на изоляционные основания в один слой бифилярным методом, причем две обмотки каждой своей катушки индуктивности соединены параллельно. Устройство содержит четырехкаскадный усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторах, диоды, включенные последовательно. Один емкостный электрод датчика соединен с коллектором транзистора усилителя измерительной схемы, второй емкостный электрод датчика соединен с катодом одного и анодом второго диода. Анод первого диода «заземлен». Катод второго диода через переключатель и последовательно включенное сопротивление соединен с базой транзистора усилителя постоянного тока первого каскада. В третий каскад усилителя постоянного тока включены последовательно два диода, причем диоды включены в обратном направлении, один вывод диодов соединен с базой транзистора усилителя постоянного тока третьего каскада, второй вывод диодов «заземлен». В качестве измерительного прибора использован световой индикатор, выполненный на светодиоде. Один вывод светодиода соединен с коллектором транзистора усилителя постоянного тока четвертого каскада, второй вывод светодиода через сопротивление соединен с источником питания, который выполнен с низким уровнем напряжения питания. 1 ил.

Измерение уровня в металлургических резервуарах // 2604481

Настоящее изобретение относится к способам электромагнитного измерения вертикального уровня наполнения ванной с электропроводным материалом, содержащимся в металлургическом резервуаре. Система измерения по настоящему изобретению содержит: передающий проводник (5) для генерирования электромагнитного поля при присоединении к источнику питания переменного тока, принимающий проводник (6), который установлен для обнаружения электромагнитного поля для генерирования выходного сигнала в зависимости от вертикального уровня наполнения, при этом передающий и принимающий проводники (5, 6) расположены внутри металлического кожуха (2), отстоят друг от друга на разделяющем расстоянии (d) и образуют разделительную область (7), которая обращена в сторону вмещающей емкости (3) и проходит вдоль внутренней поверхности вмещающей емкости (3), в по существу, закрытом контуре, при этом разделяющее расстояние (d) выбрано так, чтобы на изменения в выходном сигнале влияли изменения электромагнитного поля, вызванные локальными изменениями в количестве проводящего материала, прилегающего к указанной разделительной области (7), и при этом часть разделительной области (7) определяет область измерения по вертикали, в которой разделительная область (7) наклонена по глубине вмещающей емкости (3), отклоняясь от горизонтального и вертикального направлений резервуара (1). Цель изобретения заключается в том, чтобы обеспечить установку датчика для измерения уровня, независимо от формы металлургического резервуара, а также предоставить датчик для измерения уровня, направленный на увеличение разрешения сигнала в вертикальном направлении и улучшение качества сигнала. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 11 ил.

Устройство для измерения микровозмущений водной поверхности, вызванных процессами в стратифицированной по плотности среде // 2606203

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения параметров поверхностного волнения жидкостей. Данное устройство может быть применено для исследования волновых процессов на поверхности жидкости, как в натурных, так и в лабораторных условиях, например для определения микро возмущений (порядка десятков микрон) водной поверхности при наличии низкочастотных волн значительной амплитуды (порядка пяти-десяти сантиметров). В предлагаемом устройстве в качестве датчика поверхностного волнения (возмущения) использован бесконтактный емкостной датчик, представляющий собой конденсатор. Одна обкладка конденсатора выполнена в виде пластины из проводящего материала (например, в виде металлического диска), а второй обкладкой является проводящая жидкость (например, вода), волнение (возмущение) поверхности которой измеряется. Пластина бесконтактного емкостного датчика закреплена на подвижной относительно поверхности жидкости штанге подъемно-опускного механизма. В подъемно-опускном механизме обеспечивается поддержание постоянного заданного расстояния между пластиной датчика и поверхностью жидкости за счет применения отрицательной обратной связи. Технический результат заключается в возможности измерения высокочастотных микро колебаний водной поверхности при наличии низкочастотных возмущений большой амплитуды. Устройство может быть использовано для определения корреляции между данными, полученными радиолокационными методами исследованиями водной поверхности и ее реальным состоянием. 1 ил.

Частотный способ измерения уровня жидкости // 2624979

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня жидких продуктов в резервуарах с нефтью, нефтепродуктами, сжиженными газами и др. Способ измерения уровня жидкости путем измерения электрического параметра, функционально связанного с измеряемым уровнем, заключается в том, что верхнюю пластину конденсатора располагают на плавающей крыше, а нижнюю - на дне резервуара и соединяют с тремя внешними сопротивлениями и двумя конденсаторами, образующими фазирующую цепочку генератора, частоту которого устанавливают в соответствии с измеренным электрическим параметром. При этом через функциональный преобразователь частота-код результат подают на индикатор уровня. Техническим результатом является упрощение непрерывного измерения уровня жидкости с возможностью дистанционной передачи измерительной информации в частотном виде по двухпроводной линии связи, что обеспечивает высокую надежность и помехоустойчивость. 4 ил.

Емкостной датчик уровня // 2629540

Изобретение относится к емкостному датчику уровня текучей среды. Датчик уровня жидкости содержит сосуд (10) для приема жидкости, имеющий основание, компоновку (12) конденсатора для измерения уровня жидкости в сосуде на основе диэлектрической проницаемости жидкости и высоты жидкости в сосуде и отклонитель (14) внутри сосуда, проходящий вверх от основания, имеющий наибольшую площадь в плоскости, перпендикулярной высоте сосуда, в основании и уменьшающийся по площади по направлению к вершине отклонителя. Техническим результатом является возможность измерения небольшого уровня жидкости, а также уменьшения ошибки, возникающей вследствие наклона сосуда. 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ определения уровня диэлектрического вещества // 2642166

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а конкретно к измерению электрических параметров двухполюсников, используемых в качестве датчиков физических процессов (температуры, давления, уровня жидких и сыпучих сред и др.) на промышленных объектах, транспортных средствах, а также в системах измерения уровня заправки ракетно-космической техники. Техническим результатом является повышение надежности и достоверности определения уровня диэлектрического вещества за счет использования дублированного емкостного датчика уровня, исключения влияния паразитной электрической емкости длиной линии связи, защиты от сбойных процессов в устройствах вычислительной техники и отказов электронной компонентной базы в измерительном канале. В способе определения уровня диэлектрического вещества воздействуют синусоидальным напряжением на заданных частотах последовательно сначала на основной, затем на дублирующий емкостный датчик уровня и их эталоны, затем измеряют токи через дублирующий сухой датчик уровня и эталон на каждой из заданных частот, фиксируют результаты измерения, определяют и фиксируют значение электрической емкости дублирующего сухого емкостного датчика уровня, определяют и фиксируют значение приращения электрической емкости дублирующего емкостного датчика уровня при полном его погружении в диэлектрическое вещество. Периодически и последовательно измеряют и фиксируют ток через заполняемый диэлектрическим веществом дублирующий емкостный датчик уровня и эталон на каждой из заданных частот, периодически определяют и фиксируют текущее значения электрической емкости дублирующего емкостного датчика уровня, заполняемого диэлектрическим веществом, определяют уровень, выраженный в виде разности текущего значения электрической емкости заполняемого дублирующего емкостного датчика уровня и электрической емкости дублирующего сухого емкостного датчика уровня, отнесенной к значению приращения электрической емкости полностью погруженного в диэлектрическое вещество дублирующего емкостного датчика уровня. Далее в каждом n-канале определяют значения уровней диэлектрического вещества, измеренные основным и дублирующим емкостным датчиком уровня, причем приоритетным значением уровня принимают значение, определяемое через основной емкостный датчик уровня, при этом значения уровней, измеренные основным и дублирующим емкостным датчиком в каждом канале сравнивают между собой, при превышении полученным результатом сравнения допустимого значения проводят анализ возможных причин, в результате которых возникло превышение, после чего измеренные через основной емкостный датчик уровня значения токов, значение электрической емкости и значение уровня в каждом из n-каналов сравнивают с заданными соответственно диапазонами допустимых значений, в случае выхода измеренных в каком-либо из n-каналов значений токов, электрической емкости или уровня за соответствующие пределы диапазона допустимых значений, измеренные в этом же канале через дублирующий емкостный датчик уровня значения токов, электрической емкости и уровня сравнивают с заданными соответственно диапазонами допустимых значений, определение уровня диэлектрического вещества происходит с учетом значений уровней, измеренных в каждом n-канале. 2 ил.

Зонд для контроля поверхностного уровня текучей среды в сосуде и способ для установки зонда в сосуде // 2645127

Настоящее изобретение относится к способу установки зонда для контроля поверхностного уровня текучей среды в сосуде, установленного внутри сосуда с его внешней стороны, а также к сосуду для использования в указанном способе. Указанный сосуд (2) имеет боковую стенку (6) и первое отверстие (22) в боковой стенке (6) для установки зонда (20, 120) внутрь сосуда (2) для контроля уровня текучей среды, при этом зонд (20, 120) имеет первый конец (24'), второй конец (24") и детектор (24), расположенный между ними. При этом детектор (24) имеет множество датчиков (38) вдоль его длины и средство (40) для передачи, при его использовании, связанной с поверхностным уровнем информации от датчиков на средство управления. При этом зонд (20) снабжен первым средством (28) и по меньшей мере вторым средством (36) для прикрепления зонда (20). Передающее средство (40) установлено в соединении с первым или вторым средствами (28; 36) закрепления, при этом первое отверстие (22) имеет такие размеры, что обеспечивается возможность введения второго средства (34, 36; 136) закрепления зонда (20, 120) внутрь сосуда (2). Техническим результатом является возможность легкой установки и обслуживания, поскольку зонд устанавливается снаружи сосуда. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.