RU2570224C1 - Method of automatic control of level and density of fuel in fuel tank - Google Patents
Method of automatic control of level and density of fuel in fuel tank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570224C1 RU2570224C1 RU2014139832/28A RU2014139832A RU2570224C1 RU 2570224 C1 RU2570224 C1 RU 2570224C1 RU 2014139832/28 A RU2014139832/28 A RU 2014139832/28A RU 2014139832 A RU2014139832 A RU 2014139832A RU 2570224 C1 RU2570224 C1 RU 2570224C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- level
- pressure sensors
- fuel tank
- density
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к автоматизированным системам контроля расхода топлива тяговыми транспортными средствами и путевыми машинами железнодорожного транспорта, а также другими транспортными средствами с дизельными двигателями.The invention relates to instrumentation, in particular to automated fuel consumption control systems by traction vehicles and railway track machines, as well as other vehicles with diesel engines.
Известен гидростатический способ определения уровня и плотности жидкости в резервуаре (RU, патент №2153153, МПК G01F 23/14, опубл. 20.07.2000 г. ), включающий измерение гидростатического давления контролируемой жидкости в двух уровнях - нижнем и верхнем, посредством двух вертикально разнесенных датчиков давления, размещенных в дополнительном сосуде, сообщающихся с резервуаром посредством двух патрубков с запорными вентилями, при этом дополнительный сосуд с датчиками давления размещают по отношению к резервуару с контролируемой жидкостью таким образом, что измеряемый нижний уровень давления Рн в дополнительном сосуде соответствует уровню дна резервуара при открытых вентилях патрубков, причем в дополнительный сосуд предварительно при закрытых запорных вентилях заливают эталонную жидкость и измеряют ее гидростатическое давление в нижнем и верхнем уровнях эталонной жидкости Р0н и Р0в, после чего при закрытых запорных вентилях из дополнительного сосуда эталонную жидкость сливают, затем запорные вентили открывают и в дополнительный сосуд из резервуара поступает контролируемая жидкость до ее самоустанавливаемых уровней в резервуаре и дополнительном сосуде, при этом оба датчика давления должны быть полностью погружены в контролируемую жидкость, затем теми же датчиками и в тех же нижнем и верхнем уровнях производят измерение давления контролируемой жидкости Рн и Рв. Полученные данные используют для определения уровня и плотности жидкости в резервуаре по определенным математическим зависимостям, описанным в изобретении.A known hydrostatic method for determining the level and density of a liquid in a tank (RU, patent No. 2153153, IPC G01F 23/14, publ. 07/20/2000), including measuring the hydrostatic pressure of a controlled fluid in two levels - lower and upper, by means of two vertically spaced pressure sensors placed in an additional vessel communicating with the tank through two nozzles with shut-off valves, while an additional vessel with pressure sensors is placed in relation to the tank with a controlled fluid in this way ohm, that the measured lower level of pressure P n in the additional vessel corresponds to the level of the bottom of the tank with open valves of the nozzles, and in the additional vessel previously with closed shut-off valves fill in the reference fluid and measure its hydrostatic pressure in the lower and upper levels of the reference fluid P 0n and P 0v then, when the shut-off valves are closed, the reference liquid is drained from the additional vessel, then the shut-off valves are opened and a controlled liquid enters the additional vessel from the tank bone to its self-aligning layers in the vessel and the vessel further, both pressure sensor must be completely immersed in the monitored fluid, then the same sensors and the same lower and upper levels produce a controlled fluid pressure measurement P n and P c. The obtained data is used to determine the level and density of the liquid in the tank according to certain mathematical dependencies described in the invention.
Недостатками данного способа являются сложность его реализации и невозможность применения в топливных баках транспортного средства.The disadvantages of this method are the complexity of its implementation and the inability to use in the fuel tanks of a vehicle.
Известен способ измерения плотности и уровня жидкости (RU, патент №2260776, МПК G01F 23/14, G01N 9/26, опубл. 20.09.2005 г.), заключающийся в размещении двух гидростатических датчиков давления одного над другим на известном фиксированном расстоянии в резервуаре с исследуемой жидкостью, фиксации значения давления нижнего датчика в момент перехода жидкостью уровня верхнего датчика, использовании этого зафиксированного значения в качестве эталонного для расчета значения плотности и уровня жидкости.A known method of measuring the density and liquid level (RU, patent No. 2260776, IPC G01F 23/14, G01N 9/26, published on 09/20/2005), which consists in placing two hydrostatic pressure sensors one above the other at a known fixed distance in the tank with the studied liquid, fixing the pressure value of the lower sensor at the moment the liquid passes the level of the upper sensor, using this fixed value as a reference for calculating the density and liquid level.
Недостатками данного способа являются невозможность определения плотности жидкости, если в процессе эксплуатации резервуар не опорожняется или не заполняется до уровня верхнего датчика, а также то, что результат измерений плотности и уровня жидкости зависит от угла наклона резервуара, что не позволяет применить данный способ на транспортном средстве.The disadvantages of this method are the inability to determine the density of the liquid, if during operation the tank is not emptied or filled to the level of the upper sensor, as well as the fact that the result of measurements of the density and level of the liquid depends on the angle of inclination of the tank, which does not allow the use of this method on a vehicle .
Известен способ измерения плотности и уровня жидкости, принятый в качестве прототипа, предусматривающий установку в резервуар с исследуемой жидкостью двух датчиков давления друг над другом на фиксированном расстоянии, фиксацию значений смещения нуля нижнего и верхнего датчиков, когда уровень жидкости находится ниже их уровней, фиксацию разности значений давлений нижнего и верхнего датчиков, когда уровень жидкости находится немного выше уровня верхнего датчика, вычисления плотности и уровня жидкости по полученной фиксированной разнице давлений и значениям смещения нуля датчиков. Если уровень жидкости не опускается ниже уровня нижнего датчика, то в резервуаре размещают между верхним и нижним датчиками на фиксированном расстоянии от нижнего датчика средний датчик давления. По фиксированной разности давлений между нижним и верхним датчиками, фиксированной разности давлений между нижним и средним датчиками и значениями смещения нуля среднего и верхнего датчиков определяют смещение нуля нижнего датчика (RU, патент №2441204, МПК G01F 23/14, опубл. 27.01.2012 г.).A known method of measuring the density and level of a liquid, adopted as a prototype, involves installing two pressure sensors on top of each other at a fixed distance in a tank with a liquid to be studied, fixing the zero and lower sensors when the liquid level is below their levels, fixing the difference in values the pressure of the lower and upper sensors, when the liquid level is slightly higher than the level of the upper sensor, calculating the density and liquid level from the obtained fixed difference pressure and zero offset values of the sensors. If the liquid level does not fall below the level of the lower sensor, then the middle pressure sensor is placed in the tank between the upper and lower sensors at a fixed distance from the lower sensor. The fixed pressure difference between the lower and upper sensors, the fixed pressure difference between the lower and middle sensors and the values of the zero offset of the middle and upper sensors determine the zero offset of the lower sensor (RU, patent No. 2441204, IPC G01F 23/14, publ. 01.27.2012 g .).
Недостатком данного способа является то, что результат измерений плотности и уровня жидкости зависит от угла наклона резервуара, что не позволяет применить способ на транспортном средстве.The disadvantage of this method is that the result of measurements of the density and level of the liquid depends on the angle of inclination of the tank, which does not allow the method to be used on a vehicle.
Техническим результатом изобретения являются возможность измерения плотности и уровня топлива в топливных баках транспортного средства, автоматическая компенсация дополнительной погрешности измерения при изменении угла наклона топливного бака относительно поверхности земли, автоматизация процесса измерения.The technical result of the invention is the ability to measure the density and level of fuel in the fuel tanks of the vehicle, automatic compensation of the additional measurement error when the angle of inclination of the fuel tank relative to the earth's surface, automation of the measurement process.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе автоматического контроля уровня и плотности топлива в топливном баке, заключающемся в том, что два датчика давления размещают в топливном баке на фиксированном расстоянии друг над другом, фиксируют значение смещения нуля нижнего и верхнего датчиков давления, когда уровень топлива находится ниже их уровней, фиксируют значения давлений нижнего и верхнего датчиков давления, когда уровень топлива находится выше уровня верхнего датчика давления, датчики давления размещают симметрично относительно вертикальной оси симметрии топливного бака на фиксированном расстоянии друг от друга по горизонтали и по вертикали, на поверхности бака размещают датчик угла наклона, фиксируют значение угла наклона топливного бака относительно поверхности земли по месту установки датчиков давления, плотность ρ и уровень h топлива определяют по формулам:The specified technical result is achieved by the fact that in the method of automatically controlling the level and density of fuel in the fuel tank, namely, two pressure sensors are placed in the fuel tank at a fixed distance from each other, the zero offset value of the lower and upper pressure sensors is fixed when the level the fuel is below their levels, record the pressure values of the lower and upper pressure sensors, when the fuel level is above the level of the upper pressure sensor, the pressure sensors place the sym metric relative to the vertical axis of symmetry of the fuel tank at a fixed horizontal and vertical distance from each other, a tilt angle sensor is placed on the surface of the tank, the value of the angle of the fuel tank relative to the earth’s surface is fixed at the place of installation of the pressure sensors, density ρ and fuel level h are determined by formulas:
где h и ρ - уровень и плотность топлива в топливном баке;where h and ρ are the level and density of the fuel in the fuel tank;
Р2 и P1 - значения давления нижнего и верхнего датчиков давления соответственно;P 2 and P 1 - pressure values of the lower and upper pressure sensors, respectively;
Ρ02 и P01 - значения смещения нуля нижнего и верхнего датчиков давления соответственно;Ρ 02 and P 01 are the zero offset values of the lower and upper pressure sensors, respectively;
h1 и а - фиксированные расстояния между датчиками давления по вертикали и по горизонтали соответственно;h 1 and a are the fixed distances between the pressure sensors vertically and horizontally, respectively;
α - угол наклона топливного бака относительно поверхности земли по месту установки датчиков давления;α is the angle of inclination of the fuel tank relative to the surface of the earth at the installation site of the pressure sensors;
g - ускорение свободного падения.g is the acceleration of gravity.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема размещения оборудования для измерения уровня и плотности топлива в топливном баке, на фиг. 2 - схема измерения уровня и плотности топлива при наклоне топливного бака на угол α относительно поверхности земли.The essence of the proposed method is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a layout of equipment for measuring the level and density of fuel in a fuel tank, FIG. 2 is a diagram for measuring the level and density of the fuel when the fuel tank is tilted at an angle α relative to the earth's surface.
Способ осуществляется следующим образом (фиг. 1). Датчики давления 1 и 2 размещают в пустом топливном баке 3, симметрично относительно вертикальной оси симметрии топливного бака. Датчики давления 1 и 2 размещают на фиксированном расстоянии а по горизонтали друг от друга. Датчик давления 1 располагают выше датчика давления 2 на фиксированном расстоянии h1. На поверхности топливного бака 3 закрепляют датчик 4 угла наклона, ориентированный осью измерения по месту установки датчиков давления 1 и 2. Датчики давления 1 и 2 и датчик 4 угла наклона соединяют с вычислительным блоком 5. Затем фиксируют датчиками давления 1 и 2 значения смещения нуля P01 и Р02 и сохраняют в вычислительном блоке 5. Заполняют топливом топливный бак 3, фиксируют значения давлений Р1 и Р2 датчиков давления 1 и 2 и значение угла α наклона топливного бака 3 относительно поверхности земли, измеряемое при помощи датчика 4 угла наклона, и передают в вычислительный блок 5. Вычисление уровня h и плотности ρ топлива в топливном баке 3 производят вычислительным блоком 5 с учетом угла α наклона топливного бака (см. фиг. 2). При изменении наклона топливного бака на угол α изменяется и разница уровней топлива, контролируемых датчиками давления 1 и 2 с величины h1 до величины h2. Величину h2 разницы уровней топлива в этом случае рассчитывают исходя из свойств прямоугольных треугольников abh1 и a1bh2:The method is as follows (Fig. 1).
Также при изменении угла наклона топливного бака 3 изменяется и уровень топлива под верхним датчиком давления 1 с величины h1 до величины h3 (фиг. 2). Величина неконтролируемого датчиком давления 1 уровня h3 в этом случае равна:Also, when the angle of inclination of the
В случае, когда угол наклона α топливного бака по месту установки датчиков давления 1 и 2 относительно поверхности земли равен нулю, значения h2 и h3 становятся равны h1.In the case when the angle of inclination α of the fuel tank at the installation site of the
Вычисление плотности топлива ρ в топливном баке производят вычислительным блоком 5 автоматически с учетом величины h2 по формуле:The calculation of the fuel density ρ in the fuel tank is performed by the
где ΔР - разница давлений нижнего и верхнего датчиков давления за вычетом значений смещений нуля указанных датчиков.where ΔР is the pressure difference between the lower and upper pressure sensors minus the values of the zero offsets of these sensors.
Вычисление уровня топлива h в топливном баке производят вычислительным блоком 5 автоматически как среднее арифметическое от уровней, контролируемых датчиками давления 1 и 2 с учетом величины h3 по формуле:The calculation of the fuel level h in the fuel tank is performed by the
Таким образом, результат измерений плотности ρ и уровня h топлива в топливном баке не зависит от угла наклона топливного бака относительно поверхности земли, поскольку автоматически корректируется вычислительным блоком, что позволяет использовать данный способ на подвижных объектах, таких как тяговые транспортные средства и путевые машины железнодорожного транспорта, а также на других транспортных средствах с дизельными двигателями.Thus, the measurement of density ρ and fuel level h in the fuel tank does not depend on the angle of inclination of the fuel tank relative to the earth's surface, since it is automatically corrected by the computing unit, which allows using this method on moving objects such as traction vehicles and railway track cars , as well as on other vehicles with diesel engines.
Claims (1)
где h и ρ - уровень и плотность топлива в топливном баке;
P2 и P1 - значения давления нижнего и верхнего датчиков давления соответственно;
P02 и P01 - значения смещения нуля нижнего и верхнего датчиков давления соответственно;
h1 и a - фиксированные расстояния между датчиками давления по вертикали и по горизонтали соответственно;
α - угол наклона топливного бака относительно поверхности земли по месту установки датчиков давления;
g - ускорение свободного падения. The method of automatic control of the level and density of fuel in the fuel tank, namely, that two pressure sensors are placed in the fuel tank at a fixed distance from each other, fix the value of the zero offset of the lower and upper pressure sensors when the fuel level is below their levels, fix the values the pressure of the lower and upper pressure sensors, when the fuel level is higher than the level of the upper pressure sensor, characterized in that the pressure sensors are placed symmetrically relative to the vertical the axis of symmetry of the fuel tank at a fixed horizontal and vertical distance from each other, a tilt angle sensor is placed on the surface of the tank, the value of the angle of inclination of the fuel tank relative to the earth’s surface is fixed at the place of installation of the pressure sensors, density ρ and fuel level h are determined by the formulas:
where h and ρ are the level and density of the fuel in the fuel tank;
P 2 and P 1 - pressure values of the lower and upper pressure sensors, respectively;
P 02 and P 01 - zero offset values of the lower and upper pressure sensors, respectively;
h 1 and a are fixed distances between pressure sensors vertically and horizontally, respectively;
α is the angle of inclination of the fuel tank relative to the surface of the earth at the installation site of the pressure sensors;
g is the acceleration of gravity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014139832/28A RU2570224C1 (en) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | Method of automatic control of level and density of fuel in fuel tank |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014139832/28A RU2570224C1 (en) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | Method of automatic control of level and density of fuel in fuel tank |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2570224C1 true RU2570224C1 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014139832/28A RU2570224C1 (en) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | Method of automatic control of level and density of fuel in fuel tank |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570224C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017143561A1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 吴伟民 | Method and system for vehicle oil volume detection |
CN107505021A (en) * | 2017-07-18 | 2017-12-22 | 华浩核电(深圳)传感芯片有限公司 | Intelligent fuel tank tester |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4043193A (en) * | 1976-08-03 | 1977-08-23 | Bailey Mud Monitors Inc. | Method and apparatus for measuring volume and density of fluids in a drilling fluid system |
RU61413U1 (en) * | 2006-05-11 | 2007-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южно-Уральский государственный университет ЮУрГУ | DENSITY AND LIQUID MEASUREMENT DEVICE |
RU102994U1 (en) * | 2010-04-13 | 2011-03-20 | Феликс Эргардович Гофман | DEVICE FOR MEASURING THE LEVEL OR DENSITY OF A LIQUID |
CN102288256A (en) * | 2011-09-01 | 2011-12-21 | 中国海洋石油总公司 | Liquid level measurement system of closed container |
RU2441204C1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ") | Method of measuring density and level of liquid |
-
2014
- 2014-10-02 RU RU2014139832/28A patent/RU2570224C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4043193A (en) * | 1976-08-03 | 1977-08-23 | Bailey Mud Monitors Inc. | Method and apparatus for measuring volume and density of fluids in a drilling fluid system |
RU61413U1 (en) * | 2006-05-11 | 2007-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южно-Уральский государственный университет ЮУрГУ | DENSITY AND LIQUID MEASUREMENT DEVICE |
RU102994U1 (en) * | 2010-04-13 | 2011-03-20 | Феликс Эргардович Гофман | DEVICE FOR MEASURING THE LEVEL OR DENSITY OF A LIQUID |
RU2441204C1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ") | Method of measuring density and level of liquid |
CN102288256A (en) * | 2011-09-01 | 2011-12-21 | 中国海洋石油总公司 | Liquid level measurement system of closed container |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017143561A1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 吴伟民 | Method and system for vehicle oil volume detection |
CN107505021A (en) * | 2017-07-18 | 2017-12-22 | 华浩核电(深圳)传感芯片有限公司 | Intelligent fuel tank tester |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101223462B1 (en) | Apparatus for measuring relative permeability of core having measuring unit of saturation fraction in core and method for measuring relative permeability of core using the same | |
BR102015022316B1 (en) | control method and system to control one or more spray vehicle operations, and spray vehicle | |
RU2570224C1 (en) | Method of automatic control of level and density of fuel in fuel tank | |
CN108663095A (en) | Liquid level correction and detection method based on the induction of angle position | |
KR101745327B1 (en) | Method for determining a fuel mass and fuel density | |
US10876878B2 (en) | Liquid level monitoring system | |
US6434494B1 (en) | Pressure based fluid gauging system | |
ITMI20010889A1 (en) | DEVICE FOR CHECKING THE QUANTITY OF PETROL FUEL DIES OR LIQUIDS IN GENERAL DURING THE INTRODUCTION IN A TANK | |
CN108776209B (en) | System for be used for vacuum saturation and saturation test | |
KR102078911B1 (en) | HILS-based helideck motion compensating apparatus and method | |
NL2005373C2 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING A VOLUME OF A SOFT BED IN A MIXTURE IN A LOADING SPACE. | |
KR20200082887A (en) | Anti-rolling tank testing system of ship and testing method thereof | |
RU176630U1 (en) | Device for monitoring the level of filling tanks | |
RU2260776C1 (en) | Method of measuring density and level of liquid | |
CN112857513B (en) | Measuring error compensation method and device for drop-in type liquid level meter | |
RU61413U1 (en) | DENSITY AND LIQUID MEASUREMENT DEVICE | |
RU2439505C1 (en) | Device to monitor fuel consumption | |
CN102539077B (en) | Big tank statistics-compiling material balance leak detecting method and leak detecting system | |
RU2520957C1 (en) | Method for control of railroad tank cars loading in process of filling with oil-products | |
RU2459184C1 (en) | Method of calibrating fuel tanks at filling stations | |
CN104864940B (en) | The floating ball detection device and its detection method of a kind of floating ball lever meter | |
AU2019464010A1 (en) | Transport method and transport device for high-quality fresh milk under transport- and environment-critical conditions | |
Yusupbekov et al. | IMPROVING THE ACCURACY OF MEASURING THE VOLUME AND MASS OF LIQUID PRODUCT IN HORIZONTAL CYLINDRICAL TANKS | |
EP2761258B1 (en) | Measuring system for measurement of the density of a liquid and its level in a container | |
KR101363239B1 (en) | Method of detecting the leakage of offshore geologically stored co2 by measuring diameter profile |