Senzori pentru o bancă de flux: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Un banc de debit în această aplicație este un dispozitiv pentru măsurarea debitului de aer prin orificiile și supapele de admisie și evacuare a motorului IC. Acestea pot lua mai multe forme, de la oferte comerciale scumpe până la exemple de bricolaj de calitate îndoielnică. Cu toate acestea, cu senzorii moderni cu costuri reduse de diferite tipuri, este pe deplin fezabil ca exemplele de bricolaj să fie egale cu mașinile comerciale. Nu este nimic dificil de realizat și nu este necesară îndemânare. Fotografiile de mai sus arată banca pe care am făcut-o și care formează centrul acestui instructabil.

Acest document nu se referă la realizarea unui banc de flux, ci este vorba de instrumentele și senzorii pe care îi folosesc pe bancul meu. Un banc de curgere folosește un fel de sursă de vid, deși vidul este o exagerare, deoarece depresiunea de aspirare este cel mai adesea sub un indicator de apă de 28”, care este de 1 psi sau ~ 7000 Pa.

Există doar doi parametri esențiali care necesită măsurare pentru a calcula debitul volumetric de aer, ambii sunt măsurători ale presiunii diferențiale. Unul este presiunea de depresiune care face ca aerul să curgă prin orificiul motorului, cu alte cuvinte, care este o măsură a cantității de „aspirare”. Cealaltă este presiunea diferențială pe o restricție de debit pentru a măsura debitul real. O placă de orificiu este cea mai folosită, dar prefer un tub venturi, deoarece este mai eficient. Principalul este același, indiferent de natura restricției. Sunt utilizate și contoare de turbină și senzori MAP (presiune absolută a galeriei) salvate de la mașinile moderne, dar acestea nu sunt atât de răspândite și nu le voi discuta.

Există câțiva alți parametri și senzori de potrivire care pot îmbunătăți utilitatea unui banc de flux, cum ar fi temperatura, și voi analiza fiecare în pașii următori.

Provizii

Materiale;

Diversi senzori descriși în pașii individuali.

Placă Vero sau placă placată cu cupru pentru circuit imprimat.

Diferite rezistențe, condensatori și alte componente electronice utilizate în circuite simple.

O formă de achiziție de date. Folosesc un LabJack, dar micros-urile hobby precum Arduino sau Pi ar fi potrivite.

Un PC, folosesc un laptop cu Windows.

Solder.

Unelte;

Ciocan de lipit.

Colecția obișnuită de instrumente pentru realizarea circuitelor, cum ar fi tăietoare / decupatoare de sârmă etc.

Pasul 1: senzori de presiune diferențială

Eu le folosesc pe cele ilustrate. Fișele tehnice și alte informații pot fi găsite la www.analogmicro.de. Acești senzori își pot emite citirile fie ca semnal analogic de tensiune, fie printr-o magistrală IC2. Folosesc ieșirea analogică.

Măsurează presiunea diferențială, care necesită două intrări de presiune, adică produc o valoare care este diferența de presiune între cele două intrări. Schița arată că un senzor este conectat la două atingeri pe un venturi pentru a măsura debitul real. Un alt senzor măsoară depresiunea din plen. Aceasta se referă la presiunea barometrică ambientală și astfel o singură atingere este lăsată deschisă atmosferei.

Doar acești doi senzori sunt suficienți pentru a furniza măsurători utile ale debitului, dar rezultatele sunt afectate de condițiile de mediu și pentru repetabilitate este necesară ajustarea citirilor folosind presiunea barometrică, temperatura și umiditatea relativă.

Pasul 2: senzori de temperatură

Eu folosesc două dintre acestea. Acestea sunt de tip semiconductor, LM34, pe care le încadrez în epoxidic în interiorul unei carcase de aluminiu pentru rezistență. O atașez la venturi de măsurare a debitului, iar cealaltă la chiulasa măsurată. Imaginile arată acest lucru mai bine decât pot cuvintele. Prima imagine arată una legată de venturi, rețineți, de asemenea, filetele de presiune care trec la senzorii de presiune din pasul anterior.

Pasul 3: Senzori de umiditate și presiune barometrică

Acestea sunt montate pe o placă împreună cu diverse conexiuni la alt senzor și sursă de alimentare, precum și conectarea la un LabJack pe care îl folosesc pentru a colecta ieșirile senzorului și a trimite datele la un computer pentru analiză.

Pasul 4: Swirl Meter

Fluxul printr-un port nu este singurul parametru de interes pe care îl putem măsura cu un banc de flux dacă avem senzorii potriviți. Turbina este o măsură a aspectului de rotație a fluxului de aer într-un motor. Este de interes, deoarece vârtejul ajută la amestecarea combustibilului cu aerul și afectează arderea motorului.

Am făcut un rotor care, după o perioadă de decantare, se învârte aproape de RPM al turbinei de gaz. La celălalt capăt al arborelui se află o roată crestată. Mișcările de crestătură sunt detectate de doi senzori de tip optic gap. Folosesc două, deoarece, cu poziționarea adecvată, furnizează semnalele A și B ale unui codificator în patratură. Acest lucru permite software-ului meu să calculeze RPM și direcția. Imaginea osciloscopului arată ieșirea celor doi senzori.

Pasul 5: un instrument pentru un senzor

Acest pas nu se referă la un senzor ca atare, ci la un instrument local de măsurare a vitezei de curgere care este conectat la un al treilea senzor de presiune. Este un tub pitot ca dispozitivele utilizate pe aeronave pentru a măsura viteza aerului. Este îndoit la 180 grade. astfel încât să poată fi introdus în interiorul unui port și să măsoare viteza locală pentru a construi o hartă a distribuției vitezei în diferite părți ale portului.

Pasul 6: Puneți totul împreună

Am menționat că folosesc un LabJack (labjack.com) pentru a colecta datele. Acesta este un sistem de achiziție de date la un preț rezonabil, care trimite datele înapoi la un computer și primește instrucțiuni de la computer. Am conectat majoritatea intrărilor LabJack etc. la un conector D25 care îmi permite să îl schimb rapid de la job la job.

Toate ieșirile senzorului sunt aduse într-o cutie dedicată (o cutie de proiectare a componentelor RS) pentru protecție și oferă o singură locație pentru conectarea unui cablu la LabJack. Senzorii de presiune sunt, de asemenea, conținuți în această cutie.

Pasul 7: Cum este conectat totul

Iată câteva schițe de circuit pe care le-am făcut pentru un prieten. Poate că nu este îngrijit sau cuprinzător, dar arată aspectul general. Au prezentat aici pe o bază FWIW.

Pasul 8: Software

Am scris câteva programe în Delphi (Pascal pentru Windows) pentru a controla colectarea datelor de către LabJack și pentru a oferi caracteristici de procesare a datelor. Fotografiile sunt capturi de ecran ale câtorva ferestre. Primul arată cum sunt tabelate și trasate datele. LabJack vine cu drivere Windows care facilitează includerea caracteristicilor de control în propriile programe. LabJack are două metode de trimitere a datelor, prima este ceea ce eu numesc „cere și primește”. Software-ul computerului solicită date și LabJack le trimite. Acesta este modul pe care îl folosesc cu banca de flux. Celălalt mod este „streaming” și este mai rapid, datele sunt trimise continuu și trebuie să întrebe doar la început. Folosesc acest mod pe dyno-ul meu de șoc, care este descris pe scurt într-un alt instructabil recent, care poate fi găsit la

www.instructables.com/id/A-Basic-Course-on-Data-Acquisition/