Что такое датчик уровня топлива и зачем он нужен?

Одна из составляющих мониторинга работы автотранспортного средства – датчик уровня топлива. Он размещается непосредственно в емкости с топливом. Устанавливается непосредственно при производстве автомобиля, а также в процессе эксплуатации – по инициативе собственника транспорта. Такой датчик может применяться и на других передвижных объектах (например, морских судах или поездах).

Зачем необходим ДУТ

Расходы на приобретение топлива – одна из самых больший статей при содержании транспорта. Использование датчика уровня топлива помогает не только фиксировать количество топлива на данный конкретный момент времени, но также:

определить расход топлива за определенный временной промежуток;
подсчитать усредненный расход топлива, например, на сотню километров;
контролировать своевременность дозаправок топливом;
выявить несанкционированные сливы топлива, факты нецелевого использования служебного автотранспорта.

Все это позволяет вести строгий контроль расхода топлива, находить способы экономии, планировать маршруты, исходя из имеющегося количества горючего. Такие меры способствуют снижению затрат на покупку топлива и содержание автопарка в целом.

Как он работает

Общий принцип работы датчика уровня топлива достаточно прост. Рабочий элемент данного прибора расположен непосредственно в баке. Он передает сигналы на преобразователь, который преобразует их в единицы объема. Информация отображается на указателе уровня топлива, размещенном на приборной панели. Точность показаний зависит от типа и модели прибора. Оптимальным показателем погрешности датчика считается 1–2%.

Основные типы оборудования

Самыми распространенными датчиками уровня топлива на сегодняшний день считаются такие:

поплавковые или потенциометрические датчики;
емкостные (в данном случае название датчиков происходит от понятия «диэлектрическая емкость»);
ультразвуковые датчики.

Поплавковый ДУТ: особенности

Поплавковые датчики являются штатными и устанавливаются в рамках производства автотранспорта. Рабочий элемент прибора представляет собой поплавок, который погружен в топливо и соединен с потенциометром. При снижении или повышении уровня горючего меняется сопротивление потенциометра, а соответственно – напряжение на выходе. Данные о количестве горючего передаются на указатель, размещенный на приборной панели.

Потенциометрические датчики делятся на рычажные и трубчатые. В первом случае поплавок соединяется с контактом резистора с помощью стального рычага. Такой прибор интегрируют в блок подачи топлива, поэтому он считается универсальным – может использоваться в любых топливных системах. В конструкции трубчатого предусмотрена специальная трубка, в которой поплавок перемещается по направляющим. На нем расположены контрактные кольца, которые замыкаются на параллельно расположенных проводах сопротивлений. Такой прибор считается более точным по сравнению с рычажным, но подходит только для баков с определенными геометрическими параметрами.

Основной минус потенциометрических датчиков уровня топлива – способность показывать только относительный уровень топлива. Погрешность достаточно высока – от 10 до 30%. Поэтому большинство автомобилистов предпочитают не ограничиваться таким прибором, а дополнительно установить современное высокотехнологичное оборудование, позволяющее вести точный контроль уровня горючего.

Емкостной ДУТ: особенности

Емкостной датчик уровня топлива устанавливается по желанию владельца автотранспортного средства. Он представляет собой электроконденсатор. Измерительным элементом такого прибора являются две трубки, вставленные друг в друга, но не соприкасающиеся. Промежуток между ними заполняется топливом. В верхней части трубки крепятся к плате датчика, на них подается ток, горючее играет роль диэлектрика. Уровень топлива в пространстве между трубками равен уровню в баке. Чем больше горючего – тем быстрее выполняется зарядка конденсатора.

С помощью платы подсчитывается время зарядки, на основании этих данных определяется уровень горючего в пространстве между трубками, а соответственно – в баке. Данные передаются на указатель уровня топлива.

К преимуществам емкостного датчика уровня топлива относятся:

более высокая точность показаний по сравнению со штатным поплавковым прибором;
возможность подключения к GPS-трекеру и интеграции в систему мониторинга транспорта. Такое решение дает возможность осуществлять дистанционный контроль расхода топлива как в режиме реального времени, так и за определенный период.

Ультразвуковой ДУТ: особенности

Ультразвуковой датчик уровня топлива представляет собой излучатель ультразвуковых волн. Он устанавливается на внешней поверхности дна емкости с горючим и создает импульсы на частоте ультразвука. Волны проходят через металл и толщу горючего, на рубеже сред «горючее – воздух» они отражаются. Отраженная волна улавливается прибором. Вычислительный механизм рассчитывает уровень топливного столба, исходя из времени с момента отправки волны до момента возвращения отраженного сигнала.

Как и емкостной, ультразвуковой прибор может стать элементом системы мониторинга транспорта. При установке датчика топлива следует учесть такие особенности:

нужно обеспечить идеальный контакт прибора с внешней поверхностью емкости. При нарушении данного условия сигналы могут искажаться, а соответственно – показания уровня топлива будут неточными;
на качество сигнала способны влиять наличие перегородок внутри бака, материал этих перегородок, наличие неровностей на внутренней поверхности дна, наличие на дне воды, льда, мусора.

Использование ультразвукового датчика уровня топлива станет оптимальным вариантом для автотранспортных средств, переведенных на газ.

Виды ДУТ по интерфейсам подключения

По выходному сигналу различают такие приборы для замера уровня топлива:

аналоговый. Данные о количестве горючего передаются в формате величины напряжения выходного сигнала. Например, чем больше топлива – тем выше напряжения. Для перевода данной величины в единицы объема применяется тарировка. Например, напряжение 2 В соответствует 10 литрам бензина. Достоинством такого прибора является возможность использования в тандеме с самыми простыми, доступными по цене трекерами. Однако аналоговому датчику присуща достаточно высокая погрешность – около 4%, поэтому он не подходит для высокоточных измерений;
цифровой. В конструкцию прибора интегрирована электронная плата, которая анализирует данные измерительного элемента. Данные передаются в формате условных чисел, с помощью тарировки они переводятся в единицы объема. Стоимость цифрового датчика уровня горючего выше по сравнению с аналоговым. Однако такой прибор отличается высокой точностью показаний, поэтому может стать эффективным элементом системы мониторинга. Кроме того, он использует независимое питание, благодаря чему сбои в работе по причине выхода из строя аккумулятора либо генератора исключены;
частотный – передает данные в формате частоты импульсов. Например, чем выше показатель уровня топлива – тем выше частота импульсов. С помощью тарировки данные переводят в единицы объема. Например, частоте 2000 Герц соответствует 30 литров. Частотные датчики уровня горючего – это некое промежуточное звено между аналоговыми и цифровыми моделями. Они отличаются более высокой точностью и помехостойкостью по сравнению с аналоговыми, но уступают цифровому датчику по этим параметрам. На сегодняшний день частотные приборы измерения уровня топлива встречаются достаточно редко, однако такой сенсор может быть установлен при невозможности использования оборудования с другими интерфейсами.

Как подобрать ДУТ

При выборе датчика уровня топлива обязательно следует учитывать высоту и геометрию бака. Длина измерительного элемента должна быть немного больше высоты емкости. Если она меньше, малое количество горючего не будет фиксироваться датчиком. Лишнюю часть измерителя уровня топлива всегда можно обрезать. Конец элемента должен находиться на расстоянии примерно 3 см от дна емкости. Это позволит выполнять максимально точные замеры и при этом минимизировать риски короткого замыкания из-за воды или мусора.

Для большинства автотранспортных средств подходят приборы для контроля топлива с длиной измерительного элемента 70 см. Однако на рынке представлен широкий выбор измерителей разной длины, вплоть до 3 м.

Когда необходимо несколько ДУТов

Бывают случаи, когда на одно транспортное средство нужно установить сразу несколько приборов для контроля топлива:

наличие нескольких топливных емкостей. На грузовом транспорте обычно используется по два или даже три бака. В этом случае датчики уровня топлива устанавливаются во все емкости, что позволяет получить точную и полную картину о расходе топлива;
бак отличается вытянутой формой (обычно устанавливаются на автотрейлерах). В этом случае минимальные колебания топлива могут негативно повлиять на точность показаний. Поэтому целесообразно установить два (возможно, больше) датчика на разных участках;
бак имеет сложную конфигурацию (устанавливаются на сельскохозяйственной технике). Установка нескольких приборов, измеряющих уровень топлива, обеспечит высокую точность показаний.

Что касается интерфейса подключения, то здесь собственник принимает решение сам, исходя из своих запросов и финансовых возможностей.