Senzori za protočnu klupu .: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Mjerač protoka u ovoj aplikaciji je uređaj za mjerenje protoka zraka kroz ulazne i ispušne otvore i ventile IC motora. Oni mogu imati različite oblike, od skupih komercijalnih ponuda do DIY primjera sumnjive kvalitete. Međutim, sa modernim jeftinim senzorima različitih tipova, potpuno je moguće da DIY primjeri budu jednaki komercijalnim mašinama. Ne postoji ništa što je teško napraviti i nije potrebna visoka vještina. Gornje fotografije prikazuju klupu koju sam napravio i koja čini središte ovog instruktora.

Ovaj dokument ne govori o izradi protočne klupe, već o instrumentima i senzorima koje koristim na vlastitoj klupi. Klupa za protok koristi neku vrstu izvora vakuuma, iako je vakuum pretjerivanje jer je usisna sisaljka najčešće ispod mjerača vode od 28”, što je 1 psi ili ~ 7000 Pa.

Postoje samo dva bitna parametra koje je potrebno mjeriti da bi se izračunao volumetrijski protok zraka, oba su mjerenja diferencijalnog pritiska. Jedan je depresivni pritisak koji uzrokuje protok zraka kroz otvor motora, drugim riječima to je mjera količine "usisavanja". Drugi je diferencijalni pritisak preko ograničenja protoka za mjerenje stvarnog protoka. Ploča sa otvorom se najčešće koristi, ali ja preferiram venturijevu cijev jer je efikasnija. Princip je isti bez obzira na prirodu ograničenja. Koriste se i turbinski mjerači i MAP -ovi (senzori apsolutnog pritiska u razdjelniku) spašeni iz modernih automobila, ali oni nisu toliko rasprostranjeni i o njima neću govoriti.

Postoji nekoliko drugih parametara i odgovarajućih senzora koji mogu poboljšati korisnost mjerila protoka, poput temperature, pa ću ih pogledati u sljedećim koracima.

Supplies

Materijali;

Razni senzori opisani u pojedinim koracima.

Vero ploča ili ploča obložena bakrom za štampano kolo.

Razni otpornici, kondenzatori i druge elektroničke komponente koje se koriste u jednostavnim krugovima.

Oblik prikupljanja podataka. Koristim LabJack, ali bi mi odgovarali hobi mikrofoni poput Arduina ili Pi.

Za računar koristim laptop sa operativnim sistemom Windows.

Solder.

Alati;

Lemilica.

Uobičajena zbirka alata za izradu sklopova kao što su rezači žica/skidači žice itd.

Korak 1: Senzori diferencijalnog pritiska

Koristim one ilustrovane. Tehnički listovi i druge informacije mogu se pronaći na www.analogmicro.de. Ovi senzori mogu prikazati svoja očitanja ili kao analogni naponski signal ili putem IC2 sabirnice. Koristim analogni izlaz.

Oni mjere diferencijalni tlak, za koji su potrebna dva ulaza pritiska, odnosno izlažu vrijednost koja je razlika u pritisku između dva ulaza. Skica pokazuje da je jedan senzor spojen na dvije slavine na venturijevom kotaru za mjerenje stvarnog protoka. Drugi senzor mjeri udubljenje u plenumu. Ovo se odnosi na barometarski tlak okoline, pa se jedno tapkanje ostavlja otvorenim za atmosferu.

Samo ova dva senzora dovoljna su za korisna mjerenja protoka, ali na rezultate utiču uslovi okoline i za ponovljivost je potrebno prilagoditi očitanja pomoću barometarskog pritiska, temperature i relativne vlažnosti.

Korak 2: Senzori temperature

Ja koristim dva ova. Oni su poluvodičkog tipa, LM34, koji sam stavio u epoksid unutar aluminijskog kućišta radi robusnosti. Jedan pričvršćujem na venturijev merač protoka, a drugi na glavu cilindra koja se meri. Slike to pokazuju bolje nego što riječi mogu. Prva slika prikazuje jednu pričvršćenu za venturi, obratite pažnju i na pritiske koji idu u senzorima pritiska u prethodnom koraku.

Korak 3: Senzori vlage i barometrijskog pritiska

Oni su montirani na ploču zajedno s različitim priključcima na druge senzore i napajanje, kao i na LabJack koji koristim za prikupljanje izlaza senzora i slanje podataka na računalo za analizu.

Korak 4: Okretni mjerač

Protok kroz priključak nije jedini parametar od interesa koji možemo mjeriti pomoću mjerila protoka ako imamo odgovarajuće senzore. Vrtloženje je mjera rotacijskog aspekta protoka zraka u motor. Zanimljiv je jer vrtlog pomaže miješanju goriva sa zrakom i utječe na izgaranje motora.

Napravio sam rotor koji se nakon taloženja okreće blizu broja okretaja vrtloga plina. Na drugom kraju vratila nalazi se nazubljeni točak. Pomicanje zareza očitavaju dva senzora tipa optičkog zazora. Koristim dva jer uz odgovarajuće pozicioniranje pružaju A i B signale kvadratnog kodera. Ovo omogućava mom softveru da izračuna RPM i smjer. Slika osciloskopa prikazuje izlaz dva senzora.

Korak 5: Alat za senzor

Ovaj korak se ne odnosi na senzor kao takav, već na lokalni alat za mjerenje brzine protoka koji je spojen na treći senzor pritiska. To je pitot cijev poput uređaja koji se koriste u avionima za mjerenje brzine zraka. Savijeno je 180 stepeni. tako da se može umetnuti unutar porta i mjeriti lokalne brzine kako bi se izgradila karta raspodjele brzina u različitim dijelovima luke.

Korak 6: Sastavite sve zajedno

Spomenuo sam da koristim LabJack (labjack.com) za prikupljanje podataka. Ovo je sistem za prikupljanje podataka po razumnim cijenama koji šalje podatke nazad na računar i prima uputstva sa računara. Povezao sam većinu LabJack ulaza itd. Na D25 konektor što mi omogućava da ga brzo promijenim s posla na posao.

Svi izlazi senzora dovedeni su u posebnu kutiju (projektna kutija za RS komponente.) Radi zaštite i osiguravaju jedno mjesto za kabel za povezivanje s LabJackom. Senzori pritiska se takođe nalaze u ovoj kutiji.

Korak 7: Kako je sve povezano

Evo nekoliko skica grubog kola koje sam napravio za prijatelja. Možda nisu uredni ili sveobuhvatni, ali pokazuju opći izgled. Ovdje su predstavljeni na osnovi FWIW -a.

Korak 8: Softver

Napisao sam neki softver u Delphiju (Pascal za Windows) za kontrolu prikupljanja podataka pomoću LabJacka i pružanje funkcija obrade podataka. Fotografije su snimke ekrana nekoliko prozora. Prvi prikazuje kako su podaci tabelirani i iscrtani. LabJack dolazi s upravljačkim programima za Windows koji olakšavaju uključivanje kontrolnih funkcija u vaše programe. LabJack ima dva načina slanja podataka, prvi je ono što ja nazivam "pitaj i primi". Računarski softver traži podatke, a LabJack ih šalje. To je način rada koji koristim s protokom. Drugi način je "streaming" i brži je, podaci se šalju kontinuirano i samo ih je potrebno pitati na početku. Koristim taj način rada na svom shock dyno -u koji je ukratko opisan u drugom nedavnom Instructable -u koji se može pronaći na

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